Электропривод на СВП
#1
Отправлено 27 ноября 2008 - 13:15
#2
Отправлено 27 ноября 2008 - 14:03
1. НЕВЕРНОЕ.
ДВС в режиме генератора от силы может длительно работать на 2/3 максимальных допустимых оборотов выдавая 1/2 мощности (грубо). Потому вопрос о приводе энергоемких устройств - маршевого ВВ и вентилятора отпадает сам собой. А если учесть, что генератор весит как и мотор, сопоставимо с приводным двс, то общая масса энергоустановки растет в 6 раз!
2. ВЕРНОЕ.
Электрисество - наиболее прогрессивный, из известных, вид энергии. Совершенство Технической системы от этого фактора тоже зависит немало.
Применение электроприводов для всевозможных НЕЭНЕРГОЕМКИХ подсистем (управления, в частности, управления свойствами скега, к примеру) отопления, обдува, освещения и т.д. - совершенно естественный процесс. Мы это и видим воочию. На "неотериках" применен электропривод заслонок (ковшей) заднего хода. На "Стрекозе" и других "ползунках" обтюрационные свойства ограждения регулируются с помощью компрессора. Не говоря уж о привычных подсистемах.
Из всего этого мне наиболее интересны исполнительные механизмы типа управления заслонками, рулями, положением ГО и т.д.
Рано или поздно мы придем к прогрессивности управления несущими подсистемами - как авиация к крыльям изменяемых профилей и стреловидностей.
В этом проявляется Закон Динамизации ТС. От него не увернешься.
Но и раньше времени напрягать ТС на чрезмерную новизну - тоже вредно. Вот когда более простые пути будут "выбраны" до стебельков - милости просим.
Так что, тему эту стоит раскручивать именно в части ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ МЕХАНИЗМОВ.
СФГ
Сообщение отредактировал sgorbachevsky: 27 ноября 2008 - 14:04
#3
Отправлено 27 ноября 2008 - 19:32
В рассуждениях В.Дербина - и плюс и минусы.
1. НЕВЕРНОЕ.
ДВС в режиме генератора от силы может длительно работать на 2/3 максимальных допустимых оборотов выдавая 1/2 мощности (грубо). Потому вопрос о приводе энергоемких устройств - маршевого ВВ и вентилятора отпадает сам собой.
СФГ
Не совсем согласен с этим утверждением. Автомобильные двигатели, применяемые сейчас на СВП, работают обычно от 75 до 80% максимальных оборотов. Например, мой Сузуки G13B поддерживает крейсерский режим судна на оборотах от 4500 до 4800 об/мин. при максимальных оборотах 5800 об/мин., что составляет от 78 до 83%. Это примерно соответствует работе ДВС с генераторами известных производителей - Хонды, B&S и других. Например, согласно диаграмме двигателя B&S мощностью 24 л/с с генератором рабочие обороты равны 3000 об/мин при максимальных 3600 об/мин, что составляет 83%. Эти обороты соответствуют максимальному крутящему моменту двигателя, который выдает на таких оборотах 20 л/с (83% максимальной мощности). Время работы не ограничивается. Дополнительно в защиту этой точки зрения нужно сказать, что гибридные автомобили все-таки ездят и неплохо.
Согласен, что генераторы довольно тяжелые. Но знаем ли мы конкретный вес современных генераторов мощностью 50-70 л/с? Почему СУ будет тяжелее в 6 раз? Если мы применим на судне вроде Стрельца двигатель Ротакс, да еще генератор и мотор пусть такого же веса, то и получится моя теперешняя СУ с двигателем Сузуки.
Может быть, самодельщикам рассуждать на эту тему еще рановато, но кто-то должен начинать. Генераторы и электродвигатели на автомобильных развалах ждут умельцев.
С уважением, В. Дербин
#4
Отправлено 27 ноября 2008 - 21:44
#5
Отправлено 27 ноября 2008 - 22:32
#6
Отправлено 28 ноября 2008 - 12:10
Уважаемый..... с чего Вы вдруг решили, что увеличение "ступеней" (двигатель в/сг-генератор-электро,,,,двиг-привод,,,)легче станет ? СФГ правильно сказал, для исполнительных механизмов..... и пока более ни для чего...
Видимо нет у Вас нормальной станочной базы али возможности ею пользоваться вот и мысли эти лезут... Rotaks простите жрет как слепая лошадь.... и не 6 раз все судно будет тяжелее (читайте внимательнее), а энергоустановка) моё мнение , раза в 2,5 вся винтомоторка тяжелее будет точно.
Вам, NorMol, встречное пожелание читать внимательнее. Я не писал, что судно станет легче, а 6 "разов" относил именно к СУ (силовой установке), а не ко всему судну.
Я не занимаюсь строительством судов, но уже 4 года эксплуатирую СВП Стрелец-51 и меня очень интересуют силовые установки для СВП. Вряд ли кто-нибудь сейчас станет утверждать, что проблема двигателей для СВП полностью решена. На этом форуме только и говорят об автомобильных двигателях, но они изначально предназначены совсем для другого транспорта. Более или менее профессиональную конвертацию этих двигателей делают применительно к летательным аппаратам, но условия эксплуатации ЛА и СВП совсем разные. Поэтому не стоит отказываться от обсуждения темы, которая лишь на первый взгляд кажется фантастической.
NorMol, а почему СУ станет именно в 2,5 раза, а не в 6 раз тяжелее? Вы поправили признанного специалиста СФГ, а где обоснования? Без них одно Ваше мнение мало кому интересно.
Я, по крайней мере, хоть какие-то расчеты привел. Опровергайте встречными расчетами.
Что касается Ротакса, то он действительно прожорливый, но его эксплуатационные качества для СВП довольно высоки. Мое судно с Ротаксом ходило лучше, чем с Сузуки.
С уважением, В. Дербин
#7
Отправлено 28 ноября 2008 - 12:33
Кабы я был против иехнического прогресса!
Уважаемый СФГ, Вы правильно уловили суть начавшейся полемики. Пока еще только о прогрессе и говорим. Замечу, я вовсе не предлагаю сейчас же заменить все традиционные СУ на электропривод. Конечно, традиционные СУ сейчас легче, проще и дешевле, но почему бы не пообсуждать эту тему?
На мой взгляд, на генераторы с ВАЗовскими двигателями лучше не смотреть - это минус много лет. А вот на японские гибриды я бы советовал посмотреть и сам об этом мечтаю. Буду покупать следующую машину, выберу гибрид.
Без накопителя вполне можно обойтись. Достаточно при снижении оборотов винта пропорционально снижать обороты двигателя. Компьютер это сделает легко. Кроме того, в качестве накопителя можно использовать аккумулятор. Ожидаю шум по поводу его веса. Успокойтесь, аккумуляторы уже есть емкие и легкие. Кстати, совсем уже назло скептикам - а почему бы не обсудить применение аккумуляторов вместо ДВС? Электромобили уже ездят и не какие-нибудь шалаши, а вполне приемлемые легковые автомобили. 2 часа хода на СВП на аккумуляторах меня бы устроили.
С уважением, В. Дербин
#8
Отправлено 28 ноября 2008 - 15:14
Кабы я был против иехнического прогресса!
Уважаемый СФГ, Вы правильно уловили суть начавшейся полемики. Пока еще только о прогрессе и говорим. Замечу, я вовсе не предлагаю сейчас же заменить все традиционные СУ на электропривод. Конечно, традиционные СУ сейчас легче, проще и дешевле, но почему бы не пообсуждать эту тему?
Можно, конечно, пообсуждать. Я уверен, что электроэнергия в конечном счете победит. Плюсов это принесет очень много. Но пока, это - почти фантастика: надо сделать технологически прорыв (и не один).
1) Для СВП: ДВС-генератор-электродвигатель-винт: проигрывает почти по всем показателям (масса, КПД, надежность, ...) схеме "ДВС-механическая трансмиссия-винт". Как мне кажется, у схемы "ДВС-механическая трансмиссия-винт" больше шансов на прорыв (например появление новых материалов). Для генераторов и электродвигателей основная проблема в их массе, а существенно уменшить их массу не позволяет... электрическое сопротивление проводов (греются они заразы). Выход - сверхпроводимость. Вот когда будет возможна сверпроводимость при обычной температуре, тогда - прощай механическая трансмиссия. Ждем-с "сверхпроводимых проводов".
Кстати, в больших карьерных самосвалах трансмиссия без электродвигателей - это скорей исключение: почти все строятся по схеме "дизель-генератор-электромотор-колесо". Но там специфика "немного" отличается от СВП.
Вот бы получить электроэнергию на борту СВП не от генератора, который крутит ДВС, а из другого источника. Например, от аккумулятора, НО
2) Пока не существует приемлемых накопителей электроэнергии (аккумуляторов):
Энергоемкость бензина примерно 34 МДж/л
"Энергоемкость" Литий-полимерных батарей (самых "прогрессивных" из распространенных) < 0.75 МДж/кг
Получается, чтобы накопить в литий-полимерах эквивалент 1-го литра бензина, батарея должна весить более 45 кг! Причем, цена этой батареи будет ну очень приличной.
Читал где-то, что существуют (или ведутся работы над созданием :-)) батареи с энергоемкостью порядка 2.5 МДж/кг. Это уже кое-что. "Аналог" 1 литра бензина будет весить чуть более 13 кг (20 литров - 272 кг). Но, во-первых, это - пока почти фантастика. Во-вторых, для СВП пока все еще не применимо. Ждем-с хороших аккумуляторов.
3) Топливные элементы (ТЭ), которые могут превращать химическую энергию топлива (пропан, природный газ, метиловый спирт, керосин или бензин), непосредственно в электричество, являются предметом интенсивного исследования (т.е. пока тоже почти фантастика). Ждем-с появления приемлемых для использования на СВП ТЭ.
#9
Отправлено 28 ноября 2008 - 18:46
Взгляните на 32 кВт ЭМ - все станет ясно, как божий день. На любой. Хоть раскосый, хоть звезднополосатый, хоть покрашенный родной зеленкой салатной (что за мода?)
Давайте пока говорить о достигнутых уровнях техники и специфических критериях её восприятия разными профессиональными группами.
Картинка:
2 авиационных генерала, два полковника и три капитана смотрят с огогромным [/B[B]]ромным уважением на установленный в авиадесантируемом катере "Ерш" двигатель 6чсп (едва 60 кобыл):
- Ого! Мощь! Пара тысяч кобыл, наверное?!!
Из достигнутого:
От турбины можно хапнуть больше отдачи...
От роторного ...
От Стирлинга....
ИЗ тайного:
Есть накопители энергии и конвекторы - с непонятыми даже создателями принципами работы.
Наконец, двигатель Шауленберга, кормящийся водой и воздухом - не выдумка.
Ресурсы развития все не выбраны. И наш удел пока пытаться распорядиться с тем, что в руках.
Ротакс не ротакс, но нынче подвесные лодочные двухтактники лихо снова обгоняют четырехтактники.
Из сказанного - хорошо что про "мотор колесо" вспомнили.
В любом случае, независимо от вида энергии, в ТС в любую её часть в любой текущий момент должно её, родимой, подаваться столько, сколько нужно.
Вот тут, мне кажется, и зерно вновь приподнятой темы.
СФГ
#10
Отправлено 28 ноября 2008 - 18:51
Можно, конечно, пообсуждать. Я уверен, что электроэнергия в конечном счете победит. Плюсов это принесет очень много. Но пока, это - почти фантастика: надо сделать технологически прорыв (и не один).
Уважаемый viiv, спасибо за обоснованное мнение. Конечно, сегодня построить СВП с полным силовым электроприводом не удастся. Это дело будущего, но уже недалекого, учитывая прогресс в технике. Готовиться к этому нужно уже сейчас, поэтому я и затеял обсуждение. Интересно послушать мнение разных людей, интересующихся СВП. В настоящее время реальнее попробовать применить силовой электропривод только для нагнетательного комплекса. Там достаточно мощности около 15-20 л/с. Схема такая: маршевый двигатель вращает винт по традиционной схеме через механический редуктор. Одновременно этот же двигатель через ременную или другую механическую передачу вращает генератор. Электромотор нагнетательного вентилятора питается совместно от мощного аккумулятора и генератора как это делается, например, на гибридных автомобилях Тойота Prius. Смотрите http://autoreview.ru...21/elektro2.htm. Планетарную трансмиссию можно не применять, так как механическая мощность ДВС в нашем случае не понадобится. Скорость вращения электромотора можно регулировать с помощью простой электронной схемы на мощных тиристорах.
Что касается сравнения энергоемкости аккумуляторов и бензина, то недостатки аккумулятора можно частично возместить генератором, который будет все равно использовать бензин, сгорающий в ДВС. Недаром такие схемы применяют в реальных автомобилях. А с лишним весом нужно работать. Если поискать, то резервы найдутся уже сейчас.
С уважением, В. Дербин
#11
Отправлено 28 ноября 2008 - 19:34
В настоящее время реальнее попробовать применить силовой электропривод только для нагнетательного комплекса. Там достаточно мощности около 15-20 л/с.
Тут тоже рановато. Пока рановато. Вот сейчас нашел характеристики 15 КВт электродвигателя: Масса 100 кг. Я понимаю, можно побороться. Но я сильно сомневаюсь, что в настоящее время можно сделать его хотя бы 50 кг. Это еще не учтен генератор. А с генератором совсем скучно получается.
Схема такая: маршевый двигатель вращает винт по традиционной схеме через механический редуктор. Одновременно этот же двигатель через ременную или другую механическую передачу вращает генератор. Электромотор нагнетательного вентилятора питается совместно от мощного аккумулятора и генератора как это делается, например, на гибридных автомобилях Тойота Prius.
Автомобиль - это немного не то. Во-первых, масса генератора-электромотора ему не так важна, как СВП. Во-вторых, в городе: разгон-торможение-стоим(на светофоре, в пробке...). Да, здесь аккумулятор, генератор, электромотор, оказывает помощь, но на трассе генератор не нужен (и не используется). Т.е. электромотор и генератор может быть "облегченным" (так как они не работают продолжительное время).
А в СВП электромотор нагнетательного вентилятора работает в "загороднем цикле" (в автомобильных терминах), то есть он работает практически в одном и том же режиме.
Управление
Что касается сравнения энергоемкости аккумуляторов и бензина, то недостатки аккумулятора можно частично возместить генератором, который будет все равно использовать бензин, сгорающий в ДВС. Недаром такие схемы применяют в реальных автомобилях.
См. выше.
Т.е., в монотонном режиме подъемного вентилятора, зачем жечь бензин, вырабатывать электроэнергию, а затем крутить электродвигатель, если сразу можно ДВС-ом крутить вентилятор (минусы: масса электромотора и генератора против массы механической трансмиссии, КПД; из плюсов - провода проще проложить, чем передать энергию механикой).
А с лишним весом нужно работать. Если поискать, то резервы найдутся уже сейчас.
И работают. В первом своем посте я писал о нескольких направлений такой работы. А вот сейчас, мне кажется, резервов недостаточно, чтобы говорить о электро-силовой (подъем или движение - не важно) установке на СВП. Вернее, говорить можно и нужно, но разговоры пока чисто теоретические:
- При каких характеристиках электродвигателей (масса, габариты, цена) можно говорить о замене механической трансмиссии?
- При каких характеристиках аккумуляторов можно отказаться от ДВС в СВП?
- Сообщить, что такая-то фирма сделала электрдвигатель с такими-то характеристиками, который может быть применен в малых СВП (как нагнетатель или маршевый)
#12
Отправлено 28 ноября 2008 - 20:08
ИЗ тайного:
Есть накопители энергии и конвекторы - с непонятыми даже создателями принципами работы.
Наконец, двигатель Шауленберга, кормящийся водой и воздухом - не выдумка.
Ну это, я так понимаю, еще большая фантастика, чем сверхпроводимость, при +20C
#13
Отправлено 29 ноября 2008 - 02:01
#14
Отправлено 29 ноября 2008 - 04:39
..........недостаток веса и габаритов с лихвой окупляются аппетитом и ресурсом....сначала вырабатывать энергию, а потом её расходовать где вздумается без потерь, это даже не фантастика-ЭТО СКАЗКА!!!!!!!!! а для рождённых сказку сделать былью, стоит подумать о движителе который который превращает энергоноситель непосредственно в движение, типа турбина или мотор-колесо, кстати они всё равно выполнены как привода движителя, ну а если ВВ сам двигатель и движитель???Сергей Фёдорович уже упоминал по поводу роторного двигателя Ванкеля. Вот к чему стоит присмотреться, высокая энерговооружённость , малый уровень вибраций, малые габаритные размеры. Как будто нарисовано специально для СВП.
#15
Отправлено 29 ноября 2008 - 12:51
#16
Отправлено 29 ноября 2008 - 13:34
#17
Отправлено 29 ноября 2008 - 13:36
... Я не думаю что Мазда решилась бы ставить на одну из своих самых лучших машин ,если бы была не уверена в этих моторах. ...
А Вы потроха этого мотора видели? У нас на ВАЗы тоже Ванкеля ставили, уж не знаю как сейчас, а лет несколько назад в заводском прайсе они были. И что? Это в первой половине 20века показатели Ванкеля поражали, а на сегодня даже на земле показатель 200-250 л.с. с литра объема, с соответствующим моментом - серия, сотнями тысяч штук при вполне себе внушающем ресурсе. И все это при КПД не более 40%. У того же Стирлинга все гораздо веселее. А кстати КПД Ванкеля недалеко от обычного поршевого мотора.
Кстати чтоб разгоняться с 40 до 150 на четвертой никакой экзотики не надо. Любая более-менее современная дизельная машина (а уж тем паче турбодизельная) такое умеет. Про степень легкости - у каждого свои мерки.
#18
Отправлено 29 ноября 2008 - 13:37
Тут тоже рановато. Пока рановато. Вот сейчас нашел характеристики 15 КВт электродвигателя: Масса 100 кг. Я понимаю, можно побороться.
Уважаемый viiv, если использовать ДВС с механической передачей на маршевый винт и одновременно на подушечный вентилятор, то получится обыкновенный совмещенник. Идея использовать электропривод для нагнетательного комплекса происходит из желания получить настоящую раздельную схему с одним ДВС. В этом весь смысл и только ради этого стоит идти на жертвы. Я бы согласился пожертвовать на электропривод 100-150 кг. и уверен, схема с таким весом была бы работоспособна. В этом году я пытался модернизировать свой Стрелец - переделать его на раздельную схему. Для этого установил для подушки отдельную 24-сильную Хонду. Вес ее получился около 55-60 кг. Да еще разные выдумки с палубой обошлись в 20-30 кг. Нагнетательный комплекс получился работоспособным. Но я еще заменил легкий Ротакс на тяжелый Сузуки, вес которого превышал 100 кг. Судно, тем не менее, неплохо ходило с нагрузкой 2 человека, но мне нужна была грузоподъемность на 3-4 человека и я отказался от этой схемы. Если бы оставить Ротакс, вес которого примерно на 40-50 кг меньше чем Сузуки, отказаться от выдумок с палубой, то мы бы и получили резерв по весу в 120-140 кг (60 кг Хонда+разница в весе маршевых двигателей+вес палубы). Еще около 30 кг можно получить за счет меньшего количества возимого топлива (сейчас у меня 60 кг) без сколько-нибудь заметного ухудшения потребительских качеств судна. Так что вполне можно потратить 170 кг на электрическую схему. Для экспериментального судна есть и другие возможности. Например, заменить Ротакс 582 на 503, согласитья на грузоподъемность в 2 человека и т. д.
Согласен, нужно определить характеристики доступных деталей электропривода: мощность, вес, обороты, стоимость. Меня беспокоят обороты. Если не будет подходящих оборотов у электродвигателя, а это в пределах 2400-3600 об/мин, то придется применять редуктор. С генератором легче - все равно он будет крутиться через какую-то трансмиссию, скорее всего, с помощью ременной передачи.
СФГ, Citramon, Харрикейн. Идею применить двигатели другого типа я поддерживаю. Роторные двигатели действительно интересны. Для начала нужно выяснить: каковы основные характеристики двигателя: вес, обороты, мощность, ресурс, стоимость. Доступен ли он?
С уважением, В. Дербин
#19
Отправлено 29 ноября 2008 - 14:05
#20
Отправлено 29 ноября 2008 - 20:45
то СВП на электротяге уже существуют! Правда, пока недалеко от розетки...
(а кстати, свой первый "ховеркрафт" я тоже построил из пылесоса )
#21
Отправлено 29 ноября 2008 - 21:05
#22
Отправлено 30 ноября 2008 - 01:59
С уважением Сергей.
Прикрепленные файлы
#23
Отправлено 30 ноября 2008 - 02:56
Приятно иметь дело с человеком который мотивирует свои слова. По Вашей ссылке есть ДВС подтверждающие мои слова про 200-250 сил с литра, я понимаю что это тюнинговые моторы но и серийные на сегодня имеют подобные цифры например, [url="http://coolmoto.ru/index.php"]http://coolmoto.ru/index.php особенно показательны моторы с кубатурой порядка 500-600 кубов и таких порядком есть.Вот чего нарыл ....
#24
Отправлено 30 ноября 2008 - 03:12
...если использовать ДВС с механической передачей на маршевый винт и одновременно на подушечный вентилятор, то получится обыкновенный совмещенник.
Это не совсем так. Вам нужно управлять оборотами нагнетателя независимо от оборотов двигателя? Это можно реализовать механикой. Такая схема несомненно выиграет у схемы ДВС-генератор-электродвигатель. В качестве одного варианта решения (можно считать, что бред, так как никаких расчетов, прикидок не делал): клиноременный вариатор с изменением рабочих диаметров шкивов сервомотором (электронный контроллер изменяет передаточное отношение вариатора, поддерживая заданные пилотом обороты нагнетателя).
Идея использовать электропривод для нагнетательного комплекса происходит из желания получить настоящую раздельную схему с одним ДВС. В этом весь смысл и только ради этого стоит идти на жертвы.
Не понял. Мы теоретизируем (фантазируем) или Вы ищите схему для переделки своего Стрелеца?
Кстати, мне кажется, что второй ДВС (без генератора) - это не такое уж плохое решение (особенно для "гаражных" условий), если непременно требуется раздельное управление. Вы готовы поставить генератор+электродвигатель, но напрочь отвергаете второй ДВС. Рассмотрите все плюсы и минусы.
#25
Отправлено 30 ноября 2008 - 09:19
А Вы потроха этого мотора видели? У нас на ВАЗы тоже Ванкеля ставили, уж не знаю как сейчас, а лет несколько назад в заводском прайсе они были. И что? Это в первой половине 20века показатели Ванкеля поражали, а на сегодня даже на земле показатель 200-250 л.с. с литра объема, с соответствующим моментом - серия, сотнями тысяч штук при вполне себе внушающем ресурсе. И все это при КПД не более 40%. У того же Стирлинга все гораздо веселее. А кстати КПД Ванкеля недалеко от обычного поршевого мотора.
Кстати чтоб разгоняться с 40 до 150 на четвертой никакой экзотики не надо. Любая более-менее современная дизельная машина (а уж тем паче турбодизельная) такое умеет. Про степень легкости - у каждого свои мерки.
Здравствуйте.
Уважаемый Barquero: "мы потроха этого мотора видели". ... Раньше, когда показатели РПД Ванкеля поражали всех своей мощностью в 250 л.с., обычные машины осваивали от 70 до 120 л.с. Сегодня, когда все освоили 200-250 л.с. (но не с литра, а с объема) Маздовские моторы спокойно выдают уже от 350 до 700 л.с., максимальная же планка мощности в них поднялась до 1600 л.с. Действующие цифры соответствуют официальному объему двигателя - 1.304 литра в двухсекционном исполнении и 1.956 в трехсекционном, что эквивалентно 2.6 и 3.9 литра по отношению к поршневым аналогам.
Количество пользователей, читающих эту тему: 0
0 пользователей, 0 гостей, 0 скрытых пользователей