1. Benzinski generatori

Osnovne prosječne karakteristike plinsko-električnog generatora

Glavne prednosti benzinskih elektrana

Kako odabrati generator (elektranu)

Potrebna snaga elektrane

Aktivna opterećenja

Reaktivna opterećenja

Visoke udarne struje

Motor

Profesionalne i kućanske jedinice

Savjeti za odabir motornog ulja za plinske generatore

2. Kako rade i kakvi su suvremeni automobilski motori (motori)?

Kako je sve počelo

Motor (motor) u automobilu danas

Dolje s pola cilindara u motoru (motor)

Bliska budućnost automobilskih motora (motora)

Tuning motora

BMW: evolucija tehnologije motora je završena

1. Benzinski generatori

Generatori - vlastiti, neovisni izvor električne energije - nisu samo poželjan dodatak opremi privatne kuće ili uglednog poduzeća. Kod nas je to nužnost i jamstvo od nepotrebnih financijskih i proizvodnih problema. U isto vrijeme, za neke vrste ljudskih aktivnosti, kao što su rudarstvo ili hitne operacije spašavanja, autonomni izvor energije je jednostavno vitalan. Karakteristike modernih elektrana su učinkovitost, kompaktne dimenzije, razna dizajnerska rješenja za smanjenje buke, prisutnost inteligentnih uređaja za nadzor i upravljanje procesom proizvodnje električne energije, prebacivanje opterećenja, sinkronizacija generatora s mrežom i međusobno. Postoji mnogo izraza za istu opremu, koja se podrazumijeva pod pojmom elektrana:

Prijenosna elektrana;

Prijenosna elektrana;

Benzinska elektrana;

Dizel elektrana;

Plinska elektrana;

Generator na benzin;

Dizelski generator;

Stacionarne, industrijske, mobilne i kontejnerske elektrane;

Generatorski set.

Svi se ujedine opći princip rad - pretvaranje toplinske energije goriva u električnu energiju. Učinkovitost takvih elektrana je 25-30%. Kako bi se povećala učinkovitost (ili iskoristila toplina koju proizvodi elektrana), stvorene su MINI-CHP koje koriste toplinu za sustave grijanja. Općenito, sve elektrane mogu se podijeliti:

Po namjeni - kućanstvo, profesionalno (do 15 kVA); - po prijavi– rezervni, glavni:

Prema vrsti goriva - benzin, dizelsko gorivo, plin (ukapljeni ili glavni plin);

Po dizajnu - otvoreni, u kućištu za upijanje buke, u spremniku, u kungu itd.;

Po vrsti pokretanja - ručno (za male), električni starter ili automatski;

Prema proizvođaču. Glavne i najpopularnije su benzinske i dizel elektrane.

Benzinska elektrana ili plinski generator

Kao glavni pokretač koristi se karburatorski motor s unutarnjim izgaranjem (ICE) s vanjskim stvaranjem smjese i paljenjem svjećicom. Dio energije koji se oslobađa pri izgaranju goriva pretvara se u motoru s unutarnjim izgaranjem u mehanički rad, a preostali dio u toplinu. Mehanički rad na vratilu motora koristi se za proizvodnju električne energije generatorom električne struje. Gorivo za plinski generator je visokooktanski benzin. Korištenje antidetonatorskih aditiva, mješavina benzina s alkoholima i sl. moguće je samo u dogovoru s proizvođačem. Specifični sastav i druge karakteristike goriva koje se koristi za rad elektrane određuje proizvođač motora. Treba napomenuti da je benzinski generator izvor električne energije relativno male snage. Prikladan je ako planirate osigurati rezervno, sezonsko ili hitno napajanje vašeg objekta. Takve jedinice obično imaju kraći radni vijek i snagu u usporedbi s dizel generatorima, ali su praktičnije za rad zbog manje težine, dimenzija i razine buke tijekom rada. Mogućnosti uporabe i izvedbe benzinskih elektrana: kao rezervni izvor napajanja mala snaga u stacionarnoj varijanti, kao jedini mogući izvor tijekom hitnog spašavanja i popravci, rad koji se izvodi na terenu i na udaljenim mjestima, za opskrbu električnom energijom raznih vrsta prijenosnih ili mobilnih objekata.

Jednostavno rečeno, benzinska elektrana je idealan izbor za vlasnike malih poduzeća (benzinska postaja, trgovina), vlasnici seoske kuće, turisti, građevinske ekipe, televizijske kuće itd.

Kompaktna i pouzdana, ekonomična i tiha autonomna benzinska postaja riješit će probleme s opskrbom energijom.

Osnovne prosječne karakteristike plinsko-električnog generatora

Specifična potrošnja goriva, kg / kWh - 0,3-0,45

Specifična potrošnja ulja, g / kWh - 0,4-0,45

Učinkovitost% - 0,18-0,24

Raspon snage benzinsko-električnih jedinica kW – 0,5-15,00

Napon, V – 240/400

Raspon načina rada, % nazivnog. Snaga – 15-100

Potreban tlak plina, kg / cm2 – 0,02-15

Životni vijek prije tekućih popravaka (ne manje), tisuća sati – 1,5-2,0 - Životni vijek prije velikih popravaka (ne manje), tisuća sati – 6,0-8,0

Troškovi popravka, % troška –5-20

Štetne emisije (CO), % 2,55

Razina buke na udaljenosti od 1 m (ne više), dB 80.

Glavne prednosti benzinskih elektrana

Relativno niska cijena oprema u usporedbi s dizelskim i plinskim elektranama;

Kompaktnost i dobar pokazatelj omjera težine opreme i količine proizvedene energije;

Jednostavan start u uvjetima niske temperature;

Ne visoka razina buka elektrane;

Jednostavan za korištenje.

Kako odabrati generator (elektranu)

U obzir uzimamo opremu s ograničenom izlaznom snagom do 15 kVA i konvencionalne (benzinske ili dizelske) motore. Osnova svake mini-elektrane (ili generatorskog agregata) je motor-generatorska jedinica koja se sastoji od dizelskog ili benzinski motor i električni generator.

Motor i generator su međusobno izravno povezani i ojačani amortizerima na čeličnoj podlozi. Motor je opremljen sustavima (pokretanje, stabilizacija brzine, gorivo, podmazivanje, hlađenje, dovod zraka i ispuh) koji osiguravaju pouzdan rad elektrane. Pokretanje motora ručno ili korištenjem električnog pokretača ili autostarta napajanog starterom od 12-voltne baterije. Jedinica motor-generator koristi sinkrone ili asinkrone samouzbuđujuće generatore bez četkica. Elektrana može imati i upravljačku ploču i uređaje za automatizaciju (ili jedinicu za automatizaciju), pomoću kojih se stanica kontrolira, nadzire i štiti od hitne situacije. Najjednostavniji princip rada mini elektrane je sljedeći: motor "pretvara" gorivo u rotaciju svoje osovine, a generator s rotorom spojenim na osovinu motora, prema Faradayevom zakonu, pretvara okretaje u izmjenične struja. Zapravo nije tako jednostavno. Često čudne, na prvi pogled, situacije se događaju kada, na primjer, pri spajanju obične potopne pumpe tipa "Baby" s deklariranom potrošnjom energije od 350-400 W na mini-elektranu od 2,0 kVA, crpka odbija raditi . Pokušat ćemo dati kratke preporuke koje će vam pomoći da se pravilno krećete pri odabiru stanice.

Potrebna snaga elektrane. Da biste riješili ovaj problem, prvo morate odrediti uređaje koje planirate spojiti.

Aktivna opterećenja. Najjednostavniji, sva potrošena energija pretvara se u toplinu (rasvjeta, električni štednjaci, električne grijalice itd.). U ovom slučaju računica je jednostavna: za njihovo napajanje dovoljna je jedinica snage jednake njihovoj ukupnoj snazi.

Reaktivna opterećenja. Sva ostala opterećenja. Oni se pak dijele na induktivne (zavojnica, bušilica, pila, pumpa, kompresor, hladnjak, elektromotor, printer) i kapacitivne (kondenzator). U reaktivnim potrošačima dio energije se troši na stvaranje elektromagnetskih polja. Mjera ovog dijela potrošene energije je tzv. cos. Na primjer, ako je 0,8, tada se 20% energije ne pretvara u toplinu. Snaga podijeljena s cos dat će "pravu" potrošnju energije. Primjer: ako bušilica kaže 500 W i cos=0,6, to znači da će alat zapravo trošiti 500:0,6=833 W iz generatora. Moramo imati na umu i sljedeće: svaka elektrana ima svoj cos, o čemu se mora voditi računa. Na primjer, ako je jednak 0,8, tada će za rad gore spomenute bušilice elektrana zahtijevati 833 W: 0,8 = 1041 VA. Usput, iz tog razloga je ispravna oznaka izlazne snage elektrane VA (volt-amper), a ne W (vati).

Visoke udarne struje. Svaki elektromotor u trenutku uključivanja troši nekoliko puta više energije nego u normalnom načinu rada. Početno preopterećenje ne prelazi djelić sekunde u vremenu, tako da je glavna stvar da ga elektrana može izdržati bez gašenja i, štoviše, bez kvara. Neophodno je znati koja početna preopterećenja određena jedinica može izdržati. Zbog velikih udarnih struja, "najstrašniji" uređaji su oni koji nemaju brzinu praznog hoda. Rad stroja za zavarivanje s gledišta mini-elektrane izgleda kao banalni kratki spoj. Stoga se za njihovu opskrbu energijom preporuča koristiti posebne generatore ili ih barem "kuhati" kroz transformator za zavarivanje. Za potopnu pumpu potrošnja u trenutku pokretanja može skočiti 7-9 puta.

“Moderni motor s unutarnjim izgaranjem po definiciji nije najistaknutiji proizvod u smislu tehnologije. To znači da se može neograničeno poboljšavati” (Matt Trevitnick, predsjednik obiteljskog venture fonda Rockefeller Venrock).

Motor sa slobodnim klipom je linearni motor s unutarnjim izgaranjem bez klipnjača, u kojem kretanje klipa nije određeno mehaničkim vezama, već omjerom sila ekspandirajućih plinova i opterećenja.

Već u studenom ove godine na američko tržište stiže Chevrolet Volt, električni automobil s ugrađenim generatorom električne energije. Volt će biti opremljen snažnim električnim motorom koji okreće kotače i kompaktnim motorom s unutarnjim izgaranjem koji samo puni ispražnjenu litij-ionsku bateriju. Ova jedinica uvijek radi najučinkovitijom brzinom. Ovaj zadatak lako rješava konvencionalni motor s unutarnjim izgaranjem, koji je navikao na mnogo veći teret. Međutim, uskoro bi ga mogle zamijeniti mnogo kompaktnije, laganije, učinkovitije i jeftinije jedinice, posebno dizajnirane za rad kao električni generator.

Kada je riječ o temeljno novim dizajnima motora s unutarnjim izgaranjem, skeptici počinju nabirati nosove, kimati na stotine pseudo-revolucionarnih projekata koji skupljaju prašinu na policama i tresti svete relikvije četiri lonca i bregaste osovine. Sto godina dominacije klasičnog motora s unutarnjim izgaranjem svakoga će uvjeriti u beskorisnost inovacija. Ali ne profesionalci u području termodinamike. Jedan od njih je profesor Peter Van Blarigan.

Energija zaključana

Jedan od najradikalnijih koncepata motora s unutarnjim izgaranjem u povijesti je motor sa slobodnim klipom. Prvi spomeni u stručnoj literaturi datiraju iz 1920-ih. Zamisliti metalna cijev sa slijepim krajevima i cilindričnim klipom koji klizi unutar njega. Na svakom kraju cijevi nalazi se mlaznica za gorivo, usisni i ispušni otvori. Ovisno o vrsti goriva, mogu se dodati svjećice. I to je to: manje od desetak jednostavnih dijelova i samo jedan pokretni. Kasnije su se pojavili sofisticiraniji modeli motora s unutarnjim izgaranjem sa slobodnim klipom (FPE) - s dva ili čak četiri nasuprotna klipa, ali to nije promijenilo bit. Princip rada takvih motora ostaje isti - recipročno linearno kretanje klipa u cilindru između dvije komore za izgaranje.

Teoretski, učinkovitost FPE prelazi 70%. Mogu raditi na bilo koju vrstu tekućeg ili plinovitog goriva, iznimno su pouzdani i savršeno uravnoteženi. Osim toga, očita je njihova lakoća, kompaktnost i jednostavnost izrade. Jedini problem: kako oduzeti snagu takvom motoru, koji je mehanički zatvoren sustav? Kako voziti klip koji juri uokolo frekvencijom do 20 000 ciklusa u minuti? Možete koristiti tlak ispušnih plinova, ali učinkovitost značajno pada. Taj je problem dugo bio nerješiv, iako se redovito pokušavalo. Posljednji koji su na tome slomili zube bili su inženjeri General Motorsa šezdesetih godina prošlog stoljeća dok su razvijali kompresor za eksperimentalni automobil s plinskom turbinom. Radne uzorke brodskih pumpi na bazi FPE proizvele su francuska tvrtka Sigma i britanska tvrtka Alan Muntz početkom 1980-ih, ali nisu ušli u seriju.

Možda se nitko dugo ne bi sjetio FPE-a, ali pomogla je nesreća. Godine 1994. Ministarstvo energetike SAD-a angažiralo je znanstvenike iz Sandia National Laboratories da prouče učinkovitost ugrađenih generatora električne energije temeljenih na različitim tipovima motora s unutarnjim izgaranjem koji rade na vodik. Ovaj posao povjeren je grupi Petera Van Blarigana. Tijekom projekta, Van Blarigan, koji je dobro poznavao FPE koncept, uspio je pronaći genijalno rješenje za problem pretvaranja mehaničke energije klipa u električnu. Umjesto kompliciranja dizajna, a time i smanjenja rezultirajuće učinkovitosti, Van Blarigan je išao oduzimanjem, pozivajući u pomoć magnetski klip i bakreni namot na cilindru. Unatoč svojoj jednostavnosti, takvo rješenje ne bi bilo moguće u 1960-im ili 1970-im godinama. U to vrijeme nije bilo dovoljno kompaktnih i snažnih stalni magneti. Sve se promijenilo ranih 1980-ih s izumom legure na bazi neodija, željeza i bora.

Jedan dio kombinira dva klipa, pumpu za gorivo i sustav ventila.

Za ovaj su rad Van Blarigan i njegovi kolege Nick Paradiso i Scott Goldsborough nagrađeni počasnom nagradom Harry Lee Van Horning na Svjetskom kongresu SAE 1998. godine. Očito obećanje slobodnog klipnog linearnog generatora (FPLA), kako je Van Blarigan nazvao svoj izum, uvjerilo je Ministarstvo energetike da nastavi financirati projekt sve do pilot faze.

Elektronski stolni tenis

Blarigan push-pull linearni generator je električna silikonska čelična cijev dužine 30,5 cm, promjera 13,5 cm i težine nešto više od 22 kg. Unutarnja stijenka cilindra je stator sa 78 zavoja četvrtaste bakrene žice. U vanjska površina Aluminijski klip integrira snažne neodimijske magnete. Punjenje goriva i zrak ulaze u komoru za izgaranje motora u obliku magle nakon preliminarne homogenizacije. Paljenje se događa u HCCI modu - mnogo mikro-paljenja se događa istovremeno u komori. FPLA nema mehanički sustav distribucije plina - njegove funkcije obavlja sam klip.

Frank Stelzer truba

Godine 1981. njemački izumitelj Frank Stelzer demonstrirao je dvotaktni motor sa slobodnim klipom koji je razvijao u svojoj garaži od ranih 1970-ih. Prema njegovim izračunima, motor je bio 30% ekonomičniji od konvencionalnog motora s unutarnjim izgaranjem. Jedini pokretni dio motora je dvostruki klip, koji bjesomučno kruži unutar cilindra. Čelična cijev Dug 80 cm, opremljen niskotlačnim rasplinjačem s motocikla Harley-Davidson i blokom zavojnice Honda, prema Stelzerovim grubim procjenama, mogao je proizvesti do 200 KS. snaga na frekvencijama do 20 000 ciklusa u minuti. Stelzer je tvrdio da se njegovi motori mogu napraviti od jednostavnih čelika i da se mogu hladiti ili zrakom ili tekućinom. Godine 1981. izumitelj je donio svoj motor na Frankfurt International Motor Show u nadi da će privući interes vodećih automobilskih tvrtki. U početku je ideja izazvala zanimanje njemačkih proizvođača automobila. Prema recenzijama Opelovih inženjera, prototip motora pokazao je izvrsnu toplinsku učinkovitost, a njegova je pouzdanost bila sasvim očita - praktički se nije imalo što pokvariti. Ima samo osam dijelova, od kojih se jedan kreće - dvostruki klip složenog oblika sa sustavom brtvenih prstenova ukupne težine 5 kg. Opelov laboratorij razvio je nekoliko teoretskih modela prijenosa za Stelzerov motor, uključujući mehanički, elektromagnetski i hidraulički. Ali nijedan od njih nije smatran dovoljno pouzdanim i učinkovitim. Nakon sajma automobila u Frankfurtu, Stelzer i njegova ideja nestali su s radara autoindustrije. Nekoliko godina nakon toga u tisku su se povremeno pojavljivali izvještaji o Stelzerovim namjerama da patentira tehnologiju u 18 zemalja svijeta, da svojim motorima opremi postrojenja za desalinizaciju u Omanu i Saudijskoj Arabiji, itd. Od ranih 1990-ih , Stelzer je zauvijek nestao iz vidokruga, iako je internet stranica još uvijek dostupna.

Maksimalna snaga FPLA je 40 kW (55 konjskih snaga) uz prosječnu potrošnju goriva od 140 g po 1 kWh. Što se tiče učinkovitosti, motor nije inferioran vodikovim gorivim ćelijama - toplinska učinkovitost generatora kada se koristi vodik kao gorivo i omjer kompresije od 30:1 doseže 65%. Propan je nešto manje - 56%. Osim ova dva plina, FPLA lako probavlja dizelsko gorivo, benzin, etanol, alkohol pa čak i rabljeno biljno ulje.

Međutim, ništa ne dolazi s malo krvi. Ako je Van Blarigan uspješno riješio problem pretvaranja toplinske energije u električnu, tada je upravljanje hirovitim klipom postalo ozbiljna glavobolja. Gornja mrtva točka putanje ovisi o omjeru kompresije i brzini izgaranja punjenja goriva. Zapravo, kočenje klipa nastaje zbog stvaranja kritičnog tlaka u komori i naknadnog spontanog izgaranja smjese. U konvencionalnom motoru s unutarnjim izgaranjem svaki sljedeći ciklus je analogan prethodnom zbog krutih mehaničkih veza između klipova i koljenastog vratila. U FPLA, trajanje takta i gornja mrtva točka su promjenjive vrijednosti. Najmanja netočnost u doziranju punjenja goriva ili nestabilnost načina izgaranja uzrokuje zaustavljanje klipa ili udar u jednu od bočnih stijenki.

Motor Ecomotors odlikuje se ne samo skromnim dimenzijama i težinom. Izvana, ravna jedinica podsjeća na bokserske motore Subarua i Porschea, koji pružaju posebne prednosti rasporeda u obliku niskog težišta i linije haube. To znači da će automobil biti ne samo dinamičan, već i da će se dobro upravljati.

Ova vrsta motora stoga zahtijeva snažan i brz elektronički upravljački sustav. Stvaranje nije tako lako kao što se čini. Mnogi stručnjaci smatraju da je ovaj zadatak teško ostvariv. Harry Smythe, znanstveni direktor General Motorsovog laboratorija za pogonske sklopove, izjavljuje: “Motori s unutarnjim izgaranjem s slobodnim klipom nude niz jedinstvenih prednosti. Ali kako biste stvorili pouzdanu proizvodnu jedinicu, još uvijek trebate naučiti puno o termodinamici FPE-a i naučiti kako kontrolirati proces izgaranja smjese.” Ponavlja ga i profesor MIT-a John Heywood: “Još uvijek ima mnogo praznih točaka u ovom području. Nije činjenica da će biti moguće razviti jednostavan i jeftin sustav upravljanje."

Van Blarigan je optimističniji od svojih kolega. On tvrdi da se kontrola položaja klipa može pouzdano ostvariti preko istog para - statora i magnetske ljuske klipa. Štoviše, vjeruje da će potpuni prototip generatora s prilagođenim sustavom upravljanja i učinkovitošću od najmanje 50 posto biti spreman do kraja 2010. godine. Neizravna potvrda napretka u ovom projektu je klasifikacija u 2009. godini mnogih aspekata aktivnosti grupe Van Blarigan.

Značajan dio gubitaka zbog trenja u konvencionalnim motorima s unutarnjim izgaranjem nastaje zbog rotacije klipnjače u odnosu na klip. Kratke klipnjače zakreću se pod većim kutom od dugih. OPOC ima vrlo duge i relativno teške klipnjače, koje smanjuju gubitke trenjem. Jedinstveni dizajn OPOC klipnjača ne zahtijeva upotrebu klipnih osovinica za unutarnje klipove. Umjesto toga koriste se radijalno konkavni utičnice velikog promjera unutar kojih klizi glava klipnjače. Teoretski, ovaj dizajn jedinice omogućuje da klipnjača bude dulja od uobičajene za 67%. U konvencionalnom motoru s unutarnjim izgaranjem dolazi do ozbiljnih gubitaka zbog trenja u opterećenim ležajevima radilice tijekom takta snage. U OPOC-u ovaj problem uopće ne postoji - linearna višesmjerna opterećenja na unutarnje i vanjske klipove potpuno se kompenziraju. Stoga, umjesto pet potpornih ležajeva radilice, OPOC zahtijeva samo dva.

Konstruktivna opozicija

U siječnju 2008. poznati venture investitor Vinod Khosla deklasificirao je jedan od svojih najnovijih projekata - EcoMotors, tvrtku koju su godinu dana ranije osnovali John Coletti i Peter Hoffbauer, dva priznata gurua motora. Hoffbauerov dosije uključuje mnoge revolucionarne razvoje: prvi turbodizel za osobni automobili Volkswagen i Audi, boxer motor za Bubu, prvi 6-cilindrični dizel za Volvo, prvi redni 6-cilindrični dizel Inline-Compact-V, prvi put ugrađen u Golf, i njegov twin VR6, stvoren za Mercedes. John Coletti nije ništa manje poznat među automobilskim inženjerima. Dugo je vodio odjel Ford SVT za razvoj posebnih serija nabijenih automobila.

Ukupno Hoffbauer i Coletti imaju više od 150 patenata, sudjelovanje u 30 projekata za razvoj novih motora i 25 projekata za nove serijske automobile. EcoMotors je stvoren posebno za komercijalizaciju Hoffbauerovog modularnog dvocilindričnog, dvotaktnog, boxer turbodizelskog motora s OPOC tehnologijom.

Mala veličina, lude specifične snage od 3,25 KS. po 1 kg mase (250 KS po 1 litri volumena) i potisak tenka od 900 Nm uz više nego skroman apetit, mogućnost sastavljanja 4-, 6- i 8-cilindričnih blokova iz zasebnih modula - to su glavne prednosti stokilogramskog modula OPOC EM100 . Ako su moderni dizelski motori 20-40% učinkovitiji od benzinskih motora s unutarnjim izgaranjem, onda je OPOC 50% učinkovitiji od najboljih turbodizelaša. Njegova izračunata učinkovitost je 57%. Unatoč svom fantastičnom punjenju, Hoffbauer motor savršeno je uravnotežen i vrlo uglađen.

U OPOC-u su klipovi spojeni na centralno smještenu radilicu pomoću dugih klipnjača. Prostor između dva klipa služi kao komora za izgaranje. Mlaznica za gorivo nalazi se u području gornje mrtve točke, a otvor za usis zraka i izlaz za ispušne plinove nalaze se u području donje mrtve točke. Ovaj raspored, zajedno s električnim turbopunjačem, osigurava optimalno čišćenje cilindra - OPOC nema ventile ni bregasto vratilo.

Turbopunjač je sastavni dio motora bez kojeg je nemoguć njegov rad. Prije pokretanja motora, turbopunjač u jednoj sekundi zagrijava dio zraka na temperaturu od 100 °C i pumpa ga u komoru za izgaranje. Dizelski motor OPOC ne zahtijeva žarnice, a pokretanje po hladnom vremenu ne uzrokuje probleme. Pritom je Hoffbauer uspio smanjiti kompresijski omjer s uobičajenih 19−22:1 za dizelske motore na skromnih 15−16. Sve to zauzvrat dovodi do smanjenja radne temperature u komori za izgaranje i potrošnje goriva.

trojanski konj

Već danas, EcoMotors ima tri potpuno spremne za proizvodnju boxer jedinice različite snage: modul od 13,5 KS. (dimenzije - 95 mm / 155 mm / 410 mm, težina - 6 kg), 40 KS. (95 mm / 245 mm / 410 mm, 18 kg) i 325 KS modul. (400 mm / 890 mm / 1000 mm, 100 kg). Hoffbauer i Coletti već ove godine namjeravaju demonstrirati električnu hibridnu limuzinu srednje veličine s pet sjedala i OPOC dizel generatorom temeljenu na jednom od masovnih modela. Prosječna potrošnja Dizelsko gorivo za ovaj automobil neće prelaziti 2 litre na sto u kombiniranom električnom i mješovitom načinu rada. EcoMotors je nedavno otvorio vlastiti tehnički centar u Troyu, Michigan, i već je u potrazi za odgovarajućim pogonom za organiziranje masovne proizvodnje svojih motora. Unatoč deklasifikaciji projekta, iz utrobe tvrtke dolaze izuzetno šture informacije. Očito je Vinod Khosla odlučio zasad zadržati svoje ubojite adute.

Benzinski i dizel električni generatori su uređaji koji mehaničku energiju vrtnje osovine motora s unutarnjim izgaranjem pretvaraju u električnu energiju. Koriste se kao privremeni ili trajni izvor energije.

Kada se govori o autonomnim uređajima koji proizvode električnu energiju, koriste se izrazi "električni generator" i "elektrana". Ne postoji jasna razlika između ovih pojmova, međutim, kada se govori o elektranama, često se misli na prilično snažne uređaje (preko 15-20 kW) namijenjene kontinuirani rad. Kada se govori o električnim generatorima, misli se na mobilne jedinice relativno niske snage koje se koriste kao rezervni (hitni) izvor energije.

Princip rada električnih generatora temelji se na pojavi elektromagnetske indukcije koja se očituje u sljedećem. Kada se zatvoreni vodič okreće u magnetskom polju, u njemu nastaje električna struja (elektromotorna sila - EMF). EMF vrijednost ovisi o duljini vodiča, gustoći magnetskog polja, brzini njegova presjeka i kutu pod kojim se sijeku silnice magnetskog polja.

Izrada benzinskih i dizel električnih generatora

Općenito, električni generator sastoji se od motora s unutarnjim izgaranjem sa svim sustavima koji osiguravaju njegov rad (spremnik goriva, filtar zraka, starter, prigušivač itd.) i samog generatora (alternatora), koji se sastoji od pokretnog dijela (rotor, armatura) i nepokretni dio (stator). U generatoru, EMF se ne pobuđuje u vodičima koji se okreću u stacionarnom magnetskom polju, kao na gornjoj slici, već, naprotiv, u stacionarnim vodičima (u namotu statora) zbog rotacije magnetskog polja stvorenog rotor.

Za stvaranje magnetskog polja, rotor može biti izrađen od trajnih magneta ( asinkroni generatori) ili imaju namot na koji se dovodi struja za stvaranje magnetskog polja (sinkroni generatori). I promjenom broja polova rotora, možete dobiti potrebnu frekvenciju napona (50 Hz) pri različitim brzinama motora. Na primjer, da bi se dobila frekvencija napona od 50 Hz u gore prikazanom krugu, rotor se mora okretati brzinom od 3000 o/min, au donjem krugu - 1500 o/min.

Krug trofaznog generatora nije mnogo kompliciraniji:

Dakle, kada se rotor okreće motorom s unutarnjim izgaranjem, u namotima statora inducira se elektromotorna sila, stvarajući u njima izmjenični napon koji se koristi za napajanje jednog ili drugog uređaja - potrošača energije.

Donja slika prikazuje kompaktni benzinski generator snage 2,75 kVA.

Benzinski generator snage 2,75 kVA: 1 - okvir, 2 - motor, 3 - generator, 4 - zračni filter, 5 - spremnik plina, 6 - prigušivač, 7 - ploča s utičnicama.

Trofazni i monofazni

Ovisno o broju faza i izlaznom naponu, električni generatori mogu biti jednofazni (220V) i trofazni (380V). Istodobno, morate razumjeti da se jednofazni potrošači energije mogu napajati i iz trofaznog generatora - spajanjem između faze i nule.

Kod korištenja trofaznog električnog generatora treba voditi računa o pojavi neravnoteže faza. Potrebno je održavati približnu jednakost (razlika ne više od 20-25%) zbroja snaga uređaja spojenih na različite faze, dok je potrebno da opterećenje jedne faze ne prelazi 1/3 generatora vlast.

Osim trofaznih generatora za 380V, postoje i trofazni za 220V. Koriste se samo za rasvjetu. Spajanjem između faze i nule, možete dobiti napon od 127V.

Mnogi modeli generatora mogu isporučiti 12V.

Sinkroni i asinkroni

Po izvedbi generatori (alternatori) su asinkroni i sinkroni. U asinkronim armaturama, armatura nema namota, samo se njegova zaostala magnetizacija koristi za pobuđivanje EMF-a.

Time je moguće osigurati jednostavnost dizajna i pouzdanost uređaja, zatvorenost njegovog tijela i zaštitu od prašine i vlage. Međutim, to se postiže po cijenu slabe sposobnosti podnošenja startnih opterećenja koja nastaju prilikom pokretanja opreme s jalovom snagom, što uključuje, posebice, elektromotore. Stoga se asinkroni uređaji najbolje koriste za rad s aktivnim opterećenjima.

Sinkroni generator ima namote na armaturi na koje se dovodi električna struja.

Promjenom njegove vrijednosti mijenjaju magnetsko polje i, sukladno tome, izlazni napon na namotima statora. Podešavanje izlaznih parametara provodi se pomoću povratne veze napona i struje, implementirane u obliku jednostavnog električnog kruga. Zahvaljujući tome, sinkroni generator osigurava da se napon u mreži održava s većom točnošću od asinkronog generatora i lako podnosi kratkotrajna startna opterećenja.

Nedostaci sinkronih generatora uključuju prisutnost sklopa četkica na rotoru, kroz koji mu se dovodi struja. Tijekom rada četke se pregrijavaju i izgaraju, njihovo pristajanje se pogoršava, a otpor se povećava, što dovodi do daljnjeg pregrijavanja jedinice. Osim toga, iskrenje pokretnog kontakta stvara radio smetnje.

Moderni modeli sinkronih generatora opremljeni su sustavima uzbude bez četkica na namotu rotora. Oni nemaju nedostatke povezane s prisutnošću sklopa četke.

Sinkroni alternatori ugrađeni su na većinu generatora.

Inverterski generatori

Princip rada inverterskog plinskog generatora je sljedeći. Izmjenična struja koja izlazi iz generatora (alternatora) dovodi se do ispravljačke jedinice (korak 1, slika dolje), gdje se pretvara u istosmjernu struju (korak 2). Nakon izglađivanja valova (filtriranja) s kapacitivnim filtrima (korak 3), signal se šalje u jedinicu pretvarača tranzistora ili tiristora, gdje dolazi do obrnute pretvorbe istosmjerna struja na varijablu (korak 4).

Samo sada, dobiti čak i zadovoljavajući sinusni val na izlazu nije jeftina stvar; proizvođači inverterskih generatora, štedeći na skupim komponentama, stvaraju na izlazu svojih generatora nešto što samo nejasno podsjeća na sinusni val, a što je generator jeftiniji, to će valni oblik izlaznog napona biti manje sličan sinusoidi.

Prikazan oblik napona plava- ovo nije iznimka, već univerzalna stvarnost. Ne samo da s ovim naponom ne možete spojiti računalo na inverterski generator, već ni žarulje. Prije kupnje svakako morate saznati koliko je valni oblik izlaznog napona blizak sinusoidi, jer Čak ni visoka cijena i ugled tvrtke nisu jamstvo da proizvođač nije štedio na dijelovima.

Visoka kvaliteta valnog oblika izlaznog napona postiže se ne samo pretvaračem već i korištenjem trofaznog generatora umjesto jednofaznog, budući da se u tom slučaju odmah nakon ispravljača dobiva mnogo glatkiji signal (korak 2).

Korištenje ispraviti Plinski generatori inverterskog tipa doprinose sigurnosti i dugom vijeku trajanja sve elektronike koja zahtijeva visokokvalitetni napon. Osim toga, ove vrste plinskih generatora su lagane, malih dimenzija i imaju smanjenu razinu buke. Uz sve prednosti, inverter plinski generatori omogućuju reguliranje brzine motora ovisno o opterećenju, što omogućuje uštedu goriva.

Uostalom, većina kućanskih generatora radi s minimalnim opterećenjem najmanje 70% vremena. Konvencionalni benzinski generatori moraju održavati 3000 okretaja u minuti u bilo kojem načinu rada (tako da je trenutna frekvencija 50 Hz). U režimu minimalnog opterećenja, iako troše manje goriva, to nije značajno. Inverterski generator nema ovo ograničenje i pri minimalnom opterećenju može smanjiti brzinu na 1000-1200 o / min. Zbog toga u ovom načinu rada troši 2-3 puta manje goriva od konvencionalnog generatora. A zahvaljujući nižoj brzini motora, generator stvara manje buke.

Nedostaci inverterskih generatora u odnosu na konvencionalne su:

• Visoka cijena. Ako cijena inverterskog generatora plina nije mnogo veća od uobičajene, tada najvjerojatnije nema sinusoidnog napona na izlazu.
• Odsutnost (s rijetkim iznimkama) modela snage iznad 7 kW.
• Manja pouzdanost. Kao što znate, kako oprema postaje složenija, njezina se pouzdanost smanjuje. Osim toga, elektronika inverterskog generatora možda neće izdržati struje pokretanja motora priključene opreme, poput pumpe.

Benzinski električni generatori

Benzinski generatori koriste benzinske motore kao pogon. Benzinski generatori obično su relativno lagani, kompaktni, prijenosni modeli s zračni sustav rashladne jedinice relativno male snage (do 10 kW).

Rade na gorivo A-92 ili A-95 i koriste se uglavnom kao rezervni izvor napajanja tijekom privremenog nestanka struje ili za napajanje električnih alata na mjestima gdje nema napajanja.

Vijek trajanja benzinskih električnih generatora je relativno kratak - 500-2500 sati motora (najkraći resurs za generatore s dvotaktnim motorom). Međutim, neki modeli koji imaju četverotaktne motore s cilindrima od lijevanog željeza, gornjim ventilima i dovodom ulja u dijelove koji se trljaju pod pritiskom mogu doseći životni vijek od 4000 sati ili više.

Dvotaktni i četverotaktni. Benzinski generatorski motori mogu biti dvotaktni i četverotaktni. Njihova razlika je zbog zajedničkog značajke dizajna 2 i 4 taktni motori - tj. prednosti potonjeg u odnosu na prvi u smislu učinkovitosti i vijeka trajanja.

Električni generatori s dvotaktnim motorima manji su i lakši, a koriste se samo kao rezervni izvori energije zbog malog radnog vijeka od oko 500 sati.

Benzinski generatori s 4-taktnim motorima dizajnirani su za mnogo aktivniju upotrebu. Ovisno o dizajnu, njihov radni vijek može doseći 4000 ili više radnih sati.

Struktura četverotaktnog benzinskog motora (Honda) s rasporedom gornjih ventila: 1 - filtri goriva, 2 - radilica, 3 - filtar zraka, 4 - dio sustava paljenja, 5 - cilindar, 6 - ventil, 7 - ležaj koljenastog vratila.

Značajke dizajna. Dizajnerske značajke motora s unutarnjim izgaranjem (ICE) benzinskog generatora koje utječu na njegov životni vijek uključuju vrstu materijala od kojeg je izrađen blok cilindra, položaj ventila i način dovoda ulja u dijelove koji se trljaju.

Generatori s aluminijskim blokom cilindra su jeftini, ali njihov radni vijek je kratak - oko 500 sati. Motori s cilindrima od lijevanog željeza i bočnim ventilima imaju radni vijek od oko 1500 sati. Generatori s motorima s unutarnjim izgaranjem s cilindrima od lijevanog željeza, gornjim ventilima i dovodom ulja do trljaćih dijelova pod tlakom, osim dugog radnog vijeka (oko 3000 sati), imaju smanjenu potrošnju goriva i nisku razinu buke. Međutim, oni su puno skuplji od prvih opcija.

Prednost rasporeda gornjih ventila je zbog činjenice da smanjuje površinu komore za izgaranje i, sukladno tome, zagrijavanje dijelova motora. Osim toga, povećava se omjer kompresije, što dovodi do povećanja učinkovitosti motora. Gornji položaj ventila označen je kraticom OHV (gornji ventil, vidi gornju sliku).

Benzinski generatori mogu biti jednocilindrični ili dvocilindrični. Generatori s četverotaktnim dvocilindričnim motorom u obliku slova V su snažne jedinice.

Prednosti i nedostaci benzinskih električnih generatora. Osim relativne lakoće i kompaktnosti, prednosti benzinskih generatora uključuju nisku cijenu, nižu razinu buke (od dizelskih) i mogućnost rada bez problema na hladnoći.

Niža razina buke (električni generator s dvotaktnim benzinskim motorom mnogo je bučniji nego s četverotaktnim) objašnjava se općim značajkama rada benzinskog motora s unutarnjim izgaranjem. Međutim, plinski generator je još uvijek vrlo bučan, a zvučno izolirano kućište može ga učiniti tišim.

Ali glavna prednost benzinskih generatora u usporedbi s dizelskim je njihova niža cijena.

Nedostaci uključuju relativno nizak resurs i povećanu potrošnju benzina (u usporedbi s dizelskim gorivom za dizel generatore).

Što se tiče resursa, on se može produžiti pravodobnim i kvalitetnim održavanjem te korištenjem kvalitetnog goriva. Potrebno je pravovremeno mijenjati ulje, filtere, svjećice, kontrolirati zategnutost vijčanih spojeva itd.

Dizel generatori

Dizel generator koristi dizel motor kao pogon. Diesel generatori se prvenstveno koriste tijekom dugih prekida napajanja. Upravo u tim slučajevima maksimalno ostvaruju svoje prednosti. Međutim, ako je potrebno, mogu se koristiti i kao rezerva tijekom kratkotrajnih zastoja.

Dizel generatori imaju snagu širok raspon- od 2 do 200 kW i više.

Resurs njihovog rada također je impresivan. Ovisi o izvedbi i parametrima generatora (uglavnom o brzini i vrsti hlađenja) i može varirati u širokom rasponu - od 3.000 do 30.000 ili više radnih sati.

Kada radite s dizelskim generatorom, važno je znati da je rad pri malim opterećenjima ili u praznom hodu štetan za dizelske motore. Dakle, u uputama za rad može postojati zahtjev da se ne radi u praznom hodu duže od 5 minuta i da se radi s opterećenjem od 20% ne više od 1 sata (brojevi mogu biti različiti, na primjer 40%). . Ovo pokreće generator u praznom hodu. Postoje preporuke, kao preventivna mjera, provesti 100% opterećenje svakih 100 sati rada, u trajanju od oko 2 sata. Budući da se paljenje goriva u dizelskom motoru događa zbog visoke temperature na kraju takta kompresije zraka i dovoda goriva u pravom trenutku, au praznom hodu se smanjuje Prosječna temperatura ciklusa, to dovodi do poremećaja procesa stvaranja smjese, izgaranja u cilindru i nepotpunog izgaranja goriva. Što zauzvrat dovodi do stvaranja postojanih naslaga u cilindru, ispušnom razvodniku, koksiranja mlaznice, razrjeđivanja ulja u kućištu radilice neizgorenim gorivom i poremećaja sustava podmazivanja.

Ubrzati. Prema broju okretaja dizel generatori se dijele na sporohodne (1500 o/min) i brzohodne (3000 o/min). Prvi imaju veće operativne prednosti. Imaju nisku potrošnju goriva i razinu buke te dug životni vijek. Obično se koriste kao stalni izvor električne energije u nedostatku istog. Njihovi nedostaci uključuju visoku cijenu.

Generatori s brzohodnim motorima imaju veću potrošnju goriva u odnosu na sporohodne motore, povećanu razinu buke i kraći vijek trajanja. Njihova glavna prednost je niska cijena.

Smanjeni životni vijek generatora velike brzine objašnjava se jednostavno. Intenzitet trošenja ovisi o broju okretaja osovine, što je on veći, to je istrošenost veća.

Hlađenje. Hlađenje motora kod dizel električnih generatora može biti zračno ili tekućinsko. Uređaji sa zračnim hlađenjem uglavnom su generatori male snage (do 10 kW) s brzinom od 3000. Dizelski generatori hlađeni tekućinom (voda ili antifriz) veliki su stacionarni modeli. U osnovi su to elektrane, obično su sporohodne (1500 okr/min), ali mogu biti i brzohodne (3000 okr/min).

Diesel generator (15 kW) s tekućinskim hlađenjem. Rashladna tekućina motora hladi se u hladnjaku kojeg puše ventilator.

Prednosti i nedostaci dizel generatora. Glavne prednosti dizel generatora su velika snaga, stabilni parametri proizvedene električne energije, niska potrošnja dizel gorivo(znatno niža od potrošnje benzina plinskih generatora) i dug životni vijek. Vrijedno je napomenuti nisku opasnost od požara zbog vrste goriva. Upravo te prednosti čine ih najprikladnijima za stalnu uporabu u uvjetima u kojima nema električne mreže.

Među nedostacima su visoka cijena u usporedbi s benzinskim generatorima, velika težina, visoka razina buke, teže ručno pokretanje, nemogućnost pokretanja po hladnom vremenu bez predgrijavanja, neprihvatljivost rada s opterećenjem manjim od 20-40%, relativno složen i skup popravke. Iako se, što se tiče potonjeg, ovaj nedostatak može kompenzirati pouzdanošću i izdržljivošću dizelskih generatora. Visoka razina buke javlja se uglavnom u praznom hodu. Kada radi pod opterećenjem, ovaj se nedostatak očituje u mnogo manjoj mjeri.

Kombinacija nedostataka i prednosti dizelskih motora određuje područje njihove primjene - tj. visoka izvedivost korištenja kao trajni izvori napona i mnogo manje - kao rezerva tijekom kratkotrajnih nestanaka struje.

Ako se dizel generator dugo koristi kao glavni izvor električne energije, onda na kraju, zahvaljujući uštedi goriva, može uštedjeti novac svom vlasniku - unatoč višoj cijeni.

Dakle, u većini slučajeva dizel generator za ljetnu rezidenciju nije opcija. Budući da se najčešće generator za ljetnu rezidenciju kupuje kao rezervni izvor električne energije i male snage, a dizel generatori su najučinkovitiji kao stalni i / ili snažni izvori energije.

Plinski generatori

Po principu rada i izgledu (mogu imati i spremnik plina) plinski generatori se ne razlikuju od benzinskih. Jedina je razlika što se plin koristi kao gorivo za motor s unutarnjim izgaranjem.

Postoji nekoliko varijanti plinski generatori: raditi za ukapljeni plin(mješavine propana i butana, označene kraticom LPG - Liquefied Petroleum Gas), metan (mrežni plin, NG - Natural Gas), ukapljeni i mrežni plin (LPG/NG), univerzalni plinski benzinski generatori u početku prilagođeni za rad na ukapljeni plin i benzin.

Prednosti i nedostaci plinskih generatora. Plinski električni generatori imaju neke prednosti u odnosu na benzinske i dizelske.

Vijek trajanja plinskog elektroagregata duži je od benzinskog. To je zbog činjenice da izgaranjem plina nastaje manje tvari koje uzrokuju trošenje dijelova motora, a uljni film se ne ispire s radnih površina cilindara i klipova prilikom pokretanja motora.

Rad plinskih električnih generatora lako je automatizirati zbog karakteristika goriva. Kada su generatori spojeni na plinsku mrežu, nestaje potreba za dopunjavanjem.

Nedostaci uključuju mogućnost eksplozije plina i potrebu za korištenjem boca (ili dovodom mrežnog plina).

Kada koristite sadržaj ove stranice, morate staviti aktivne poveznice na ovu stranicu, vidljive korisnicima i pretraživačkim robotima.

Kako to funkcionira, pogledajmo na primjeru Touarega, s hibridnom pogonskom jedinicom.

Što znači pojam "tehnologija hibridnog pogona"?

Pojam "hibrid" dolazi od latinske riječi hybrida, a označava nešto križano, odnosno miješano. U inženjerstvu, hibrid je sustav u kojem se međusobno kombiniraju dvije različite tehnologije. U vezi s konceptima pogona, izraz tehnologija hibridnog pogona koristi se za označavanje dva smjera: dvovalentni pogonski sklop (ili dvogorivni) hibridni pogonski sklop

Kada hibridna tehnologija Pogon je kombinacija dvaju različitih pogonskih agregata čiji se rad temelji na različitim principima rada. Trenutačno hibridna pogonska tehnologija podrazumijeva kombinaciju motora s unutarnjim izgaranjem i elektromotora-generatora (električni stroj). Ovaj električni stroj može se koristiti kao generator za proizvodnju električne energije, pogonski motor za pokretanje automobila i starter za pokretanje motora s unutarnjim izgaranjem. Ovisno o dizajnu glavnog dizajna, razlikuju se tri vrste hibridnih agregata: tzv. “mikrohibridni” pogonski agregat, tzv. “mid-hybrid” agregat, tzv. “full hybrid” agregat.

"Mikrohibridni" pogonski sklop

U ovom konceptu pogona, električna komponenta (starter/alternator) služi isključivo za implementaciju start-stop funkcije. Dio kinetičke energije može se ponovno upotrijebiti kao električna energija (oporaba). Pogon samo od električne vuče nije predviđen. Parametri 12-voltne baterije s punilom od stakloplastike prilagođeni su čestim paljenjima motora.

„Srednji hibridni“ pogon

Električni pogon podržava rad motora s unutarnjim izgaranjem. Nemoguće je da se automobil kreće samo na električnu energiju. Kod “srednjehibridnog” pogona većina kinetičke energije tijekom kočenja se regenerira i pohranjuje u obliku električne energije u visokonaponskoj bateriji. Visokonaponska baterija kao i električne komponente dizajnirane su za više električni napon a time i višu moć. Zahvaljujući podršci elektromotora-generatora, način rada toplinskog stroja može se pomaknuti u područje maksimalne učinkovitosti. To se naziva pomakom točke opterećenja.

"Puni hibridni" pogonski sklop

Snažni električni motor-generator kombiniran je s motorom s unutarnjim izgaranjem. Kretanje je moguće samo na električnu vuču. Elektromotor-generator, ako to uvjeti dopuštaju, podržava rad motora s unutarnjim izgaranjem. Kretanje pri maloj brzini provodi se samo na električnoj vuče. Funkcija Start Stop implementirana je za motor s unutarnjim izgaranjem. Rekuperacija se koristi za punjenje visokonaponske baterije. Zahvaljujući spojnici za odvajanje između motora s unutarnjim izgaranjem i električnog motora-generatora, moguće je odvojiti oba sustava. Motor s unutarnjim izgaranjem stavlja se u rad samo kada je to potrebno.

Osnove hibridne tehnologije

Potpuni hibridni pogonski sustavi podijeljeni su u tri podskupine: paralelni hibridni pogonski sklop, podijeljeni hibridni pogonski sklop (s odvojenim tokovima snage), serijski hibridni pogonski sklop.

Paralelni hibridni pogonski sklop

Paralelni dizajn hibridne pogonske jedinice je jednostavan. Koristi se kada je potrebno “hibridizirati” postojeće vozilo. Motor s unutarnjim izgaranjem, elektromotor generator i mjenjač nalaze se na istoj osi. Tipično, paralelni hibridni pogonski sustav koristi jedan električni motor-generator. Zbroj jedinične snage motora s unutarnjim izgaranjem i snage elektromotora generatora odgovara ukupnoj snazi. Ovaj koncept osigurava visok stupanj posuđivanja komponenti i dijelova iz prethodnog automobila. Za vozila s pogonom na sva četiri kotača s paralelnim hibridnim pogonskim sklopom, pogon na sva četiri kotača vrši se pomoću Torsen diferencijala i prijenosnog kućišta.

Split hibridni pogon

U sustavu split hibridnog pogona, osim motora s unutarnjim izgaranjem, nalazi se i elektromotor-generator. Oba motora su smještena ispod haube. Okretni moment motora s unutarnjim izgaranjem, kao i iz elektromotora-generatora, dovodi se u mjenjač vozila preko planetarnog prijenosnika. Za razliku od paralelnog hibridnog pogona, na ovaj način nije moguće izlučiti zbroj snaga pojedinačnih pogona kotača. Generirana snaga se dijelom troši na vožnju automobila, a dijelom se, u obliku električne energije, akumulira u visokonaponskoj bateriji.

Sekvencijalni hibridni pogonski sklop

Vozilo je opremljeno motorom s unutarnjim izgaranjem, generatorom i elektromotorom-generatorom. No, za razliku od oba prethodno opisana koncepta, motor s unutarnjim izgaranjem nema mogućnost samostalnog pogona automobila preko osovine, odnosno mjenjača. Snaga iz motora s unutarnjim izgaranjem ne prenosi se na kotače. Glavni pogon automobila vrši elektromotor-generator. Ako je kapacitet visokonaponske baterije premali, pokreće se motor s unutarnjim izgaranjem. Preko generatora motor s unutarnjim izgaranjem puni visokonaponsku bateriju. Električni motor-generator opet može primati energiju iz visokonaponske baterije.

Split sekvencijalni hibridni pogonski sklop

Podijeljeni sekvencijalni hibridni pogon hibridni je oblik dva hibridna pogona opisana gore. Automobil je opremljen jednim motorom s unutarnjim izgaranjem i dva elektromotora i generatora. Motor s unutarnjim izgaranjem i prvi električni motor-generator smješteni su ispod haube. Drugi električni motor-generator nalazi se na stražnjoj osovini. Ovaj se koncept koristi za vozila s pogonom na sve kotače. Motor s unutarnjim izgaranjem i prvi električni motor-generator mogu pokretati mjenjač vozila putem planetarnog zupčanika. I u ovom slučaju vrijedi pravilo prema kojem se ne mogu odabrati pojedine pogonske snage koje će pogoniti kotače u obliku ukupne snage. Drugi električni motor i generator na stražnjoj osovini aktiviraju se kada je potrebno. U vezi s ovim oblikovati pogona, visokonaponska baterija nalazi se između obje osovine vozila.

Ostali pojmovi i definicije Ostali pojmovi i definicije koji se često koriste u vezi s tehnologijom hibridnog pogona bit će ukratko objašnjeni ovdje.

Oporavak. Općenito, ovaj pojam u tehnologiji označava način povrata energije. Tijekom oporabe raspoloživa energija jedne vrste pretvara se u drugu vrstu energije koja se naknadno koristi. Potencijalna kemijska energija goriva pretvara se u kinetičku energiju u prijenosu. Ako se automobil koči konvencionalnom kočnicom, višak kinetičke energije pretvara se u toplinsku energiju trenjem kočnice. Dobivena toplina se rasipa u okolni prostor, te se stoga ne može koristiti u budućnosti.

Ako se, pak, kao kod hibridne pogonske tehnologije, uz klasične kočnice kao motorna kočnica koristi i generator, tada se dio kinetičke energije pretvara u električnu i tako postaje raspoloživ za kasniju upotrebu. Energetska ravnoteža vozila se poboljšava. Ova vrsta regenerativnog kočenja naziva se regenerativno kočenje.

Čim se brzina vozila smanji u prisilnom stanju mirovanja kočenjem pritiskom na papučicu kočnice ili se vozilo kreće nizbrdo c Hibridni pogonski sustav uključuje električni motor-generator i koristi ga u generatorskom načinu rada.

U tom slučaju puni visokonaponsku bateriju. Dakle, u prisilnom stanju mirovanja
napredak, postaje moguće automobile s električnim hibridnim pogonom „puniti“ električnom energijom.
Kada je vozilo u naletu, elektromotor i generator rade u generatorskom načinu rada
pretvara iz energije gibanja u električnu energiju samo toliku količinu energije koja
potreban za rad 12 voltne mreže u vozilu.

Električni motor-generator (električni stroj)

Umjesto pojmova generator, elektromotor i starter koristi se naziv elektromotor-generator ili električni stroj. U načelu, svaki elektromotor može se koristiti i kao generator. Ako je osovina elektromotora pogonjena vanjskim pogonom, tada elektromotor, poput generatora, stvara električnu energiju. Ako se električnom stroju dovodi električna energija, on radi kao električni motor. Tako elektromotor-generator vozila s električnim hibridnim pogonom zamjenjuje klasični starter motora s unutarnjim izgaranjem, kao i klasični generator (generator rasvjete).

Električni pojačivač (E-boost)

Slično funkciji kickdown motora s unutarnjim izgaranjem, koja omogućuje maksimalnu snagu motora, hibridni pogon ima funkciju električnog akceleratora nazvanu E-Boost. Pri korištenju funkcije električni motor-generator i motor s unutarnjim izgaranjem proizvode svoju maksimalnu pojedinačnu snagu, što zbraja višu ukupnu vrijednost snage. Zbroj pojedinačnih snaga oba tipa motora odgovara ukupnoj snazi ​​prijenosa.

Zbog gubitaka snage u elektromotoru-generatoru, njegova snaga u generatorskom režimu je manja nego u pogonskom pogonu. Snaga elektromotora-generatora u motornom režimu je 34 kW. Snaga elektromotora-generatora u generatorskom režimu je 31 kW. U Touaregu s hibridnim pogonom motor s unutarnjim izgaranjem ima snagu od 245 kW, a elektromotor-generator snage 31 kW. U pogonu pogonskog motora elektromotor-generator proizvodi snagu od 34 kW. Zajedno, motor s unutarnjim izgaranjem i elektromotor-generator u pogonu vučnog motora razvijaju ukupnu snagu od 279 kW.

Start-stop funkcija

Tehnologija hibridnog pogona omogućuje implementaciju start-stop funkcije u ovaj dizajn vozila. U slučaju konvencionalnog vozila sa sustavom Start Stop, vozilo se mora zaustaviti kako bi se ugasio motor s unutarnjim izgaranjem (primjer: Passat BlueMotion). No, automobil s punim hibridnim pogonom može voziti i na električni pogon. Ova značajka omogućuje sustavu Start Stop da isključi motor s unutarnjim izgaranjem kada se vozilo kreće ili vozi u praznom hodu. Motor s unutarnjim izgaranjem uključuje se ovisno o potrebi. To se može dogoditi tijekom naglog ubrzanja, tijekom vožnje velikom brzinom, s velikim opterećenjem ili kada visok stupanj baterija niskog napona. Kada je visokonaponska baterija jako ispražnjena, hibridni pogonski sustav može koristiti motor s unutarnjim izgaranjem u kombinaciji s električnim motorom-generatorom koji radi kao generator za punjenje visokonaponske baterije. U drugim slučajevima, automobil s punim hibridnim pogonom može voziti na električni pogon. Motor s unutarnjim izgaranjem je u stanju mirovanja. To također vrijedi u slučaju usporenog toka prometa, zaustavljanja na semaforu, vožnje u prinudnom praznom hodu nizbrdo ili kada se automobil vozi bez struje. Kada motor s unutarnjim izgaranjem ne radi, ne troši gorivo i ne ispušta štetne tvari u atmosferu. Funkcija start-stop integrirana u hibridni pogonski sustav povećava učinkovitost i ekološki prihvatljivost vozila. Dok je motor s unutarnjim izgaranjem u stanju mirovanja, klimatizacijski sustav može nastaviti s radom. Kompresor klima uređaja je element visokonaponskog sustava.

Argumenti u korist hibridne tehnologije

Zašto kombiniramo elektromotor generator s motorom s unutarnjim izgaranjem? Za odabir okretnog momenta brzina vrtnje motora s unutarnjim izgaranjem ne smije biti niža od brzine praznog hoda. Kada je zaustavljen, motor ne može proizvesti okretni moment. Kako se brzina vrtnje motora s unutarnjim izgaranjem povećava, njegov moment raste. Električni motor generator proizvodi maksimalan okretni moment pri prvim okretajima. Za njega nema praznog hoda. Kako se brzina vrtnje povećava, njegov moment se smanjuje. Zahvaljujući radu elektromotora-generatora eliminiran je najteži režim rada motora s unutarnjim izgaranjem: u području ispod praznog hoda. Zahvaljujući podršci električnog motora-generatora, motor s unutarnjim izgaranjem može raditi u učinkovitijim načinima rada. Ovaj pomak u točki opterećenja povećava učinkovitost pogonske jedinice.

Zašto se koristi potpuni hibridni pogonski sklop (pogon)?

Potpuna hibridna jedinica, za razliku od ostalih opcija hibridnog pogona, kombinira funkciju integriranog start-stop sustava, E-Boost sustava, funkciju rekuperacije i mogućnost vožnje samo na elektromotor (mod električne vuče).

Električni motor generator

Električni motor-generator nalazi se između motora s unutarnjim izgaranjem i automatskog mjenjača. To je trofazni sinkroni motor. Koristeći energetski elektronički modul, 288 V DC napon se pretvara u trofazni AC napon. Trofazni napon stvara trofazno elektromagnetsko polje u elektromotoru-generatoru.

Baterija visokog napona

Pristup visokonaponskoj bateriji je omogućen kroz podnice prtljažni prostor. Dizajniran je kao modul i sadrži različite komponente visokonaponskog sustava Touareg. Visokonaponski baterijski modul težak je 85 kg i može se zamijeniti samo kao sklop.

Visokonaponska baterija ne može se usporediti s konvencionalnom baterijom od 12 V. Tijekom normalnog rada, visokonaponska baterija radi u slobodnom rasponu razine napunjenosti od 20% do 85%. Konvencionalna baterija od 12 volti ne može dugo nositi takva opterećenja. Stoga visokonaponsku bateriju treba smatrati on-line uređajem za pohranu energije za električni pogon. Poput kondenzatora, može pohraniti i ponovno otpustiti električnu energiju. U principu, rekuperacija, regeneracija energije, može se smatrati sposobnošću punjenja automobila energijom tijekom vožnje. Korištenje visokonaponske baterije u vozilu na hibridni pogon karakteriziraju izmjenični ciklusi punjenja (rekuperacija) i pražnjenja (električna vožnja) visokonaponske baterije.

Primjer: Usporedite li energiju visokonaponske baterije s energijom dobivenom izgaranjem goriva, količina energije koju baterija može proizvesti odgovara približno 200 ml goriva. Ovaj primjer pokazuje da se na putu stvaranja električnih vozila baterije moraju značajno unaprijediti u smislu njihove sposobnosti skladištenja energije.

Generator je uređaj koji proizvodi proizvod, generira električnu energiju ili stvara elektromagnetske, električne, zvučne, svjetlosne vibracije i impulse. Ovisno o njihovim funkcijama, mogu se podijeliti u vrste, koje ćemo razmotriti u nastavku.

DC generator

Da biste razumjeli princip rada generatora istosmjerne struje, morate saznati njegove glavne karakteristike, naime ovisnosti glavnih veličina koje određuju rad uređaja u primijenjenom krugu uzbude.

Glavna veličina je napon na koji utječu brzina vrtnje generatora, strujna pobuda i opterećenje.

Osnovno načelo rada generatora istosmjerne struje ovisi o učinku podjele energije na magnetski tok glavnog pola i, sukladno tome, o naponu primljenom od kolektora dok položaj četkica na njemu ostaje nepromijenjen. Za uređaje opremljene dodatnim polovima, elementi su raspoređeni na takav način da se trenutno odvajanje potpuno podudara s geometrijskom neutralnošću. Zbog toga će se pomaknuti duž linije rotacije armature do optimalnog komutacijskog položaja, nakon čega slijedi učvršćivanje držača četkica u tom položaju.

Alternator

Princip rada generatora izmjenične struje temelji se na pretvorbi mehaničke energije u električnu uslijed rotacije žičane zavojnice u stvorenom magnetskom polju. Ovaj uređaj se sastoji od stacionarnog magneta i žičanog okvira. Svaki od njegovih krajeva povezan je jedan s drugim pomoću kliznog prstena koji klizi preko električno vodljive karbonske četkice. Zbog ove sheme, električna inducirana struja počinje se kretati prema unutarnjem kliznom prstenu u trenutku kada polovica okvira spojena na njega prođe pored sjevernog pola magneta i, obrnuto, prema vanjskom prstenu u trenutku kada drugi dio prolazi pored sjevernog pola.

Najekonomičniji način na kojem se temelji princip rada alternatora je jaka generacija. Ovaj fenomen se postiže korištenjem jednog magneta, koji se okreće u odnosu na nekoliko namota. Ako se umetne u zavojnicu žice, počet će inducirati električnu struju, uzrokujući tako odstupanje igle galvanometra od položaja "0". Nakon što se magnet izvadi iz prstena, struja će promijeniti smjer, a strelica uređaja će početi odstupati u drugom smjeru.

Automobilski generator

Najčešće se može naći na prednjem dijelu motora, glavni dio posla je okretanje radilice. Novi automobili mogu se pohvaliti hibridnim tipom, koji također služi kao starter.

Načelo rada generatora automobila je uključivanje paljenja, tijekom kojeg se struja kreće kroz klizne prstene i usmjerava se na alkalnu jedinicu, a zatim ide na premotavanje uzbude. Kao rezultat ovog djelovanja nastat će magnetsko polje.

Zajedno s radilicom, rotor počinje raditi, što stvara valove koji prodiru kroz namot statora. Izmjenična struja počinje se pojavljivati ​​na izlazu za premotavanje. Kada generator radi u načinu samouzbude, brzina vrtnje se povećava na određenu vrijednost, a zatim se izmjenični napon u jedinici ispravljača počinje mijenjati u konstantan. U konačnici, uređaj će potrošačima osigurati potrebnu električnu energiju, a baterija struju.

Načelo rada automobilskog generatora je promjena brzine radilice ili promjena opterećenja, pri čemu se uključuje regulator napona; kontrolira vrijeme kada se uključuje premotavanje uzbude. Kada se vanjska opterećenja smanjuju ili se rotacija rotora povećava, razdoblje preklapanja namota polja značajno se smanjuje. U trenutku kada struja poraste toliko da se generator prestane nositi, baterija počinje raditi.

Moderni automobili na instrument ploči imaju svjetlo upozorenja koje vozača obavještava o mogućim odstupanjima u generatoru.

Električni generator

Princip rada električnog generatora je pretvaranje mehaničke energije u električno polje. Glavni izvori takve sile mogu biti voda, para, vjetar i motor s unutarnjim izgaranjem. Princip rada generatora temelji se na zajedničkoj interakciji magnetskog polja i vodiča, naime, u trenutku rotacije okvira, linije magnetske indukcije počinju ga presijecati, au tom trenutku se pojavljuje elektromotorna sila. Uzrokuje protok struje kroz okvir pomoću kliznih prstenova i protok u vanjski krug.

Generatori inventara

Danas postaje vrlo popularan inverterski generator, čiji je princip stvaranje autonomnog izvora energije koji proizvodi visokokvalitetnu električnu energiju. Takvi uređaji koriste se kao privremeni i stalni izvori energije. Najčešće se koriste u bolnicama, školama i drugim ustanovama gdje ne bi smjelo biti ni najmanjih skokova napona. Sve se to može postići pomoću inverterskog generatora, čiji se princip rada temelji na postojanosti i slijedi sljedeću shemu:

1. Generiranje visokofrekventne izmjenične struje.
2. Zahvaljujući ispravljaču, rezultirajuća struja se pretvara u istosmjernu struju.
3. Tada se u baterijama stvara nakupina struje i stabiliziraju se oscilacije električnih valova.
4. Uz pomoć invertera, istosmjerna energija se pretvara u izmjeničnu struju željenog napona i frekvencije, a zatim se isporučuje korisniku.

Dizelski generator

Princip rada dizelskog generatora je pretvaranje energije goriva u električnu energiju, čije su glavne radnje sljedeće:

• kada gorivo uđe u dizelski motor, ono počinje gorjeti, nakon čega se transformira iz kemijske u toplinsku energiju;
• zahvaljujući prisutnosti koljenastog mehanizma, toplinska sila se pretvara u mehaničku silu, sve se to događa u koljenastom vratilu;
• Dobivena energija se uz pomoć rotora pretvara u električnu energiju koja je potrebna na izlazu.

Sinkroni generator

Princip rada sinkronog generatora temelji se na istoj čistoći rotacije magnetskog polja statora i rotora, koji zajedno s polovima stvara magnetsko polje, a ono prelazi statorski namot. U ovoj jedinici, rotor je stalni elektromagnet, čiji broj polova može biti od 2 i više, ali moraju biti višestruki od 2.

Kada se generator pokrene, rotor stvara slabo polje, ali nakon povećanja brzine počinje se javljati veća sila u namotu polja. Rezultirajući napon se dovodi u uređaj putem automatske upravljačke jedinice i kontrolira izlazni napon zbog promjena u magnetskom polju. Osnovni princip rada generatora je visoka stabilnost izlaznog napona, ali nedostatak je značajna mogućnost strujnih preopterećenja. Da biste dodali negativne kvalitete, možete dodati prisutnost sklopa četke, koji će se ipak morati servisirati u određeno vrijeme, a to naravno podrazumijeva dodatne financijske troškove.

Asinkroni generator

Princip rada generatora je da stalno bude u stanju kočenja s rotorom koji se okreće naprijed, ali i dalje u istoj orijentaciji kao i magnetsko polje na statoru.

Ovisno o vrsti namota koji se koristi, rotor može biti fazni ili kratkospojeni. Okretno magnetsko polje stvoreno uz pomoć pomoćnog namota počinje ga inducirati na rotoru koji se okreće s njim. Frekvencija i napon na izlazu izravno ovise o broju okretaja, budući da magnetsko polje nije regulirano i ostaje nepromijenjeno.

Elektrokemijski generator

Postoji i elektrokemijski generator, čiji je uređaj i princip rada stvaranje električne energije iz vodika u automobilu za njegovo kretanje i napajanje svih električnih uređaja. Ovaj uređaj je kemijski jer proizvodi energiju reakcijom kisika i vodika, koji se u plinovitom stanju koristi za proizvodnju goriva.

Generator akustične buke

Princip rada generatora akustičnih smetnji je zaštita organizacija i pojedinaca od prisluškivanja razgovora i raznih vrsta događaja. Mogu se nadzirati kroz prozorsko staklo, zidove, ventilacijske sustave, cijevi za grijanje, radio mikrofoni, žičani mikrofoni i uređaji za lasersko snimanje primljenih akustičnih informacija s prozora.

Stoga tvrtke vrlo često za zaštitu svojih povjerljivih podataka koriste generator, čiji je uređaj i princip rada ugađanje uređaja na zadanu frekvenciju, ako je poznata, ili na određeni raspon. Tada se stvara univerzalna smetnja u obliku signala šuma. U tu svrhu sam uređaj sadrži generator buke potrebne snage.

Postoje i generatori koji su u rasponu buke, zahvaljujući kojima možete maskirati korisni zvučni signal. Ovaj komplet uključuje blok koji stvara buku, kao i njegovo pojačanje i akustične emitere. Glavni nedostatak korištenja ovakvih uređaja su smetnje koje se javljaju tijekom pregovora. Kako bi se uređaj u potpunosti nosio sa svojim radom, pregovori bi trebali trajati samo 15 minuta.

Regulator napona

Osnovno načelo rada regulatora napona temelji se na održavanju energije mreže na vozilu u svim načinima rada s različitim promjenama frekvencije vrtnje rotora generatora, temperature okoline i električnog opterećenja. Ovaj uređaj također može obavljati sekundarne funkcije, naime, zaštititi dijelove agregata od mogućeg hitnog rada instalacije i preopterećenja, automatski spojiti krug pobudnog namota na sustav na vozilu ili alarmirati hitni rad uređaja.

Svi takvi uređaji rade na istom principu. Napon u generatoru određuje nekoliko čimbenika - jakost struje, brzina rotora i magnetski tok. Što je manje opterećenje generatora i što je veća brzina vrtnje, to će biti veći napon uređaja. Zbog veće struje u uzbudnom namotu počinje rasti magnetski tok, a s njim i napon u generatoru, a nakon smanjenja struje i napon postaje manji.

Bez obzira na proizvođača takvih generatora, svi normaliziraju napon promjenom uzbudne struje na isti način. Kako se napon povećava ili smanjuje, uzbudna struja počinje rasti ili opadati i provoditi napon u potrebnim granicama.

U Svakidašnjica korištenje generatora uvelike pomaže osobi u rješavanju mnogih problema u nastajanju.