Главная > О проекте > Обзор исследований по теме

Обзор исследований по теме

Генератор со свободным поршнем был применен вместе с двигателем Стирлинга в космическом полете и труднодоступных областях применения. Однако, двигатели внешнего сгорания достаточно тяжелы (по сравнению с двигателями внутреннего сгорания) и не подходят для использования в транспортной технике. Известные работы по использованию генераторов со свободным поршнем в комбинации с двигателем внутреннего сгорания редки и кратко приведены ниже.

1.Компанией Sunpower  (США, штат Огайо, Афины)[11] разработан ряд линейных генераторов с двигателем Стирлинга для NASA и министерства обороны. Диапазон электрических мощностей моделей генераторов 40-1000 Вт.

2.В национальной лаборатории Сандиа, США, Ливермор (Sandia National Laboratories, Livermore) создан прототип генератора мощностью 15 кВт.

3. Отделением электрического оборудования университета Западной Вирджинии  разработан генератор со свободным поршнем мощностью 500 Вт. Он был испытан и использовал два оппозитных цилиндра с электроискровым зажиганием. Постоянные магниты монтируются на подвижном поршне, а катушки размещены в пазах сердечника статора. Была поставлена цель в исследовании использования процесса компрессионного зажигания и повышения диапазона мощности устройства.

4. В центре электромеханики университета Техаса г.Остин (США) были разработаны схема, конструкция и проведены испытания генератора со свободным поршнем, использующим преобразователь  индукторного типа. В конструкции  индукторного генератора продолжение юбки поршня использовалось в качестве каркаса для крепления постоянных магнитов, вместо обычно применяемого отдельного индуктора с постоянными магнитами. Это придало устройству жесткость и компактность. Однако устройство имело низкую удельную мощность, хотя и компенсируемую достаточным набором отдельных модулей.

Первичная цель этой разработки – применение в военной области и других критических областях транспорта.

5. Исследовательская корпорация Галилео (Galileo Research Inc.) несомненно на сегодня лидер в исследованиях технологии генератора со свободным поршнем. Был разработан коммерческий блок, который имеет один подвижный компонент: сборный шток поршня,  интегрированный с двигателем внутреннего сгорания. В конструкции  использовался подвижный элемент с постоянными магнитами.

6. В университете Регины (США) было также разработано подобное устройство, конструкция которого имела  как один, так и с два цилиндра. Электрическая выходная мощность достигала 1000 Вт. Применялся коммерчески производимый линейный генератор, который также служил и мотором.

7. Исследовательская группа факультета электрического оборудования, чешского технического университета г.Прага в составе П.Немечек, О. Высоки и др. исследовала систему управления двухтактным двигателем со свободным поршнем на реальной действующей лабораторной установке. Была разработана схема управления системой двигатель-генератор, исследованы законы управления, получены экспериментальные результаты.

8. Австралийская компания Pempek Systems начала в феврале 2001 г. проект энергетического модуля на основе ДВС и в 2004 г. создала прототип модуля с ДВС искрового зажигания с оригинальной запатентованной системой газообмена. В настоящее время фирма анонсирует энергетический модуль с электрической мощностью 100 кВт.

9. Европейским сообществом в 2002 г. был выделен гранд стоимостью 3,7 млн.евро на три года для исследования преобразователя энергии со свободным поршнем, в котором приняли участие европейские компании и исследовательские институты:

  • AB Volvo Corporation – Швеция;
  • Noax V.V.  - Нидерланды;
  • Институт топлива Франции  - Франция;
  • АВВ АВ  - Швеция;
  • Innas B.V.   — Нидерланды;
  • Университет технологии Чалмерса  – Швеция;
  • Королевская высшая техническая школа — Швеция;
  • Университет Шеффилда  - Великобритания.

Задачи проекта:

- разработать чистую и энергетически эффективную технологию для транспортных силовых установок, основанную на принципе свободного поршня;

- включить в состав систему сжигания топлива HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition);

- запустить установку на дизельном топливе, и энергетический компактный линейный электрический генератор, преобразующий механическую энергию поршня непосредственно в электрическую энергию;

- разработать испытательную установку мощностью 25 кВт, для демонстрации технологии FPEC (Free Piston Energy Converter), с удельной мощностью не менее 0,6 кВт/кг,  удовлетворяющей требованиям на выбросы транспортных двигателей Euro V.

Посмотрите материалы на странице Перспективы.

Вернуться на Главную страницу.

Регистрация
Архивы