Перуница

» » СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

Наука и Техника » 

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ
Обычный легковой автомобиль, если его оборудовать супермаховиком и супервариатором, может расходовать 1-2 литра топлива на 110 км

Если бы профессор Нурбей Гулиа жил на Западе, то наверняка был бы мультимиллионером. Супермаховик, который он изобрел в 1964 году, давно применяется во всем мире, что, однако, никак не отразилось на благосостоянии ученого. Из-за бюрократизма советской патентной системы патент был выдан автору... только через 20 лет после подачи заявки, а за эти годы срок действия документа истек. Но профессор взял реванш. Спустя десятилетия он изобрел (и сейчас патентует во многих странах) «супервариатор», который обладает настолько фантастическими характеристиками, что в полной мере оправдывает свою щегольскую приставку.



Разрушитель законов

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ
Теория, подтвержденная практикой

Когда к нам в редакцию пришло письмо с описанием устройства под названием «супервариатор», мы решили, что это очередная профанация вроде вечного двигателя и гравитолета. Но внизу стояла подпись «Нурбей Гулиа», что заставило взглянуть на устройство по-другому. Тем не менее, несмотря на реноме ученого, его изобретение продолжало казаться абсолютной фантастикой. Крупные компании, специализирующиеся на выпуске коробок передач и вариаторов, тратят огромные деньги на исследования, и вдруг некий российский изобретатель разрабатывает продукт, который по основным показателям заметно превосходит модели ведущих производителей. Разве такое возможно? Впрочем, с другой стороны, вряд ли в мире можно найти ученого, который посвятил бы вариаторам столько же времени. Ведь Гулиа начал заниматься этой темой еще в начале 1960-х.

Вариаторы, или устройства, которые позволяют плавно изменять передаточное отношение привода, получили широкое распространение на автомобилях сравнительно недавно. Подобно автоматической гидродинамической коробке передач, вариатор облегчает управление, но в отличие от нее демонстрирует лучшие показатели разгонной динамики и экономичности. Однако не лишен он и недостатков: диапазон регулирования передаточных отношений у вариаторной коробки передач обычно узок (4–6), а КПД невысок – около 0,85. Впрочем, каждый из этих показателей можно увеличить, но, увы, только за счет другого. Поиском разумного компромисса и занимаются сейчас конструкторы вариаторов, но Гулиа пошел другим путем. Он решил найти способ обойти существующие «вариаторные законы» и заставить этот упрямый механизм работать с максимальным диапазоном и максимальной отдачей на главных режимах. Годы исследований не ушли впустую: Гулиа нашел такой способ. но схема устройства была настолько непростой, что иногда и специалисты не могли до конца понять принципы ее работы. Тогда, чтобы «в доступной форме» доказать возможность существования такого устройства, Гулиа решил создать опытный образец.

При финансовой поддержке одной немецкой компании, ставшей совладельцем немецкого патента профессора, Гулиа в тандеме со своим аспирантом Иваном Бессудновым работали почти год над созданием этого устройства. Профессор признается, что сам не был до конца уверен в том, что аппарат будет работать, но его опасения не подтвердились. Первые же испытания доказали верность догадок Гулиа: супервариатор обладал прямо-таки фантастическими свойствами: диапазон 15–20, КПД на основных режимах – 0,97–0,98! как же такое стало возможным?



Планетарные чудеса

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ
Опытный образец супервариатора

В основе всего этого беззакония лежат два сравнительно простых механизма – планетарный и дифференциальный, объединенные, правда, хитрым способом. За десятилетия работы с вариаторами профессор Гулиа пришел к выводу, что из всех их разновидностей лучший для автомобиля – планетарный, поскольку при передаточном отношении, близком к единице, КПД у него стремится к 100%. А автомобиль, как известно, наибольшие расстояния преодолевает именно на высоких передачах, когда передаточное отношение коробки приближается к единице. Среди вариаторов, которые могут работать по планетарной схеме, Гулиа выбрал дисковый, способный передавать внушительные мощности. Схема планетарного дискового вариатора (для простоты однорядного) изображена на рис., а рядом описан принцип его работы. По своим характеристикам такой дисковый планетарный вариатор хорош: при диапазоне, равном 10, он может работать с КПД 87–95%, но с помощью дифференциала «хорошиста» можно превратить в гениального «отличника».

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ
Схема супервариатора
Входной и выходной валы дискового вариатора связаны с центральными колесами дифференциала, а входной при этом еще вращается двигателем. от водила крутящий момент передается на выходной вал супервариатора через зубчатую передачу. Если бы передаточное отношение вариатора было равно единице, то все валы вращались бы с одинаковой скоростью


Схема объединения дифференциала и планетарного вариатора изображена на рисунке. Если бы передаточное отношение вариатора было равно единице, то все валы вращались бы с одинаковой скоростью, а КПД был бы равен 100%. Но передаточное отношение вариатора больше единицы, поэтому ведомый вал дискового вариатора вращается медленнее ведущего, а ведомый вал супервариатора, исходя из особенностей работы планетарного механизма, будет вращаться медленнее ведущего и быстрее ведомого дискового вариатора. Стало быть, диапазон всего устройства уменьшится по сравнению с дисковым, но зато КПД станет выше – за счет того, что через вариатор теперь будет проходить только часть мощности, а остальная пойдет напрямую от двигателя к ведомому валу. «КПД повысился, диапазон сузился – все как в обычном вариаторе», – может возразить читатель. Пока так и есть, но, чтобы из вариатора сделать супервариатор, достаточно проделать с ним два хитрых «финта». Во-первых, нужно превратить понижающий режим работы в повышающий (конструкция разработанного Гулиа устройства это позволяет), а во-вторых, еще и сузить его диапазон – для увеличения КПД. При этом даже если этот суженный диапазон составит всего 1,5–2, то, используя на первом этапе работы вариатор без дифференциала с диапазоном около 10, а на втором – с дифференциалом и с суженным диапазоном, в результате, согласно теории замкнутых дифференциальных передач, мы получим диапазон около 20. И при этом на основных режимах работы КПД будет выше 97%!

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ
Схема суперавтомобиля Гулиа
Объединив супермаховик и супервариатор в одну схему, можно значительно снизить расход топлива: до 1,2 л на 100 км при использовании дизельного двигателя и до 0,9 л на 100 км при применении топливных элементов. Так что заправлять автомобили будущего топливом придется в несколько раз реже

Представленная на рисунке схема носит упрощенный характер: на самом деле изобретенный Гулиа супервариатор куда сложнее. Более подробно с устройством этого механизма можно ознакомиться в новом издании книги Гулиа «В поисках "энергетической капсулы"», которое появится к лету 2006 года (издательство ЭНАС). В оригинале базовый планетарный вариатор является многодисковым (с тремя и более рядами дисков), а его дифференциальный механизм выполнен с применением вместо конических зубчатых колес цилиндрических, которые проще, технологичнее и экономичнее. но сути дела это не меняет. На основных режимах работы КПД вариатора составляет 0,97–0,98, понижаясь лишь до 0,87 в режимах, где требуется высокое передаточное число (например, при трогании с места).

Сейчас профессор Гулиа патентует свое изобретение в ведущих странах мира, чтобы не повторилась та несправедливая история с супермаховиком, и ищет будущих партнеров. Если изобретением заинтересуются такие высокотехнологические производители коробок передач, как, например, ZF Friedrichshafen, супервариатору уготовано великое будущее. Но Гулиа не собирается на этом останавливаться. «Если объединить достоинства супервариатора и супермаховика, то можно создать суперавтомобиль», – говорит ученый.



На пути к пределу экономичности

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ
Еще одна схема суперавтомобиля Гулиа

Когда профессор Гулиа начинает рассказывать о проекте «суперавтомобиля», можно подумать, что он писатель-фантаст, а не ученый. Слишком удивительными кажутся его выкладки. «В одном из номеров «Популярной механики» (№7, 2005, с. 16) вы писали про карбоновое нановолокно, – говорит профессор. – Если из такого материала навить супермаховик, то его удельная энергия достигнет 1 Мвт*ч/кг, или в тысячи раз больше, чем у самых перспективных аккумуляторов! Это значит, что на таком накопителе массой в 150 кг легковой автомобиль сможет пройти с одной зарядки свыше 2 миллионов километров – больше, чем способно выдержать шасси. То есть теоретически уже сейчас можно создавать автомобили, которые в течение всего срока службы не требовали бы никакого топлива. Беда в том, что заряжать такие накопители будет не от чего: мощность всех автомобилей в мире в десятки раз больше мощности всех электростанций». Поэтому в качестве альтернативы такой фантастической машине Гулиа предлагает более реальный проект автомобиля: его заправлять топливом все-таки придется, но раза в три реже, чем обычное авто.

Максимальный КПД современного бензинового двигателя всего 25–30%, дизельного выше – около 40%, но беда в том, что реально в городе (даже без учета пробок) двигатель работает с КПД около 7%. Чтобы переводить тепловую энергию топлива в механическую максимально выгодно, надо заставить двигатель работать в оптимальном режиме, близком к максимальной мощности. Если бы автомобиль был оснащен специальным накопителем, с его помощью можно было бы собирать энергию от двигателя, работающего в режиме максимального КПД, а уже из накопителя расходовать ее на движение автомобиля.

«Такая схема позволила бы сократить расход топлива как минимум втрое», – рассказывает Гулиа.
«Нурбей Владимирович, но ведь уже существуют различные гибридные автомобили, которые работают по такой схеме, однако ждать серьезного снижения расхода топлива от них не приходится».
– «Вы правы. но в современных гибридных автомобилях механическую энергию двигателя приходится преобразовывать в электрическую, а затем снова в механическую. Это приводит к слишком большим потерям – энергетическую «пошлину» платить надо. Я же говорю о накопителе механической энергии – супермаховике, работающем в паре с супервариатором».

Опытные образцы подобных автомобилей, оказывается, уже пыталась создать американская компания United technologies, и ей удалось достичь расхода дизельного топлива 3 л на 100 км для автомобиля массой 1500 кг. Но система была достаточно сложна и дорога: в частности, тут были использованы электрогенераторы и полномоментные (без коробки передач) тяговые двигатели, что и не позволило извлечь максимум достоинств из этой схемы. Именно изобретенный супервариатор призван сделать автомобиль куда привлекательнее. При такой схеме работы двигатель периодически автоматически включается и, работая в оптимальном режиме, «дополняет» энергию в накопитель. Кроме того, в этой схеме осуществляется рекуперация энергии на спусках и торможениях, что ведет к фантастической экономии топлива. По данным Гулиа, обычный автомобиль может при этом расходовать всего лишь 1,2 л дизельного топлива на 100 км. но самое любопытное, что это еще не предел экономичности. Если вместо двигателя использовать более экономичные топливные элементы с КПД около 56% (при работе на обычном топливе), то можно достичь еще большей экономичности – до 0,85 л солярки на 100 км! Пожалуй, это реальный ответ повышению цен на автомобильное топливо...

Март 2006




Этапы большого пути

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

1939. Родился в Тбилиси (там же окончил школу и Политехнический институт).
1961. Сделал первое изобретение, затем изобретает вариаторы новых конструкций.
1962. Поступает в аспирантуру в Москве, через 3 года защищает кандидатскую диссертацию, спустя еще 8 лет – докторскую.
1964–1984. Подает заявку на изобретение супермаховика: из-за затянувшейся экспертизы получает патент только через 20 лет.
1978. Начинает работать в Московском государственном индустриальном университете (МГИУ) профессором кафедры «Автомобили и двигатели». по настоящее время – заведующий кафедры «Детали машин».
2003. Подает международную заявку на изобретение супервариатора, по которой в 2005 году началось патентование в России и за рубежом.



Планетарный дисковый вариатор

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

От двигателя вращение подается на входной вал вариатора, на котором жестко закреплены внутренние диски. Они заставляют вращаться конические сателлиты. За счет того, что внешние диски неподвижны, сателлиты участвуют не только в орбитальном движении, вращая водило (выходной вал), но и вращаются вокруг своей оси. Изменение передаточного отношения в механизме обеспечивается за счет радиального перемещения сателлитов на водиле.



http://www.popmech.ru/article/84-supertehnika-ot-supermena/

http://www.perunica.ru/nauka/6126-supertehnika-ot-supermena-supermahovik-i-supervariator-dlya-superavtomobilya.html  





СУПЕРТЕХНИКА ОТ СУПЕРМЕНА: СУПЕРМАХОВИК И СУПЕРВАРИАТОР ДЛЯ СУПЕРАВТОМОБИЛЯ

Категория: Наука и Техника

<
  • 480 комментариев
  • 0 публикаций
1 апреля 2012 07:27 | #1

Сергей0123

0
  • Регистрация: 25.08.2009
 
Боже, если это правда, то хоть бы учёному в живых остаться. Разве нефтяные компании допустят уменьшения продаже нефти и продуктов из нефти. Хотя, я могу и ошибаться, и дай Бог.

<
  • 1 300 комментариев
  • 394 публикации
1 апреля 2012 13:17 | #2

Искатель

0
  • Регистрация: 16.12.2009
 
Супермаховик - не исключает существующие принципы получения энергии, а дополняет их. Просто позволяет более рационально их расходовать. Так что ничего такого, автору изобретения не грозит.

Другое дело, что мало кому нужно это. Существуют отработанные технологии, в которые деньги вложены. Тратится на исследования и доработки - никто не спешит. Не секрет, думаю, что владельцам крупного бизнеса не до таких мелочей, как внедрение инноваций в производство, т.к. устремления совсем другому посвящены, да и временщики они по сути. Так, хапнуть, пока возможность есть, а там трава не расти... Мелкому бизнесу тоже не до этого, в силу его малых объёмов и малозначительности. Ну а среднего, как такового у нас нет. Мелкому не дают до этого уровня просто дорасти, а крупный - его если банкротят, то сразу и основательно. Вот и получается, что никому это в стране не нужно.

Попадалась информация, что американцы выпускают накопители на основе супермаховиков. Для военного спектра применений, вроде как, и с ценой соответствующей. Но с другой стороны, в малой энергетике, подобные устройства могли бы показать себя с лучшей стороны. Ведь химический аккумулятор - устройство не долговечное и заряжаться быстро не любит (остальная часть энергии просто не усваивается). Стоят дорого, а при интенсивном использовании, например, в качестве буферного устройства для ветроэлектростанции (или солнечных батарей) - через год (ориентировочно) из строя выходит. Многие такие аккумуляторы надо обслуживать, в тепле держать, что весьма вредно для здоровья и накладывает свои ограничения.

<
  • 1 320 комментариев
  • 83 публикации
1 апреля 2012 13:56 | #3

Квака

0
  • Регистрация: 23.07.2011
 
О! Даже знаком был. Почему то в биографы умалчивают:
В 1971 Г. переехал на работу в г. Курск, где возглавил кафедру теоретической механики в Курском политехническом институте. За время работы в Курске Г. получил около 40 авторских свидетельств на изобретения, относящиеся к инерционным аккумуляторам механической энергии (маховикам). В Курске в 1972 – 1977 Г. провел весьма трудоемкие испытания городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами.
Из реализованных проектов помню детскую машинку, с маховиком, но которой его сынишка лихо раскатывал на площадке перед политехом, что не могло не привлечь внимание любителей техники со всего города.
Что касается весьма трудоемких испытаний городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами
то это тоже помню. По счастливой случайности это обошлось без жертв. Трудоемко было восстанавливать автобус после этих испытаний.
В "Теоретической механике" есть такая штука "Разрыв маховиков". С этим его кафедра справилась и маховики при раскрутке не разрывало.
Но там упустили еще одно свойство маховиков (гироскопов). Сохранение направления оси вращения в пространстве. Когда автобус выехал с ровной дороги на наклонную,а город у нас холмистый, моховик разнес подшипники опор оси вращения и поехал кататься самостоятельно. Был скандал и Гулиа покинул наш политех, переехав в Москву.
Не подумайте, что пытаюсь его очернить. Это бы талантливый и добрый человек, многих увлекший своими интересными идеями. Многие его ученики стали известными конструкторами и учеными.
А пострадавший автобус до Перестройки стоял на заднем дворе политеха как памятник инженерной мысли, а не неудачному эксперименту.

<
  • 1 300 комментариев
  • 394 публикации
1 апреля 2012 14:57 | #4

Искатель

0
  • Регистрация: 16.12.2009
 
Цитата: Квака
Что касается весьма трудоемких испытаний городских автобусов с маховичными гибридными агрегатами
Этот?
Цитата: Квака
Это бы талантливый и добрый человек
Почему был? Он что, умер?

<
  • 161 комментарий
  • 11 публикаций
1 апреля 2012 15:34 | #5

Артемий

0
  • Регистрация: 20.02.2012
 
Квака,
Да, точно; видел я разрыв маховика на форсированном двигателе, поубивает легко. И последствия разноса промышленного сепаратора тоже видел, цех выглядел как после бомбежки.

--------------------

<
  • 1 300 комментариев
  • 394 публикации
1 апреля 2012 15:44 | #6

Искатель

0
  • Регистрация: 16.12.2009
 
Разрыв монолитного маховика - страшен. Но речь здесь идёт о наматываемых маховиках. В случае обрыва ленты (нити), она начинает разматываться и путём взаимодействия с кожухом (трения) - система тормозится. Дабы минимизировать негативное воздействия сил трения на моховик, сам он помещается в герметичный кожух, с откаченным воздухом изнутри и подвешивается на магнитных подшипниках. Такая штука вращается с минимальными потерями энергии.

<
  • 1 320 комментариев
  • 83 публикации
1 апреля 2012 19:09 | #7

Квака

0
  • Регистрация: 23.07.2011
 
Цитата: Искатель
Этот?

Не.
Вот такой модели.
Цитата: Искатель
Почему был? Он что, умер?

Это не точно выразился. Да и давно ничего про него не слышал.

У автобуса было заднее расположение двигателя.

<
  • 1 300 комментариев
  • 394 публикации
1 апреля 2012 19:44 | #8

Искатель

0
  • Регистрация: 16.12.2009
 
Цитата: Квака
Вот такой модели.
Там картинку первую попавшую запостил. Чтобы автобус только напоминало.

<
  • 1 320 комментариев
  • 83 публикации
1 апреля 2012 19:56 | #9

Квака

0
  • Регистрация: 23.07.2011
 
Искатель,
Это не суть важно. Еще по поводу ленточных и ниточных маховиков. У нам предприятие выпускала гироскопические навигационные системы для авиации. С этим мало соприкасался, но помню, что разговор о таком был. Там возникли технологические проблемы с плотностью намотки, растяжением ленты и как следствие со статической и динамической балансировкой роторов. Но это было давно. Возможно сейчас эти проблемы решены.

<
  • 1 300 комментариев
  • 394 публикации
3 апреля 2012 23:32 | #10

Искатель

0
  • Регистрация: 16.12.2009
 
Цитата: Квака
Там возникли технологические проблемы с плотностью намотки, растяжением ленты и как следствие со статической и динамической балансировкой роторов.
Там особая намотка нужна, чтобы концов не оставалось и разбалансировки не возникало. На частоте 20 тыщ оборотов в сек, даже конец такой нити, к серьёзным вибрациям приводит (со всеми вытекающими). В намотке и заключается одно из ноу-хау Гулия. Об этом в книге его сказано. Намотка из нити перспективнее, нежели из ленты. Здесь материалы на основе кеврала своё слово веское говорят. Такая нить выдерживает большие нагрузки на разрыв и как следствие позволяет разгонять маховик до бОльших оборотов. Что сулит прибавку в виде накапливаемой энергии.

Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Коды нашей кнопки

Просто скопируйте код выше и вставьте в свою страничку

Перуница. Русский языческий сайт

Пример баннера