Проект модуль-двигателей серии МДК21 Энергосберегающие многотопливные двигатели внутреннего сгорания универсального применения Исследовательский центр. - презентация

1 Проект модуль-двигателей серии МДК21 Энергосберегающие многотопливные двигатели внутреннего сгорания универсального применения Исследовательский центр силовых и энергетических установок

2 ИЦСЭУ …от автора… Профессиональный разработчик силовых и энергетических установок Автор многих изобретений и уникальных разработок Первооткрыватель существования априорного критерия истинности и априорных методов исследований Курочкин Андрей Геннадьевич

3 ИЦСЭУ …как ответ на вызовы, которые тревожат всех! Зависимость каждого от монополии поставщиков топлива, тепла и электричества Зависимость цивилизации от ископаемых топлив Загрязнение окружающей среды Стоимость энергоресурсов Их дефицит

4 ИЦСЭУ Периоды мировой энергетики Ископаемый период энергетики – это исторический промежуток времени, который характеризуется доминированием (более 90%), в качестве первичных источников, в мировом энергетическом балансе углеводородных ископаемых топлив Переходный период энергетики – это исторический промежуток времени, который характеризуется тенденцией увеличения в мировом энергетическом балансе возобновляемых источников энергии и биотопливоо с заметного уровня 10% до преобладающего уровня 50% Пост ископаемый период энергетики – это исторический промежуток времени, который характеризуется доминированием (более 50%), в качестве первичных источников, в мировом энергетическом балансе возобновляемых источников энергии и биотопливоо Человечество вплотную подошло к началу переходного периода Для переходного и пост ископаемого периодов требуются двигатели обладающие свойством «всеядности»

5 ИЦСЭУ Серия модуль-двигателей МДК21 Модуль-двигатели серии МДК21 – это сверхкомпактные двигатели внутреннего сгорания универсального применения, обладающие качествами топливной всеядности и повышенной экономичности

6 ИЦСЭУ Модуль-двигатель – это ДВС, отвечающий критериям: внутренней интеграции элементов и систем ДВС в единый модуль сверх компактности наличия наружной защитной оболочки простоты формы внешнего вида (преимущественно цилиндрическая) полной уравновешенности кинематического механизма отсутствия навесных агрегатов отсутствия маховика

7 ИЦСЭУ Масса двигателей серии МДК21

8 ИЦСЭУ Удельная масса двигателей серии МДК21

9 ИЦСЭУ Эффективный КПД

10 ИЦСЭУ Удельный расход топлива

11 ИЦСЭУ Представитель серии МДК21 Рабочий объем 1,93 л Диаметр цилиндра 62 мм Габаритные размеры 458x480 мм Масса 130 кг Мощность в КЦ200 к Вт Мощность в ПЦ130 к Вт КПД в КЦ59 % КПД в ПЦ39 % Уд. расход топлива КЦ145,3 г к Вт*ч Уд. расход топлива КЦ220 г к Вт*ч Уд. масса в КЦ0,65 кг/к Вт Уд. масса в ПЦ1 кг/к Вт МДК21-1,9

12 ИЦСЭУ Конструкция двигателей серии МДК21 1-корпус; 2-фланец; 3-выходной вал; 4-стартер-генератор; 5-отверстие для рым-болта; 6-воздухозаборник; 7-камера сгорания; 8-кожух воздухозаборника; 9-выхлопное окно; 10-штуцер подвода масла; 11-пусковой факельный воспламенитель; 12-свеча зажигания; 13-форсунка тяжелых топлив; 14-форсунка легких топлив; 15-форсунка газовых топлив; 16- форсунка для впрыска воды; 17-штуцер отбора воздуха

13 ИЦСЭУ Принципиальная схема модуль- двигателей серии МДК21 1-подвод воздуха; 2-поршневой компрессор; 3-буферный объем; 4-камера сгорания; 5-топливные форсунки; 6- пусковая свеча зажигания; 7-форсунка для впрыска воды; 8-поршневая турбина; 9-выхлоп продуктов сгорания; 10-вал отбора мощности

14 ИЦСЭУ Два цикла в одной машине Повышение КПД Повышение мощности Снижение теплонапряженности Повышение ресурса Снижение эмиссии токсичных веществ Снижение выбросов СО 2 Повышение мощности турбонаддува Снижение себестоимости изготовления и цены продаж 0-1 сжатие; 1-2 подвод тепла; 2-3 подвод массы; (2-6-7) расширение; выхлоп; отвод тепла и массы простой цикл комбинированный цикл

15 ИЦСЭУ Потребительские качества Сверхэкономичность Эффективный КПД до 65% Сверхкомпактность 1 к Вт эквивалентен 0,4 литра габаритного объема Сверхэкологичность Подавление и рециклирование токсичных веществ до нулевого уровня Топливная всеядность Работает на всех видах жидких и газообразных топлив Гибридная схема Встроенный бесконтактный 12 к Вт стартер-генератор Сверхнизкие выбросы СО 2 В автомобильном применении 60…80 г СО 2 на 1 км пути

16 ИЦСЭУ Двигатели серии МДК21 способны одинаково эффективно работать на следующих видах топлива Тяжелое жидкое топливо сырая нефть, мазут, смазочные масла, био масла, отработки масел для утилизации, синтетические топлива и т.д. Легкое жидкое топливо бензин, керосин, дизельное топливо, спирты, топливо из биоотходов, синтетические топлива и т.д. Газообразное топливо природный и попутный газ, биогаз, пиролизный газ, горючие газы (Н2,СО) и т.д. Пассивное топливо (участвует в цикле для повышения КПД) Вода и незамерзающие водные растворы (при обязательном сгорании активных топлив)

17 ИЦСЭУ Реализация топливной всеядности 1-форсунка тяжелых топлив; 2-форсунка легких топлив; 3-форсунка газовых топлив; 4-форсунка для впрыска воды; 5-пусковой факельный воспламенитель; 6-отбор воздуха из камеры сгорания Камера сгорания само- адаптируется к процессу: по скорости горения и времени полного выгорания по форме фронта горения по мощности дежурного факела по подводу воздуха Для каждой группы топлив: предусмотрена собственная форсунка для впрыска применяется индивидуальная технология подготовки и сжигания

18 ИЦСЭУ Схема процесса сгорания топлива 1-форсунка тяжелых топлив; 2-форсунка легких топлив; 3-форсунка газовых топлив; 4-пусковой факельный воспламенитель; 5-форсунка для впрыска воды; 6-отбор продуктов сгорания; 7-подвод воздуха

19 ИЦСЭУ Применение двигателей серии МДК21 МДК21 + безопорный турбогенератор 5-го поколения = мотор генератор Мотоциклы Автомобили Легкая авиация Катера и яхты Гибридные автомобили Теплоэлектростанции для персональных энергосетей Гибридные авто- бусы и грузовики Передвижные электростанции

20 ИЦСЭУ Реализация универсальности применения Обеспечение универсальности применения изделий без потери потребительских качеств возможно за счет методов МАМИМ Конструкция изделия с требуемыми потребительскими свойствами определяется по «методу глобального оптимума конструкции» Универсальность применения обеспечивается унификацией по «методу максимумов качества»

21 ИЦСЭУ Новые конструктивные решения и организация процессов Роторный привод поршней Многозонная камера сгорания для изменения технологии сжигания различных топлив Встроенный бесконтактный 12 к Вт стартер-генератор с электромагнитным возбуждением Непрерывный процесс сгорания при постоянном объеме Реализация параллельно циклу ДВС цикла паровой машины в одной конструкции Организация системы охлаждения по аналогии с газотурбинными двигателями

22 ИЦСЭУ Технология изготовления Название группы Аналог технологии Стартер-генераторная группа Электротехническое машиностроение Моторная группа Автомобильное двигателестроение Камера сгорания Авиационное двигателестроение Для облегчения доводочных работ, ремонта и сервисного обслуживания конструкция модуль-двигателей серии МДК21 разделена на 3 группы с различной технологией изготовления За счет снижения металлоемкости и количества деталей себестоимость изготовления модуль-двигателей ниже, чем у автомобильных двигателей равной мощности

23 ИЦСЭУ Общая информация о серии МДК21 Модуль-двигатели серии МДК21 относятся к изделиям 5-го поколения по антропоцентрической классификации Их разработка являются продолжением на более высоком уровне программы создания модуль-двигателя, стартовавшей в 1992 году в г. Рыбинске и известной по модели МД15-70 Серия МДК21 с самого начала разрабатывается по методологии априорного математического моделирования (МАМИМ)

24 ИЦСЭУ Фундамент проекта серии МДК21 Уровень товарной продукции Уровень базовых компонентов Инструментальный уровень Концептуальный уровень Методологический уровень Основа совершенства изделий 5-го поколения

25 Методологический уровень Методология априорного математического имитационного моделирования (МАМИМ) МАМИМ = Научный метод + Априорных методов Для проектирования изделий за гранью существующих знаний ИЦСЭУ

26 Концептуальный уровень Проект создания двигателей серии МДК21 учитывает концепции: создания гибридных силовых установок создания авиационных электросиловых установок унификации изделий по максимумам качества антропоцентрической классификации изделий пост ископаемой энергетики энергоисточников для персональных энергосетей ИЦСЭУ

27 Инструментальный уровень Программные комплексы, реализующие МАМИМ: AkuMask AkuElectro AkuEngine ИЦСЭУ

28 Уровень базовых компонентов Прототипы сверх компактных компонентов: двигателя внутреннего сгорания поли сетевого бесконтактного генератора электроагрегата гидронасоса вспомогательного электропривода тягового электропривода ИЦСЭУ

29 Модуль-двигатели МД15-70 и МД17-85 МаркаМД15-70МД17-85 Мощность, к Вт 5162 Уд. расход топлива г/(к Вт ч) 240 Масса, кг 15,515 Габаритные размеры,мм 194 X x350

30 ИЦСЭУ Встроенный стартер-генератор Конструкция, технология и методы проектирования встроенного стартер- генератора и управляющего им электронного блока отработаны в рамках программы создания сверх компактных электроприводов для гибридных автомобилей Прототипы стартер- генератора: тяговый электродвигатель 414Е НИЛД и тяговый мехатронный модуль 414М НИЛД Мощность в режиме генератора 12 к Вт Мощность в режиме двигателя 12 к Вт Мощность в режиме стартера 2,7 к Вт Масса 27 кг Напряжение 42 В Ток максимальный 300 А Вид тока постоянный

31 ИЦСЭУ Тяговый электродвигатель 414Е НИЛД Бесконтактный тяговый электродвигатель изд. 414Е НИЛД Мощность 120 к Вт КПД 92 % Крутящий момент 280 Н м Масса 35 кг Габаритные размеры 280 х 229 мм Напряжение питания 300 В Третьего поколения

32 ИЦСЭУ Мехатронный модуль 414М НИЛД Тяговый мехатронный модуль изд. 414М НИЛД Мощность 120 к Вт КПД 92 % Крутящий момент 280 Н м Масса 39 кг Габаритные размеры 280 х 280 мм Напряжение питания 300 В Четвертого поколения

33 Патентование Средства МАМИМ существенно облегчают исследовательскую и изобретательскую деятельность Уровень и объем изобретений при разработке даже одного изделия достигает уровня, когда целесообразно выборочное патентование ИЦСЭУ

34 Патенты на электрические машины

35 ИЦСЭУ Патенты на модуль-двигатель Патент РФ «Роторная машина Курочкина» Патент РФ «Роторная машина» Патент РФ «Роторная машина» Патент РФ «Роторный двигатель Курочкина»