Cтраница 2
Распространение машин-орудий потребовало универсальный двигатель, не зависящий от местных условий и способный приводить в движение разнообразные машины-орудия. [16]
Почему идея создания универсального двигателя, как и первые его проекты в виде ррт, появилась именнов XIII в. Это, конечно, не случайность, а результат, исторически обусловленный ходом развития производительных сил средневекового общества; XIII в. Именно в это время уже в достаточной мере проявились преимущества развитого феодального общества перед рабовладельческим. [18]
Родившаяся одновременно с универсальным двигателем мысль о непосредственном получении вращательного движения вала парового двигателя подтолкнула некоторых изобретателей к попыткам осуществить коловратный двигатель. Показательно, что один из изобретателей А. [19]
Решение задачи об универсальном двигателе могло быть успешно решено в этот период только на основе применения метода суммирования. [20]
Какие особенности имеет момент универсального двигателя при работе на переменном токе. [21]
Иногда встречаются маломощные так называемые универсальные двигатели, которые работают как от постоянного, так и от переменного тока. В этих двигателях обмотка рассчитана на работу постоянного тока, а часть ее ( отвод) - на работу переменного тока, так как сопротивление одной и той же обмотки меньше для постоянного, чем для переменного тока. [22]
Кулибин чрезвычайно остро чувствовал необходимость универсального двигателя для отечественной промышленности. [23]
Третий этап развития - становление универсального двигателя - был вызван внедрением з производство машины-срудия, заменившей руки рабочего, переходом от ручного мануфактурного к машинному капиталистическому производству, известным в истории под названием промышленного переворота, которому посвящается гл. [24]
Вот уже более полувека турбина является универсальным двигателем для привода электрических генераторов электростанций. И хотя за последние три-четыре десятилетия основные системы паровых турбин мало изменились ( в них вносились лишь некоторые усовершенствования), однако в огромной степени увеличились единичные мощности агрегатов, большое применение получили турбины специального назначения. [25]
Это не значит, что Севери изобрел универсальный двигатель. [26]
Почему при увеличении скорости вращения сближаются характеристики универсального двигателя на переменном и постоянном токах. [27]
Данные, характеризующие рабочие и пусковые свойства универсального двигателя, при различных схемах включения обмоток статора рекомендуется для сравнения выписать в отдельную таблицу. [28]
У очень малых электродвигателей, так называемых универсальных двигателей, которые изготавливаются как для постоянного, так и для переменного тока, полюсы штампуются вместе с ярмом в виде единого целого ( рис. 4), благодаря чему конструкция машины очень упрощается. [30]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Реферат на тему:
Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока
Универсальный коллекторный двигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе. Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены.
Строго говоря, универсальный коллекторный двигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону.
Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин.
Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3—5 от номинального (против 5—10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.
Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.
Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей ("мягкость-жёсткость", максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.
Достоинства в сравнении с коллекторным двигателем постоянного тока:
Недостатки в сравнении с коллекторным двигателем постоянного тока:
Достоинства в сравнении асинхронным двигателем:
Недостатки в сравнении с асинхронным двигателем:
Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.
Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:
Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.
Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).
Ближайшим аналогом УКД по механической харатеристике является бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель, в котором электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР).
Электронным аналогом универсального коллекторного двигателя является система: выпрямитель (мост), синхронный электродвигатель с датчиком углового положения ротора (датчик угла) и инвертором (другими словами - вентильный электродвигатель с выпрямителем).
Однако из-за применения постоянных магнитов в роторе максимальный момент вентильного двигателя при тех же габаритах будет меньше.
Ручной электроинструмент:
Бытовая техника:
wreferat.baza-referat.ru
1) gener. Vielstoffmotor
2) eng. Allbrennstoffmotor
Универсальный русско-немецкий словарь. Академик.ру. 2011.
универсальный двигатель — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN universal motor … Справочник технического переводчика
универсальный двигатель — universalusis variklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. universal motor vok. Allstrommotor, m; Universalmotor, m rus. универсальный двигатель, m pranc. moteur universel, m … Automatikos terminų žodynas
Универсальный M113 — Легкий универсальный плавающий транспортер, созданный в 1960 х годах для нужд армии США, с экипажем из двух человек, бронированный алюминиевыми плитами, способный перевозить десантное отделение численностью до 11 человек, а также служить… … Энциклопедия техники
Универсальный корабельный ракетный комплекс М-1 — 1962 Разработка первого отечественного универсального ракетного комплекса М 1 для кораблей была начата по Постановлению СМ № 1149–592 от 17 августа 1956 года. К изготовлению комплекса М 1 было привлечено множество НИИ и КБ: НИИ 10… … Военная энциклопедия
Универсальный ракетный комплекс M-1 «Волна» — Универсальный ракетный комплекс M 1 «Волна» 1962 Разработка первого отечественного универсального ракетного комплекса М 1 для кораблей проектов 61 и 63 была начата по Постановлению СМ СССР №1149–592 от 17.08.1956 г. Но уже… … Военная энциклопедия
Универсальный ракетный комплекс «Раструб-Б» — Универсальный ракетный комплекс «Раструб Б» 1984 Для ускорения развития подводного оружия 4 мая 1976 года вышло Постановление СМ № 302–116 о развитии работ по созданию подводного оружия, предусматривающее разработку ряда… … Военная энциклопедия
Универсальный зенитный ракетно-артиллерийский комплекс Панцирь-С1(SA-XX) — 1995 Конструкторское бюро приборостроения (КБП) приступило к разработке универсального зенитного ракетно артиллерийского комплекса, предназначенного для прикрытия на ближних дистанциях стратегических важных военных и промышленных объектов.… … Военная энциклопедия
Двигатель постоянного тока — Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока … Википедия
Универсальный коллекторный двигатель — Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока Универсальный коллекторный двигатель (УКД) разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном … Википедия
Двигатель электрический — Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу) Электрический двигатель это, электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.… … Википедия
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ — однофазный коллекторный двигатель последоват. возбуждения (см. Коллекторная машина), работающий как на перем., так и на пост. токе. В обоих случаях имеет примерно одинаковые рабочие хар ки. Большой диапазон значений угловой скорости, возможность… … Большой энциклопедический политехнический словарь
universal_ru_de.academic.ru
1) Engineering: direct and alternating current motor, universal motor
2) Astronautics: versatile engine
3) Oil&Gas technology bi-fuel engine
Универсальный русско-английский словарь. Академик.ру. 2011.
универсальный двигатель — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN universal motor … Справочник технического переводчика
универсальный двигатель — universalusis variklis statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. universal motor vok. Allstrommotor, m; Universalmotor, m rus. универсальный двигатель, m pranc. moteur universel, m … Automatikos terminų žodynas
Универсальный M113 — Легкий универсальный плавающий транспортер, созданный в 1960 х годах для нужд армии США, с экипажем из двух человек, бронированный алюминиевыми плитами, способный перевозить десантное отделение численностью до 11 человек, а также служить… … Энциклопедия техники
Универсальный корабельный ракетный комплекс М-1 — 1962 Разработка первого отечественного универсального ракетного комплекса М 1 для кораблей была начата по Постановлению СМ № 1149–592 от 17 августа 1956 года. К изготовлению комплекса М 1 было привлечено множество НИИ и КБ: НИИ 10… … Военная энциклопедия
Универсальный ракетный комплекс M-1 «Волна» — Универсальный ракетный комплекс M 1 «Волна» 1962 Разработка первого отечественного универсального ракетного комплекса М 1 для кораблей проектов 61 и 63 была начата по Постановлению СМ СССР №1149–592 от 17.08.1956 г. Но уже… … Военная энциклопедия
Универсальный ракетный комплекс «Раструб-Б» — Универсальный ракетный комплекс «Раструб Б» 1984 Для ускорения развития подводного оружия 4 мая 1976 года вышло Постановление СМ № 302–116 о развитии работ по созданию подводного оружия, предусматривающее разработку ряда… … Военная энциклопедия
Универсальный зенитный ракетно-артиллерийский комплекс Панцирь-С1(SA-XX) — 1995 Конструкторское бюро приборостроения (КБП) приступило к разработке универсального зенитного ракетно артиллерийского комплекса, предназначенного для прикрытия на ближних дистанциях стратегических важных военных и промышленных объектов.… … Военная энциклопедия
Двигатель постоянного тока — Рис. 1 Устройство простейшего коллекторного двигателя постоянного тока с двухполюсным статором и с двухполюсным ротором Двигатель постоянного тока электрическая машина, машина постоянного тока, преобразующая электрическую энергию постоянного тока … Википедия
Универсальный коллекторный двигатель — Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока Универсальный коллекторный двигатель (УКД) разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном … Википедия
Двигатель электрический — Электродвигатели разной мощности (750 Вт, 25 Вт, к CD плееру, к игрушке, к дисководу) Электрический двигатель это, электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.… … Википедия
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ — однофазный коллекторный двигатель последоват. возбуждения (см. Коллекторная машина), работающий как на перем., так и на пост. токе. В обоих случаях имеет примерно одинаковые рабочие хар ки. Большой диапазон значений угловой скорости, возможность… … Большой энциклопедический политехнический словарь
universal_ru_en.academic.ru
Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания. Полезная модель относится к области общего машиностроения. Технический результат работы полезной модели заключается в повышении топливной экономичности двигателя, эффективного кпд транспортных средств и специальной техники, для которых может служить приводом. Суть полезной модели состоит в том, чтобы универсальный четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания работал как универсальная поршневая машина, которая в зависимости от циклов может работать как: Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (далее двc). Вращение коленчатого вала за счет сгорания и последующего расширения в цилиндрах смеси топлива и воздуха за четыре такта: 1. Впуск воздуха через впускные клапана и впрыск топлива в цилиндры. 2. Сжатие рабочей смеси в цилиндре. 3. Воспламенение смеси и рабочий ход поршня. 4. Выпуск отработанных газов через выпускные клапана в систему выпуска. Пневмодвигатель. Вращать коленчатый вал при помощи порционно поданного в цилиндры сжатого воздуха. Компрессор. Сжимать воздух в цилиндрах при вращении коленчатого вала и направлять сжатый воздух в бак для хранения, например при торможении. Также четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания (далее упдвс) сможет работать на комбинированных циклах, которые позволяют повысить коэффициент полезного действия двигателя и транспортного средства, для которого он может использоваться как привод. Также следует отметить, что бесступенчатая трансмиссия транспортного средства сможет регулировать нагрузку на четырехтактный упдвс, например, при торможении и повысит кпд в целом. Двс-пневмодвигатель.
1. Во время работы по циклу двc определенное количество цилиндров будет работать по циклу пневмодвигателя.
2. Во время работы по циклу двc в момент воспламенения рабочей смеси в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу.
3. Во время работы по циклу двc в момент воспламенения рабочей смеси в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу, но при этом определенное количество цилиндров будет работать по циклу пневмодвигателя.
4. Во время работы по циклу двc после выпуска горячих выхлопных газов в горячий цилиндр по циклу пневмодвигателя подается сжатый воздух, который, нагреваясь, расширяется, создавая дополнительную работу.
Двс-пневмодвигатель-компрессор. Во время работы по циклу двc в момент воспламенения рабочей смеси, в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу, но при этом определенное количество цилиндров будет работать по циклу компрессора. Двс-компрессор. Во время работы по циклу двc определенное количество цилиндров будет работать по циклу компрессора. Для инжекторных двигателей оснащенных прямым впрыском возможен цикл работы, когда в момент сжатия избыточного количества воздуха пневмоклапан открывается и отводит часть сжатого воздуха по пневмомагистрали, после чего пневмоклапан закрывается и только потом производится впрыск топлива, которое воспламеняется, продолжая цикл двигателя внутреннего сгорания.
Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания. Полезная модель относится к области общего машиностроения. Технический результат работы полезной модели заключается в повышении топливной экономичности и кпд двигателя.
Известен способ работы двигателя внутреннего сгорания (патент на изобретение РФ N2116509). ДВИГАТЕЛЬ-КОМПРЕССОР это изобретение предназначено для получения сжатого воздуха. Где двигатель содержит один или несколько цилиндров рядного четырехтактного двигателя конвертированных для работы в компрессорном режиме. Прототип четырехтактного универсального поршневого двигателя внутреннего сгорания приведенный на фигуре 1 может служить приводом для транспортных средств, каждый цилиндр которого может в зависимости от обстоятельств работать в компрессорном цикле, цикле две, цикле пневмодвигателя или комбинированных циклах, таким образом все цилиндры как и сам двигатель является универсальным, так как позволяет например: использовать все цилиндры две, для получения сжатого воздуха, таким образом двигатель будет работать как компрессор и может использоваться для рекуперативного торможения, данный технический результат получается путем монтажа дополнительных форсунок и клапанов в газораспределительном механизме и использование дополнительной системы подготовки и распределения сжатого воздуха.
Суть полезной модели состоит в том, чтобы четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания работал как универсальная поршневая машина, которая в зависимости от циклов может работать как:
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, (далее две). Вращение коленчатого вала за счет сгорания и последующего расширения в цилиндрах смеси топлива и воздуха за четыре такта: 1. Впуск воздуха через впускные клапана и впрыск топлива в цилиндры. 2. Сжатие рабочей смеси в цилиндре.3. Воспламенение смеси и рабочий ход поршня.4.
Выпуск отработанных газов через выпускные клапана в систему выпуска.
Пневмодвигатель. Вращать коленчатый вал при помощи порционно поданного в цилиндры сжатого воздуха.
Компрессор. Сжимать воздух в цилиндрах при вращении коленчатого вала и направлять сжатый воздух в бак для хранения, например при торможении.
Также четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания (далее четырехтактный упдвс) смогут работать на комбинированных циклах, которые позволяют повысить коэффициент полезного действия. Также следует отметить, что бесступенчатая трансмиссия транспортного средства сможет регулировать нагрузку на четырехтактный упдвс, например, при торможении и повысит кпд в целом.
Двс-пневмодвигатель,
1. Во время работы по циклу две определенное количество цилиндров будет работать по циклу пневмодвигателя.
2. Во время работы по циклу две в момент воспламенения рабочей смеси, в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу.
3. Во время работы по циклу две в момент воспламенения рабочей смеси, в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу, но при этом определенное количество цилиндров будет работать по циклу пневмодвигателя.
4. Во время работы по циклу две после выпуска горячих выхлопных газов, в горячий цилиндр по циклу пневмодвигателя подается сжатый воздух, который, нагреваясь, расширяется, создавая дополнительную работу.
Двс-пневмодвигатель-компрессор. Во время работы по циклу две в момент воспламенения рабочей смеси, в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу, но при этом определенное количество цилиндров будет работать по циклу компрессора.
Двс-компрессор. Во время работы по циклу две определенное количество цилиндров будет работать по циклу компрессора. Для инжекторных двигателей оснащенных прямым впрыском возможен цикл работы, когда в момент сжатия избыточного количества воздуха пневмоклапан открывается и отводит часть сжатого воздуха по пневмомагистрали, после чего пневмоклапан закрывается и только потом производится впрыск топлива, которое воспламеняется, продолжая цикл двигателя внутреннего сгорания.
Известны системы пневмозапуска, которые используются для запуска авиационных, судовых или тепловозных двигателей. Сжатый воздух через распределительную систему также подается в цилиндры. После запуска двигателя система пневмозапуска отключается и не может работать по комбинированным циклам и служит только для запуска, как альтернатива электрического запуска, которая требует громоздких аккумуляторных батарей.
Поршневые компрессоры повсеместно используются и работают за два такта. Цикл компрессора производимый за четыре такта будет описан далее.
Известны системы торможения двигателем. Самый простой способ которым пользуются водители, это снижение подачи топлива до минимума во время движения на передаче, тогда двигатель затягивает излишнее количество воздуха, который, проходя через цилиндры сжимается, и попадает в систему выпуска. На некоторых моделях автомобилей используют отключение подачи топлива при торможении двигателем.
Описание устройства полезной модели.
Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему смазки 1, коленчатый вал 2, блок цилиндров 3, шатунно-поршневую группу (поршень 7, шатун 4), систему охлаждения 5, система выпуска отработанных газов 6, система питания (воздушный фильтр 22, топливная форсунка 9), систему зажигания (свеча 10), систему газораспределения (кулачковый вал 21, впускной клапан 12, выпускной клапан 8), систему запуска 20, систему электропитания (электрогенератор 24), систему контроля (электронный блок управления 23), отличающийся тем, что дополнительно содержит систему подготовки и распределения сжатого воздуха состоящую из пневмоклапана 11 и пневмофорсунки 17, установленных в головке блока цилиндров, системы нейтрализации 14, системы фильтрации 15, баков высокого 16 и низкого давления 19, пневмостартер 20, пневмомагистрали 13, Датчики давления и температуры 18, предохранительных перепускных и аварийных клапанов, необходимые для повышения кпд и безопасной работы, а также систему управления системой подготовки и распределения сжатого воздуха. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания может содержать любое количество цилиндров.
Пневмоклапан будет устанавливаться в головке блока цилиндров, и предназначен для беспрепятственного отвода сжатого в цилиндре воздуха к системе нейтрализации и фильтрации.
Проходное сечение клапана должно быть таким, чтобы не создавать затруднения даже при попадании нагара, копоти или отложении смолянистых веществ. Для более эффективного управления пневмоклапан должен иметь электромагнитный привод и открываться когда это потребуется. Возможен режим работы пневмоклапана на продувку, который может использоваться при засорении или профилактически.
Пневмофорсунка будет устанавливаться в головке блока цилиндров и предназначена для порционной подачи сжатого воздуха в цилиндры.
Для более эффективного управления пневмоклапан должен иметь электромагнитный привод.
Для простоты монтажа, обслуживания и ремонта пневмофорсунка и пневмоклапан могут быть выполнены в едином корпусе, например цилиндрическом.
Следует отметить, что после сжатия и прохождения через цилиндры воздух может иметь примеси масла, топлива, отработанных газов воды, но для более четкого изъяснения будет указываться как сжатый воздух, так как большая его часть и есть воздух. Для безопасной работы надо учитывать, что в бак накопитель могут попасть пары топлива, поэтому система подготовки и распределения сжатого воздуха должна иметь систему нейтрализации, которая сможет работать совместно с системой нейтрализации выхлопных газов снижающих вредные выбросы в атмосферу.
Система нейтрализации. Накопление паров топлива в баке низкого давления может быть взрывоопасной. Поэтому система нейтрализации должна безопасным образом нейтрализовывать пары топлива в воздушной смеси. Может производиться нейтрализация при помощи катализаторов, которая будет производиться до попадания сжатого воздуха в бак низкого давления. Для избежания перегрева, система нейтрализации может быть потключена к системе охлаждения, как и любой из элементов системы подготовки и распределения сжатого воздуха.
Система фильтрации будет препятствовать попаданию твердых и смолянистых веществ в бак низкого давления. Будет работать совместно с системой нейтрализации. Для простоты обслуживания фильтрующий элемент должен быть легко сменным. Система фильтрации сжатого воздуха, также позволит добиться высокой надежности и предотвращения преждевременного износа и поломки системы подготовки и распределения сжатого воздуха.
Бак высокого давления служит для поддержания стабильно высокого давления необходимого для впрыска сжатого воздуха в цилиндры.
Бак низкого давления служит для предварительного накопления сжатого в цилиндрах воздуха.
Бак высокого и низкого давления могут быть оборудованы клапанами аварийного сброса давления, которые будут снижать давление сжатого воздуха для обеспечения безопасности даже при разрушении баков высокого и низкого давления.
Для повышения давления сжатого воздуха при переходе из бака низкого давления в бак высокого давления используется соединенный с коленчатым валом компрессор, который может использоваться как пневмостартер в режиме пневмодвигателя.
Блок управления. Блок управления должен быть электронным (эбу). Может быть совместным с эбу инжекторных двигателей, и определяет количество сжатого воздуха поданного в цилиндры, циклы работы в зависимости от нагрузки упдвс и дает команды на работу электромагнитных приводов всех систем и позволит повысить коэффициент полезного действия, согласно действию заложенных в эбу электронно-вычислительных программ.
Схема устройства четырехтактного упдвс показана на Фигуре.1
Поршневые две бывают различных типов и конструкций, которые различаются:
По виду топлива: бензин, газ, дизель, многотопливные.
По возможности изменению фаз газораспределения.
По системе питания карбюратор инжектор.
Турбо компрессорные.
Компрессорные.
Осуществление полезной модели.
Обязательным условием работы четырехтактного упдвс является возможность прекращения подачи топлива в цилиндры при циклах компрессора, пневмодвигателя и комбинированных циклах. Легче всего это реализуется на инжекторном две, так как топливные форсунки имеют электромагнитный привод, который управляется электронным блоком управления (эбу) и реализуется только добавлением соответствующей программы в эбу. Инжекторные две могут быть дизельными бензиновыми газовыми и много топливными.
На карбюраторном две реализовать полное прекращение подачи топлива намного сложнее и может вызвать нестабильные режимы работы. На дизельном две с топливным насосом высокого давления потребуется установка перепускных клапанов которые будут отводить топливо от форсунки обратно в топливный бак и должны иметь электромагнитный привод. Турбо компрессорные и компрессорные упдвс, также могут быть реализованы на любом из типов четырехтактного упдвс.
Описание работы четырехтактного упдвс.
Циклы работы универсального инжекторного поршневого четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, где топливом служит бензин. Двигатель имеет инжекторную систему прямого впрыска топлива (прямо в цилиндр).
1.Обычный цикл работы две. При прогреве и на режимах максимальной мощности. Вращение коленчатого вала за счет сгорания и последующего расширения в цилиндрах смеси топлива и воздуха за четыре такта:
1 такт. Впуск воздуха через впускные клапана 12 и впрыск топлива (топливной форсункой 9) в цилиндры.
2 такт. Сжатие рабочей смеси в цилиндре.
3 такт. Воспламенение смеси (свеча зажигания 10) и рабочий ход поршня 7.
4 такт. Выпуск отработанных газов через выпускные клапана 8 в систему выпуска 6.
2. Компрессорный цикл может использоваться при торможении или при контролируемом спуске по наклонному дорожному покрытию. Экстренное или аварийное торможение рассматривается как самое эффективное и служит для максимально быстрой остановки автомобиля. Если имеется возможность снижать скорость транспортного средства, не влияя на безопасность движения то, при нажатии на педаль тормоза, которая имеет датчик положения связанный с электронным блоком управления 23, прекращается подача топлива. При вращении коленчатого вала 2. Воздух проходит воздушный фильтр 22 и через впускной клапан 12 попадает в цилиндр, где после закрытия впускного клапана 8 происходит сжатие. Тепло, которое выделяется в момент сжатия, отводится системой охлаждения 5. Пневмоклапан 11 открывается по команде (эбу) 23 и сжатый воздух по пневмомагистрали проходит систему нейтрализации 14 и систему фильтрации 15 и поступает в бак низкого давления 19. Пневмоклапан 11 закрывается, поршень движется в низ, создавая разряжение, и таким образом создает дополнительное тормозное усилие. Выпускной клапан8 открывается. Затягиваются отработанные газы, которые при движении поршня вверх выталкиваются обратно в систему выпуска 6. Выпускной клапан 8 закрывается, открывается впускной клапан 12 и в цилиндр затягивается новая порция воздуха. Таким образом, производится рекуперативное торможение. Энергия движущегося транспортного средства не переходит в тепло, которое образуется при трении тормозных колодок, а переходит в энергию сжатого воздуха, который может использоваться для вращения коленчатого вала.
3. Пневмодвигатель. Может использоваться при запуске упдвс или при кратковременном движении, например в пробках. Для определения направления вращения (если поршни находятся в мертвых точках) может использоваться пневмостартер 20. Подача топлива не производиться.
Путем изменения положения воздушной заслонки или, для двигателей с изменяемыми фазами газораспределения - продолжительностью открытия клапана и высотой его подъема ограничивают поступление воздуха через впускные клапана12. Минимальное количество воздуха попадает в цилиндр, где после закрытия впускных клапанов 12 производится сжатие. Воздух нагревается и в верхней мертвой точке производится впрыск через пневмофорсунку 17 сжатого воздуха, который, смещиваясь с нагретым воздухом, забирает тепло от рабочей поверхности камеры сгорания и, расширяясь, совершает работу. Выпускные клапана открываются 8, и воздух выталкивается в систему выпуска 6.
4. Двс-пневмодвигатель. Это комбинированный цикл.
4.1. Четырехтактный упдвс работает как две, но при этом в цилиндр после воспламенения смеси топлива с воздухом, порционно подается сжатый воздух, который, расширяясь под действием раскаленных газов, создает дополнительную работу, увеличивая коэффициент полезного действия четырехтактного упдвс.
4.2. Четырехтактный упдвс работает как две, но при этом определенное количество цилиндров работают по циклу пневмодвигателя.
4.3. Также возможен вариант, что после обычного цикла две в горячую камеру сгорания впрыскивается сжатый воздух, который, нагреваясь, расширяется и совершает работу, также повышая кпд.
5. Двс-компрессор. Этот комбинированный цикл может использоваться для работы с минимальной нагрузкой или ее отсутствием, например при холостых оборотах и на завершении прогрева упдвс. Определенное количество цилиндров будет работать по циклу компрессора а остальные как две. Тепло, которое выделяется при сжатии воздуха, будет отводиться системой охлаждения,
6. Двс пневмодвигатель-компрессор. Этот комбинированной цикл также может использоваться для работы с минимальной нагрузкой или ее отсутствием. Во время работы по циклу две в момент воспламенения рабочей смеси в цилиндр будет порционно подаваться сжатый воздух, который, расширяясь, будет совершать дополнительную работу, но при этом определенное количество цилиндров будет работать по циклу компрессора.
1. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания, содержащий систему смазки, коленчатый вал, блок цилиндров, шатунно-поршневую группу, систему охлаждения, систему выпуска отработанных газов, систему питания, систему зажигания, систему газораспределения, систему запуска, систему электропитания, систему контроля, отличающийся тем, что дополнительно содержит систему подготовки и распределения сжатого воздуха, состоящую из пневмоклапана и пневмофорсунки, установленных в головке блока цилиндров, системы нейтрализации, системы фильтрации, баков высокого и низкого давления, пневмостартер, пневмомагистрали, датчики давления и температуры, предохранительных перепускных и аварийных клапанов, необходимые для повышения кпд и безопасной работы, а также систему управления системой подготовки и распределения сжатого воздуха.
2. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что блок цилиндров содержит любое количество цилиндров.
3. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что цилиндры располагаются в любом порядке относительно друг друга.
4. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что привод впускных и выпускных клапанов будет электромагнитный.
5. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что двигатель имеет турбокомпрессорную установку.
6. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что топливная форсунка устанавливается в воздушный канал и впрыскивает топливо в воздушный канал до попадания смеси в цилиндр через впускной клапан.
7. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что топливом служит солярка или керосин, которое воспламеняется от сжатия.
8. Четырехтактный универсальный поршневой двигатель внутреннего сгорания по п.1, отличающийся тем, что система газораспределения имеет возможность изменять фазы газораспределения.
poleznayamodel.ru
Колле́кторный электродви́гатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.
Самые маленькие двигатели данного типа (единицы Ватт) содержат в корпусе:
Применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее напряжение 3-9 вольт).
Более мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют
Именно такой конструкции большинство электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 или 24 Вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей.
Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Обмотки статора могут подключаться несколькими способами:
Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс.
К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы. Это утверждение не вполне верно, но обоснованно. Электрическая машина, построенная на низкую скорость, вообще имеет заниженный КПД и связанные с ним проблемы охлаждения. Скорее всего проблема такова, что изящных решений для неё нет.
Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока Универсальный коллекторный электродвигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе. Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены. Широко использовался на железных дорогах Европы и США как тяговый электродвигатель.
Строго говоря, универсальный коллекторный электродвигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону. На самом деле там есть небольшой фазовый сдвиг, обуславливающий появление против направленного момента, но он невелик, симметрирование обмоток не только улучшает условия коммутации, но и уменьшает этот момент. (М. П. Костенко, «Электрические машины»). Для нужд железных дорог строились специальные подстанции переменного тока низкой частоты — 16 Гц в Европе, в США же частота 25 Гц была одной из стандартных (наряду с 60 Гц) до 50-х годов XX века. В 50-х годах XX века германо-французскому консорциуму производителей электрических машин удалось построить однофазную тяговую машину промышленной частоты (50 Гц). По данным М. П. Костенко «Электрические машины», электровоз с однофазными коллекторными машинами на 50 Гц испытывался в СССР, где получил восторженно-отрицательную оценку специалистов.[источник не указан 1718 дней]).
Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин. Подмножеством коллекторных машин переменного тока (КМПТ) являются машины «пульсирующего тока», полученного путём выпрямления тока однофазной цепи без сглаживания пульсаций (железная дорога).
Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3-5 от номинального (против 5-10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.
Сложной проблемой является вопрос коммутации мощной коллекторной машины переменного тока. В момент коммутации (прохождение секцией нейтрали) сцепленное с секцией якоря (ротора) магнитное поле меняет своё направление на противоположное, что вызывает генерацию в секции так называемой реактивной ЭДС. Так обстоит дело в случае с постоянным током. В КМПТ реактивная ЭДС также имеет место. Но так как якорь (ротор) находится в пульсирующем во времени магнитном поле статора, в коммутируемой секции дополнительно имеет место ещё и трансформаторная ЭДС. Её амплитуда будет максимальна в момент пуска машины, пропорционально снижаться по мере приближения к скорости синхронизма (в точке синхронизма она обратится в нуль) и далее по мере разгона машины вновь будет пропорционально возрастать. Проблема коммутации КМПТ может быть решена следующим образом:
Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.
Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт 50 Гц. и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.
Достоинства:
Недостатки:
Достоинства:
Недостатки:
Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.
Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:
Вращающееся в противофазе поле теоретически снижает максимальный КПД однофазного асинхронного двигателя до 50-60 % из-за потерь в перенасыщенной магнитной системе и активных потерь в обмотках, которые нагружаются токами «противополя». Фактически, на одном валу «сидят» две электрические машины, одна из которых работает в двигательном режиме, а вторая — в режиме противовключения.
Таким образом, в однофазных сетях КМПТ не знает себе конкурентов.
Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.
Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).
Ближайшим аналогом УКД по механической характеристике является бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель, в котором электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР).
Электронным аналогом универсального коллекторного двигателя является система: выпрямитель (мост), синхронный электродвигатель с датчиком углового положения ротора (датчик угла) и инвертором (другими словами — вентильный электродвигатель с выпрямителем).
Однако из-за применения постоянных магнитов в роторе максимальный момент вентильного двигателя при тех же габаритах будет меньше.
encyclopaedia.bid
Колле́кторный электродви́гатель — электрическая машина, в которой датчиком положения ротора и переключателем тока в обмотках является одно и то же устройство — щёточно-коллекторный узел.
Самые маленькие двигатели данного типа (единицы Ватт) содержат в корпусе:
Применяются, в основном, в детских игрушках (рабочее напряжение 3-9 вольт).
Более мощные двигатели (десятки Ватт), как правило, имеют
Именно такой конструкции большинство электродвигателей в современных автомобилях (рабочее напряжение 12 или 24 Вольт): привод вентиляторов систем охлаждения и вентиляции, «дворников», насосов омывателей.
Двигатели мощностью в сотни Ватт, в отличие от предыдущих, содержат четырёхполюсный статор из электромагнитов. Обмотки статора могут подключаться несколькими способами:
Общие достоинства коллекторных двигателей постоянного тока — простота изготовления, эксплуатации и ремонта, достаточно большой ресурс.
К недостаткам можно отнести то, что эффективные конструкции (с большим КПД и малой массой) таких двигателей являются низкомоментыми и быстроходными (сотни и тысячи оборотов в минуту), поэтому для большинства приводов (кроме вентиляторов и насосов) необходимы редукторы. Это утверждение не вполне верно, но обоснованно. Электрическая машина, построенная на низкую скорость, вообще имеет заниженный КПД и связанные с ним проблемы охлаждения. Скорее всего проблема такова, что изящных решений для неё нет.
Схема одного из вариантов УКД. Допускается работа и от постоянного, и от переменного тока Универсальный коллекторный электродвигатель (УКД) — разновидность коллекторной машины постоянного тока, которая может работать и на постоянном, и на переменном токе. Получил большое распространение в ручном электроинструменте и в некоторых видах бытовой техники из-за малых размеров, малого веса, лёгкости регулирования оборотов, относительно низкой цены. Широко использовался на железных дорогах Европы и США как тяговый электродвигатель.
Строго говоря, универсальный коллекторный электродвигатель является коллекторным электродвигателем постоянного тока с последовательно включенными обмотками возбуждения (статора), оптимизированным для работы на переменном токе бытовой электрической сети. Такой тип двигателя независимо от полярности подаваемого напряжения вращается в одну сторону, так как за счёт последовательного соединения обмоток статора и ротора смена полюсов их магнитных полей происходит одновременно и результирующий момент остаётся направленным в одну сторону. На самом деле там есть небольшой фазовый сдвиг, обуславливающий появление против направленного момента, но он невелик, симметрирование обмоток не только улучшает условия коммутации, но и уменьшает этот момент. (М. П. Костенко, «Электрические машины»). Для нужд железных дорог строились специальные подстанции переменного тока низкой частоты — 16 Гц в Европе, в США же частота 25 Гц была одной из стандартных (наряду с 60 Гц) до 50-х годов XX века. В 50-х годах XX века германо-французскому консорциуму производителей электрических машин удалось построить однофазную тяговую машину промышленной частоты (50 Гц). По данным М. П. Костенко «Электрические машины», электровоз с однофазными коллекторными машинами на 50 Гц испытывался в СССР, где получил восторженно-отрицательную оценку специалистов.[источник не указан 1698 дней]).
Для возможности работы на переменном токе применяется статор из магнитно-мягкого материала, имеющего малый гистерезис (сопротивление перемагничиванию). Для уменьшения потерь на вихревые токи статор выполняют наборным из изолированных пластин. Подмножеством коллекторных машин переменного тока (КМПТ) являются машины «пульсирующего тока», полученного путём выпрямления тока однофазной цепи без сглаживания пульсаций (железная дорога).
Особенностью (в большинстве случаев — достоинством) работы такого двигателя именно на переменном токе (а не на постоянном такого же напряжения) является то, что в режиме малых оборотов (пуск и перегрузка) индуктивное сопротивление обмоток статора ограничивает потребляемый ток и соответственно максимальный момент двигателя (оценочно) до 3-5 от номинального (против 5-10 при питании того же двигателя постоянным током). Для сближения механических характеристик у двигателей общего назначения может применяться секционирование обмоток статора — отдельные выводы (и меньшее число витков обмотки статора) для подключения переменного тока.
Сложной проблемой является вопрос коммутации мощной коллекторной машины переменного тока. В момент коммутации (прохождение секцией нейтрали) сцепленное с секцией якоря (ротора) магнитное поле меняет своё направление на противоположное, что вызывает генерацию в секции так называемой реактивной ЭДС. Так обстоит дело в случае с постоянным током. В КМПТ реактивная ЭДС также имеет место. Но так как якорь (ротор) находится в пульсирующем во времени магнитном поле статора, в коммутируемой секции дополнительно имеет место ещё и трансформаторная ЭДС. Её амплитуда будет максимальна в момент пуска машины, пропорционально снижаться по мере приближения к скорости синхронизма (в точке синхронизма она обратится в нуль) и далее по мере разгона машины вновь будет пропорционально возрастать. Проблема коммутации КМПТ может быть решена следующим образом:
Реверсирование УКД осуществляется переключением полярности включения обмоток только статора или только ротора.
Сравнение приведено для случая подключения к бытовой однофазной электрической сети 220 вольт 50 Гц. и одинаковой мощности двигателей. Разница в механических характеристиках двигателей («мягкость-жёсткость», максимальный момент) может быть как достоинством, так и недостатком в зависимости от требований к приводу.
Достоинства:
Недостатки:
Достоинства:
Недостатки:
Следует отметить, что в современных бытовых устройствах ресурс электродвигателя (щёточно-коллекторного узла) сопоставим с ресурсом рабочих органов и механических передач.
Двигатели (УКД и асинхронный) одной и той же мощности, независимо от номинальной частоты асинхронного двигателя, имеют разную механическую характеристику:
Вращающееся в противофазе поле теоретически снижает максимальный КПД однофазного асинхронного двигателя до 50-60 % из-за потерь в перенасыщенной магнитной системе и активных потерь в обмотках, которые нагружаются токами «противополя». Фактически, на одном валу «сидят» две электрические машины, одна из которых работает в двигательном режиме, а вторая — в режиме противовключения.
Таким образом, в однофазных сетях КМПТ не знает себе конкурентов.
Механическая характеристика в первую очередь и обуславливает (разные) области применения данных типов двигателей.
Из-за малых оборотов, ограниченных частотой сети переменного тока, асинхронные двигатели той же мощности имеют значительно бо́льшие вес и размеры, чем УКД. Если асинхронный двигатель запитывается от преобразователя (инвертора) с высокой частотой, то вес и размеры обеих машин становятся соизмеримы. При этом остаётся жёсткость механической характеристики, добавляются потери на преобразование тока и, как следствие увеличения частоты, повышаются индуктивные и магнитные потери (снижается общий КПД).
Ближайшим аналогом УКД по механической характеристике является бесколлекторный электродвигатель (вентильный электродвигатель, в котором электронным аналогом щёточно-коллекторного узла является инвертор с датчиком положения ротора (ДПР).
Электронным аналогом универсального коллекторного двигателя является система: выпрямитель (мост), синхронный электродвигатель с датчиком углового положения ротора (датчик угла) и инвертором (другими словами — вентильный электродвигатель с выпрямителем).
Однако из-за применения постоянных магнитов в роторе максимальный момент вентильного двигателя при тех же габаритах будет меньше.
encyclopaedia.bid
