Hydristor - Hydristor

Hydristor

Hydristor je spojení slov „hydraulický“ a „tranzistor“. Zařízení vynalezl Tom Kasmer[1] v roce 1996[2] a je založen na dvojitě tlakově vyváženém hydraulickém systému lopatkové čerpadlo vynalezl Harry F. Vickers v roce 1925.

Detaily lopatkové pumpy

The Vickers konstrukce zahrnovala eliptickou komoru, která omezovala radiální pohyb lopatek uložených ve štěrbinách rotoru. Jak se rotor a lopatky otáčejí, je každá lopatka nejprve tlačena radiálně dovnitř a poté maximální radiální prodloužení, což se děje dvakrát za otáčku. Posunutí pevného zařízení se vypočítá stanovením rozdílu v prodloužení lopatky mezi minimem a maximem, vynásobeným osovou délkou lopatek a rotoru. To se znásobuje na oblast vystavenou hydraulickému tlaku v zařízení, ať už se používá jako motor nebo čerpadlo. Poté průměr minimálního a maximálního prodloužení stanoví „poloměr pohybu“ pro ekvivalentní tlakovou / silovou oblast pod tlakem. každé lopatky, která prochází jednou ze 4 axiálních těsnicích oblastí. Co se stane, je, že tato ekvivalentní plošná ploška prochází obvodem nebo ekvivalentní lineární vzdáleností vyplývající z otáčení „poloměru pohybu“ jednou úplnou otáčkou o 360 stupňů.

Eliptická komora je průmyslem nazývána „vačkovým prstencem“. Jak se lopatka pohybuje do, řekněme, maximálního vysunutí a poté se otáčí do oblasti minimálního vysunutí vačkového kroužku, prochází postupným přechodem z maxima na minimum následovaným postupným přechodem zpět na maximum a to se děje dvakrát za otáčku. Aby se zabránilo tomu, aby olej pod tlakem obcházel lopatky, jsou vytvořeny 4 těsnicí oblasti pomocí 4 ledvinovitých portů umístěných v přechodových oblastech mezi minimem a maximem. Prostory mezi ledvinovými otvory se nazývají těsnící oblasti a tento systém otvorů je umístěn na jednom nebo obou axiálních koncích rotoru a lopatek. Konfigurace otvorů a těsnících oblastí je taková, že prostor mezi dvěma sousedními lopatkami je o něco menší než pokrytí těsnící oblasti. Jinými slovy, když se lopatky otáčejí těsnicí oblastí, jsou pro malou část otáčení obě sousední lopatky uvnitř těsnicí oblasti. Jak rotace pokračuje, první lopatka v řadě opouští těsnící oblast, ale teprve poté je další lopatka za sebou pevně v těsnící oblasti.

Účinkem je zabránit výměně oleje z jakýchkoli dvou sousedních komor umístěných na obou stranách dané těsnicí oblasti a olej může být zaměňován pouze skutečným otáčením rotoru a lopatek. Toto je čerpací mechanismus pro historické lopatkové čerpadlo nebo motor. Termín „vyrovnaný tlak“ pochází ze skutečnosti, že tlak v kterékoli komoře je vyrovnán stejným tlakem v diametrálně protilehlé komoře a hydraulický radiální boční tah vypočítaný „oblastí bočního pohledu“ a obě síly jsou opačné a ruší se; odtud název „vyrovnaný tlak“.

Hydristorové detaily

Hydristor

Existuje několik problémů s historický design. Špičky lopatek se radiálně dotýkají eliptického povrchu vačkového kroužku a při otáčení rotoru a lopatek způsobují značné tření. Toto tření je závislé jak na tlaku, tak na rychlosti na druhou RPM -středěné dostředivé síly. Rychlost je omezena na přibližně 6–7 000 ot / min a tlak je omezen na přibližně 2 500 PSI. Dalším problémem souvisejícím s tlakem je to, že tlakové síly do axiálního rotoru na stacionární vůli koncové desky ledvin a zapírají konce zařízení, čímž se zvyšuje únik tekutiny označovaný jakoobjemová účinnost '. Typicky, lamelová čerpadla a motory mají dva externí porty, ale ve skutečnosti existují dvě oddělené sady komor, které tvoří dvě samostatná čerpadla a motory. Interní potrubí je připojeno k y a vytváří pouze dva externí porty.

Pro Hydristor. 'soustředné vnoření nekonečných kovových pásů' nahrazuje pevný eliptický vačkový kroužek. Všechny špičky lopatky se dotýkají vnitřního povrchu pásu. Historické tření špiček lopatek nyní způsobuje, že se sada řemenů otáčí přibližně stejnou rychlostí jako rotor a lopatky, ale dochází k velmi mírnému „chození“ za kontaktní plochou lopatky a dochází k velmi mírnému skluzu rychlosti, což má za následek vnitřní opotřebení řemene je rozprostřeno, což má za následek mnohem delší životnost řemenu. Sada pásů nyní také omezuje tlakové a rychlostní kvadratické síly jako tlaková nádoba a potenciální provozní rychlost je mnohem vyšší. Výsledkem toho všeho je zvýšení provozního tlaku i provozní rychlosti, což představuje 10násobné zvýšení hustoty hydraulického obalu a podobné snížení hmotnosti na jednotku výkonu.

Související patenty

K dispozici jsou 4 USA a mezinárodní patenty na tomto zařízení:

  • US6022201 - Hydraulické lamelové čerpadlo s řízením pružného pásu - naplněno 14. května 1997[2]
  • US6527525 - Hydristorové ovládací prostředky - vyplněno 8. února 2001[3]
  • US6612117 - Hydristorové tepelné čerpadlo - naplněno 20. února 2002[4]
  • US7484944 - Těsnění rotačního lopatkového čerpadla - naplněno 11. srpna 2004[5]

Účinnost hydristoru

Pevné vztahy eliptického vačkového kroužku jsou nahrazeny 4 zakřivenými pohyblivými plochami (v baňkách) písty nachází se ve 4 těsnících oblastech, na 12,3,6 a 9 hodinách jako ciferník hodin. Zakřivení každého pístu se pohybuje nahydrodynamický ložisko oleje „podobné pneumatikám pro hydroplánování na mokru, což prakticky vylučuje kontakt a tření kov na kov. První Hydristor dosáhl téměř 95% účinnost celkově a současné designy jsou v rozsahu 97 +%. Pokud jsou 4 písty umístěny ve stejné vzdálenosti od středu otáčení, žádný z ledvinových kanálů nevytváří ani nepřijímá žádný olej. Tomu se říká neutrální. Pro otáčení ve směru hodinových ručiček se pohybují 3 a 9 písty směrem dovnitř a 6 a 12 se pohybují směrem ven, přičemž všechny se pohybují ve stejné míře, potom se vytvoří posunutí zařízení v poměru k pohybu pístu. Pokud byly písty 6 a 12 posunuty dovnitř a 3 a 9 se pohybovaly rovnoměrně ven, pak veškerý olej teče opačně. Protože polohy pístu jsou nekonečně variabilní, lze vytvořit jakýkoli možný posun mezi nulovým a + nebo - maximálním posunem. Pokud jsou dvě takové jednotky Hydristor zabaleny tváří v tvář a mezi nimi je 4portová ledvinová deska, an nekonečně variabilní přenos je vytvořen. Tato převodovka může zvolit libovolný poměr v dopředném i zpětném směru bez nutnosti použití jakýchkoli převodových stupňů.

Hodnota hydristoru

Článek z roku 2006 pro COE NewsNet[6] pojednává o několika detailech souvisejících s konstrukcí a testem Hydristoru. V tomto článku poskytuje příloha několik zastřešujících konceptů, které jsou důležité pro hodnocení Hydristoru a souvisejících technologií. Jako nekonečně variabilní přenos, Hydristor by mohl pomoci rozšířit dlouhověkost auta stejným způsobem může jakýkoli jiný plynule měnitelný převod - snížením otáček motoru na nezbytné minimum. Například nedávná Honda Civic IVT potřebuje k jízdě po dálnici pouze 1400 ot / min.

Příklad použití

Protože je Hydristor snadněji zabalen jako tenké zařízení s velkým průměrem, je snadné vytvořit měnič točivého momentu tvar, který se správnými adaptéry se vejde do jakéhokoli stávajícího vozidla. Lze tedy vyrobit několik „standardních“ hydristorů, které s adaptéry zapadnou do všeho, což tuto technologii zcela dovybaví celým dálničním vozovým parkem. Jelikož jsou nyní otáčky motoru variabilně odděleny od otáček kol, může motor běžet vždy v nejefektivnějším bodě. Díky velmi rychlé době odezvy Hydristoru umožňuje změna poptávky motoru rychle zasáhnout požadované místo bez přerušení toku energie.

Rekuperační brzdění a hybridní vozidla

Převodník točivého momentu Hydristor může také dosáhnout celkem hydraulické brzdění a zásobárna energie. Jakmile se dosáhne cestovní rychlosti u předních a zadních Hydristorů při určitých vhodných relativních posunech, dosáhne se hydraulického brzdění tím, že se nejprve současně sníží přední i zadní na nulový posun a poté se přední Hydristor ponechá na nule (čímž se hydro mechanicky odpojí motor hydraulický obvod měniče točivého momentu a konečně začíná zvyšovat zadní posun jako funkce brzdění, přičemž brzdný tlak a průtok jsou směrovány do tlakové nádrže hydraulického akumulátoru. Byla stanovena rychlost klesajícího vozidla (kinetická energie), rostoucí tlak v nádrži a požadovaná rychlost zpomalení Řidičem jsou všechny proměnné, které lze snadno spravovat systémem Hydristor. Uložená brzdná energie může být poté znovu použita pro následné opětovné zrychlení. Díky možnosti hydraulického ukládání může zrychlení při rychlostech na dálnici vést k protáčení kol.

Instalace měniče točivého momentu Hydristor do typického automobilu nebo kamionu [7] již na dálnicích vytvoří hybridní vozidlo který překoná aktuální úrodu hybridy[Citace je zapotřebí ], což k této technologii přidává další alternativy. Jednou z výhod tohoto přístupu je, že stávající flotilu lze překonfigurovat, čímž dojde k úsporám peněžních a přírodních zdrojů[Citace je zapotřebí ].

Kritika

Neexistují žádné nezávislé testy k ověření těchto požadavků na Hydristor a problémy s nadměrným opotřebením dílů je ještě třeba překonat, což znemožňuje praktické aplikace tohoto zařízení.

Smrt vynálezce

Thomas E. Kasmer zemřel 27. října 2011 na infarkt.[8] Web Hydristor byl ukončen s účinností od 31. prosince 2012 osobou, která jej pro bono hostovala.

Viz také

Reference

  1. ^ Tom Kasmer a "Hydristor" Archivováno 2006-08-18 na Wayback Machine
  2. ^ A b Americký patent 6022201
  3. ^ US patent 6 527 525
  4. ^ US patent 6 612 117
  5. ^ US patent 7 484 944
  6. ^ Moje zkušenost s CATIA V4 Archivováno 04.01.2007 na Wayback Machine
  7. ^ Business Week 18. září 2006 Archivováno 10. listopadu 2006 v Wayback Machine
  8. ^ Thomas E. Kasmer Obituary - Binghamton Press & Sun-Bulletin

externí odkazy