¿Por qué no podemos generar electricidad usando el pistón de combustión como solenoide en reversa, para simplificar la mecánica?

Answer 1

Podemos reconsiderar algunas de las suposiciones derivadas de un motor de combustión interna convencional, lo que podría hacer que su implementación sea práctica.

Hay algunos beneficios que podrían utilizarse y algunos problemas que deben resolverse.

Beneficios:

Todas las fuerzas mecánicas en dicho conjunto estarían axialmente equilibradas. No hay fuerza lateral, lo que requiere una construcción tan resistente como un pistón unido con una articulación a un cigüeñal. La longitud del pistón podría reducirse, la masa podría reducirse, los materiales podrían modificarse, los requisitos para la alineación de las piezas se reducirían. Sin las fuerzas laterales, la fricción en las superficies de trabajo del pistón también se reduce considerablemente.

No hay árbol de levas, otra fuente de problemas, que se elimina en tal construcción.

Por lo tanto, existe una posible eliminación de la vibración y una deducción masiva en masa y tamaño.

Problemas:

La temperatura de trabajo del pistón es incompatible con la aplicación magnética.

Inyección de construcción. Tenemos que reemplazar el árbol de levas con algo. La sincronización debe ser precisa, ya que la construcción más ligera podría no funcionar bien con el mal funcionamiento de uno de los pistones.

La velocidad de movimiento del pistón no está equilibrada mecánicamente con un sistema inercial.

Cómo evitar algunos de los problemas:

No necesitamos usar las superficies de trabajo de los pistones como ejes de solenoide, porque la alta temperatura de trabajo de la cámara interferiría con las propiedades magnéticas de los materiales. El solenoide debe estar separado de la cámara y el pistón.

La velocidad de movimiento del pistón se puede equilibrar con condensadores eléctricos.

Los problemas de sincronización del pistón pueden tratarse con un sistema de suspensión, ya que no hay un eje de transmisión conectado mecánicamente al sistema de combustión interna. Potencialmente, podría ser incluso un solo pistón, y todo el sistema de cámara-pistón-solenoide suspendido débilmente, permitiendo moverse libremente en dirección coaxial en un compartimento, y podría interactuar con el resto del vehículo con cables flexibles y combustible. línea.

Answer 2

Como se mencionó anteriormente, hay una gran cantidad de investigación sobre ellos. Sandia National Labs, en particular, ha dedicado mucho esfuerzo a desarrollar la idea: https://www1.eere.energy.gov/hyd … A pesar de la simplicidad mecánica, no es tan fácil como parece.

El equilibrio del motor es un gran problema. El solo hecho de tener un pistón deslizándose de un lado a otro dará como resultado que el motor se separe. Intentar la fase de dos (o más) pistones para cancelarse entre sí es extremadamente difícil dada la variación de la combustión y la inestabilidad.

Otro es el flujo de aire y lo que se llama “barrido”. Dado que el pistón no está conectado mecánicamente a nada, no hay control mecánico sobre las válvulas como en los motores de pistón basados ​​en el cigüeñal. El motor lineal debe funcionar como un ciclo de dos tiempos con flujo de aire inducido para eliminar los productos de combustión y la entrada de aire fresco / carga de combustible. Obtener un buen barrido es un proceso difícil.

Answer 3

El pistón se corresponderá dentro del cilindro, por lo que tendrá una alta fricción. Incluso si hicimos un arreglo para corresponder, tenemos que usar energía calorífica extraída de la quema de combustible ahora nuevamente tenemos algunos problemas como ¿la bobina mantendrá esa temperatura? en caso afirmativo, ¿cuáles son las posibilidades de que se produzca una combustión completa de combustible, ya que la carga puede quedar atrapada entre las bobinas? Incluso si hiciéramos uno, ¿cuál será la eficiencia? En general, los motores IC tienen una eficiencia del 30-40%, con todas estas pérdidas adicionales, la eficiencia apenas rondará el 15-20%. Ahora, si todavía se hizo una pasión, ¿cuánto generarás y qué pretendías generar será muy diferente?

Answer 4

El uso de la combustión interna para generar electricidad se interrumpe desde el primer momento. Las turbinas de vapor son más eficientes, mucho más silenciosas y más eficientes. En general, los procesos continuos, con cosas turbias, empujadas suavemente, son mejores que los procesos por lotes, con kabooms intermitentes. Menos ruido, menos vibración, combustión mejor controlada, piezas más delgadas, temperaturas pico más bajas, ciclos de trabajo más largos.

Un pistón con un generador lineal será un puñado. Necesitamos una buena potencia suave con una forma de onda sinusoidal a 60 ciclos constantes por segundo, no unos pocos milisegundos de pulso de electricidad. La única forma práctica de suavizar la potencia es con un cigüeñal y un volante, por lo que volvemos a un viejo ICE.

Con un pistón también tiene el problema de qué hacer con él una vez que se ha ido kaboom. Se necesitará mucha energía para reposicionarlo.

Y a los imanes no les gusta ser golpeados 60 veces por segundo con fuertes golpes, libera vibraciones de sus orientaciones magnéticas. Los imanes tampoco funcionan bien a altas temperaturas, tienen un “punto de Curie” donde repentinamente pierden su magnetismo. Para los mejores materiales de súper imán, esta temperatura es de solo 200 grados Celsius, y su pistón típico funciona muy cerca, si no por encima de esa temperatura.

Además, el material para los pistones no es un buen material para tratar de magnetizar y usar como un imán en movimiento para generar energía. Y las paredes del cilindro tendrían que estar hechas de acero al silicio laminado para hacer un buen generador. Eso es bastante incompatible con lo que necesita el pistón: paredes lisas y gruesas.

Entonces, hay más problemas que toda la Geografía Nacional en el Ejército de Salvación.

Answer 5

La velocidad del pistón varía de TDC a BDC, disminuye en sus puntos extremos y la velocidad es más rápida en la posición media. No estoy seguro de qué tipo de forma de onda vamos a obtener a través de un imán woobling dentro de un solenoide, pero digamos que un motor IC controlado por el gobernador mantiene su velocidad en varias condiciones de carga, dando así una frecuencia perfecta y señal de onda. Además, habrá muchos más problemas, como el equilibrio, la inducción del imán, que en este caso es un pistón para convertirlo en un electroimán, y la regulación de la salida de voltaje variando la corriente de campo.

Answer 6

Algo similar a esto, pero estructurado como un alternador lineal que realmente funciona, lo está haciendo actualmente EtaGen en Menlo Park, CA. EtaGen – Acerca de Aquí es una de sus patentes recientes. Patente de Estados Unidos: 8413617