Elektrische Kraftfahrzeugturbine

Der effektivste Weg, um die Motorleistung eines Autos zu erhöhen, ist eine Turbine. Es weist jedoch eine Reihe von erheblichen Nachteilen auf, wie z. B.: Das Vorhandensein eines Turbolochs, ein optimaler Betrieb in einem kleinen Motordrehzahlbereich, geringe Ressourcen und die Schwierigkeit, es in einen dafür nicht vorbereiteten Motor einzubauen.

Viele dieser Probleme können durch eine elektrische Turbine gelöst werden. Mit einer elektrischen Turbine kann jederzeit der erforderliche Ladedruck erzeugt werden und Sie können langsamer fahren, ohne befürchten zu müssen, dass der Druck abfällt. In der elektrischen Turbine wird kein heißer Teil auf tausend Grad erwärmt. Dies wirkt sich positiv auf die Ressource, den Preis und die einfache Installation aus.

Dieser Artikel widmet sich unserer Entwicklung in diese Richtung.



Entwicklungs- und Designmerkmale

Derzeit können Sie in China viele elektrische Turbinen kaufen, die direkt am Eingang vor dem Luftfilter platziert sind. Sie sind jedoch zu 100% nutzlos. Um den notwendigen Druck und ein großes Volumen an zugeführter Luft zu gewährleisten, sollte die Leistung des Elektromotors ca. 4 kW betragen. Chinesische Turbinen haben eine Leistung von mehreren hundert Watt.

Für diese Aufgabe haben wir speziell einen bürstenlosen Elektromotor entwickelt, der eine Leistung von bis zu 5 kW liefert und eine Turbine mit bis zu 50000 U / min drehen kann. Der Motor wurde speziell so konstruiert, dass er bei voller Leistung seinen maximalen Wirkungsgrad von 93% erreicht und dann 350 W Wärme erzeugt, was sehr realistisch zu entfernen ist. Theoretisch kann unser Motor konstant den vollen Schub erzeugen. Weitere Details zu den Eigenschaften unseres Motors finden Sie hier .





Um diesen Motor anzutreiben, haben wir uns für zwei Autobatterien entschieden. Dies vereinfacht den Betriebsprozess und die Installationskosten erheblich. Eine Batterie wird standardmäßig verwendet, die zweite ist in Reihe geschaltet. Um die zweite Batterie wieder aufzuladen, wird sie über hochpräzise Relaisschütze wieder mit der ersten verbunden. Lithiumbatterien würden eine Größenordnung teurer kosten, während sie eine spezielle Aufladung und einen sehr sorgfältigen Betrieb unter Einhaltung der richtigen Temperaturbedingungen erfordern würden.

Diese Lösung hat jedoch ein Minus. Um den Motor mit voller Leistung anzutreiben, wird ein Strom von ca. 250 A benötigt. Bleibatterien können diesen erzeugen, jedoch nicht lange (10-30 Sekunden). Dann brauchen die Batterien ein wenig "Ruhe". Es scheint uns jedoch völlig ausreichend zu sein, selten benötigt der Motor über einen längeren Zeitraum die volle Leistung.

Wir haben diese Turbine als Turbine selbst verwendet (ihre Eigenschaften sind auch hier verfügbar).

Wir haben alles Überflüssige entfernt und unter der Motorhalterung verschwendet. Alle Lager befinden sich direkt im Motor und das Laufrad wird auf seine Welle gesetzt, wodurch die Motorwelle und das Laufrad automatisch ausgerichtet werden. Da sich die Turbine mit sehr hohen Drehzahlen dreht, haben wir in Italien hergestellte SKF-Hochgeschwindigkeitslager im Motor aufgenommen.


Damit der bürstenlose Motor funktioniert, benötigen Sie eine Steuerung, und für einen so hohen Strom ist er ziemlich teuer. Wir haben jedoch speziell Ströme und Spannungen ausgewählt, damit der leistungsstärkste billige Regler mit Kosten von 1.500 r für diese Aufgabe geeignet ist. Dieser Controller ist kurz vor der vollen Leistung und muss für eine sehr gute Kühlung sorgen. Leistungsstärkere Controller sind bereits teurer als 10000r.

Ergebnis



Messungen unseres Motors für eine Leistung von bis zu 1000 W zeigten, dass die Eigenschaften unseres Motors (Verbrauch, Drehzahl, Kv) ziemlich nahe an denen liegen, die während der Simulation berechnet wurden. Ein großes Volumen an Stator und Kupferdraht war in der Lage, einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Erwärmung bereitzustellen. Bei richtiger Leistung beschleunigt die Turbine mit ihr auf die gewünschte Drehzahl. Leider konnten wir noch keine vollständigen Tests mit voller Leistung durchführen. Bei Stromversorgung mit zwei Batterien, 2 Sekunden nach Erreichen der vollen Geschwindigkeit, brannte der Controller aufgrund mangelnder Kühlung durch. Wir haben eine neue Steuerung bestellt und planen, sie in einen Tank mit Transformatoröl zu füllen, um die beste Kühlung zu gewährleisten.


Fazit

Infolgedessen ist es uns gelungen, eine funktionierende elektrische Turbine zu entwickeln, die kostengünstig und recht einfach zu installieren ist. Weiter wird schon an einem echten Auto getestet.

Die ungefähren Kosten der erforderlichen Komponenten:

• Motor -17000r
• Turbine -20000r
• Batterie -3000r
• 4 Relais -3000r
• Zusätzliche Elektronik, Rohre, Luftkanäle -5000r

Die Gesamtkosten des Turbinenkits liegen im Bereich von 50000r.

PS
Der Autor dieser Idee ist Frimen3 (frimen3@gmail.com). Er hat lange an diesem Problem gearbeitet geektimes.ru/post/252076 und er hat uns gerade befohlen, einen Motor für diese Aufgabe zu entwickeln.