Opposed reciprocating compressor with linear electric motors built into the crossheads, kinematic synchronization, without conversion of rotary motion into reciprocating motion / 直线电动机嵌入十字头并采用运动学同步的对置式活塞压缩机 / Оппозитный поршневой компрессор с линейны

[EN] Two variants of the same basic machine are compared with identical cylinders, operating pressures, gas composition, stroke, cycle frequency and gas cooling conditions. The first has a rotary crankshaft drive; the second has linear motors acting on the crossheads; the common shaft is retained for kinematic coupling. Relations are obtained for the cycle of two chambers, gas and inertia forces, axial and lateral connecting rod loads, mechanical and electrical losses, thermal condition, supports and the overall energy balance. Conditions for unloading and an energy advantage are derived without assuming a predetermined gain. The numerical example using Atlas Copco Crepelle DX1 parameters shows unloading of the mechanism (axial connecting rod force reduced by 48.1%, crankpin force by 79.2%, crank support reaction by 72.2%), the dependence of the required thrust on the moving mass, and the conditions for energy feasibility.Keywords: opposed compressor, linear electric motor, crosshead, connecting rod, synchronization, thermodynamics, support loads, energy balance. [CN] 比较同一基础机器的两个方案,并保持气缸、工作压力、气体组成、行程、循环频率及气体冷却条件相同。第一方案由旋转驱动装置驱动曲轴;第二方案由作用于十字头的直线电动机驱动,公共曲轴保留用于运动学连接。本文给出了双腔循环、气体力和惯性力、连杆轴向与侧向载荷、机械和电气损失、热状态、支承及整体能量平衡的关系式。在不预先假定存在收益的前提下,推导减载条件和能源优势条件。数值算例展示机构减载、所需推力对运动质量的依赖关系以及能源可行性的条件。关键词:对置式压缩机;直线电动机;十字头;连杆;同步;热力学;支承载荷;能量平衡。 [RU] Сопоставляются два варианта одной базовой машины при одинаковых цилиндрах, давлениях, составе газа, ходе, частоте цикла и условиях охлаждения: традиционный вращающийся привод коленчатого вала и предлагаемый привод от линейных электродвигателей, встроенных в крейцкопфы, с сохранением общего вала для кинематической синхронизации. Получены соотношения для цикла двух полостей, газовых и инерционных сил, осевых и боковых нагрузок шатуна, механических и электрических потерь, теплового режима, опор и общего энергетического баланса. На численном примере пары с параметрами Atlas Copco Crepelle DX1 показана разгрузка механизма (снижение осевого усилия шатуна на 48,1%, силы в кривошипном пальце на 79,2%, реакции опоры на 72,2%), зависимость требуемой тяги от движущейся массы и условия энергетической целесообразности.Ключевые слова: оппозитный компрессор, линейный электродвигатель, крейцкопф, шатун, синхронизация, термодинамика, нагрузки опор, энергетический баланс. Леван Артилаква — официальный сайт / Levan Artilakva — official website: https://artilakva.com/