Разработка термогенератора, который будет использовать тепло двигателя для зарядки автомобильного аккумулятора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
ВВЕДЕНИЕ
термоэлектрический генератор автомобиль топливо
Актуальность исследования. Современный мир невозможно представить себе без автомобилей. Если только 80 лет назад они были чем-то фантастическим, то сейчас это уже необходимый агрегат для каждого человека с нормальным достатком. Неудивительно, что на данный момент есть много вопросов по конструкции автомобиля, требующие решения. Одной из важных проблем современных авто есть подзарядка автомобильного аккумулятора. На данный момент основным способом подзарядки является использование ременной передачи от коленчатого вала двигателя к валу индукционного электрогенератора, который заряжает аккумулятор и питает электрические приборы автомобиля. Такая конструкция далека от совершенства. Во-первых, при такой передаче теряется значительное количество энергии, во-вторых, с ремнем и собственно самим генератором часто возникают проблемы, из-за чего они требуют замены.
Таким образом, возникает проблема создания нового типа автомобильных генераторов, не имеющих перечисленных недостатков.
Объектом исследования является изучение работы термогенераторов, которые смогут стать заменой индукционных автомобильных генераторов.
Предметом исследований является разработка нового автомобильного генератора работающего за счет тепла, выделяемого двигателем авто.
Рабочая гипотеза исследования: можно создать новый автомобильный термогенератор, который будет подходить для всех конструкций двигателей и сможет полностью заменить старые модели автомобильных генераторов.
Цель исследования: разработать термогенератор, что будет использовать тепло двигателя для зарядки автомобильного аккумулятора.
Чтобы достичь этой цели необходимо решить следующие задачи:
. Проанализировать принцип работы и возможности современных термогенераторов.
. Установить физические процессы, которые можно использовать для создания автомобильного термогенератора.
. Разработать эффективный автомобильный термоелектрогенератор.
В процессе работы были использованы следующие методы исследования:
теоретический анализ исследуемой проблемы;
теоретический анализ физических процессов для создания такого термогенератор;
физико-технический эксперимент, который позволит подтвердить эффективность использования такого генератора.
Научная новизна проведенного научного исследования состоит в следующем:
Впервые предложен универсальный термогенератор, который можно использовать для любых конструкций автомобильных двигателей, и сможет полностью заменить индукционные электрические генераторы автомобилей.
Практическая значимость полученных результатов - это создание термоэлектрического генератора, который упрощает обслуживания автомобиля и уменьшает расход топлива.
1. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ЗАРЯДКИ АВТОМОБИЛЬНЫХ ГЕНЕРАТОРОВ.
.1 Строение индукционного генератора автомобиля
На данный момент основным способом подзарядки автомобильного аккумулятора, есть генератор, который на основе явления электромагнитной индукции превращает механическую энергию движения коленчатого вала в электроэнергию. Он имеет следующее строение (рис. 1.1)
Рис. 1.1
. Шкив - предназначен для передачи механической энергии от двигателя к валу генератора с помощью ремня.
. Корпус генератора - состоит из двух крышек: передней (со стороны шкива) и задней (со стороны контактных колец), предназначенные для крепления статора, установка генератора на двигателе и размещения подшипников (опор) ротора. На задней крышке размещены диодный мост (выпрямитель электрического тока), щеточным узел, регулятор напряжения и внешние выводы для подключения к системе электрооборудования.
. Ротор - стальной вал с размещенным на нем двумя стальными втулками кпювоподибной формы. Между ними находится обмотка возбуждения, выводы которой соединены с контактными кольцами. Генераторы оборудованы преимущественно цилиндрическими медными контактными кольцами.
. Статор - пакет, набранный из стальных листов, что имеет форму трубы. В его пазах размещена трехфазная обмотка, в которой производится ЭДС генератора, то есть в автомобильных генераторах роль якоря играет статор.
. Диодный мост - объединяет шесть мощных диодов установленных по три в положительном и отрицательном направлении, предназначен для выпрямления переменного тока.
. Регулятор напряжения - устройство, поддерживающее напряжение электрической системы автомобиля в заданных рамках при изменении электрической нагрузки, частоты вращения ротора генератора и температуры окружающей среды.
. Щеточный узел - пластмассовая конструкция, в которой установлены подпружиненные щетки, контактирующие с кольцами ротора;
. Крышка диодного модуля - защищает генератор от повреждений.
1.2 Принцип действия индукционного генератора автомобиля
Автомобильный индукционный генератор работает по следующему принципу. При работе двигателя автомобиля, механическое движение коленчатого вала передается ротору генератора с помощью клинового ремня. В этот момент на кольца индуктора генератора с помощью щеток подается напряжение. В индукторе возникает ток, создающий магнитное поле. Так как индуктор является ротором, т.е. вращается, то создаваемое им магнитное поле будет переменным. Это переменное магнитное поле пронизывает обмотку статора и порождает в ней пе?/p>