Изобретатели, профессора и доктора наук присылают нам свои материалы для их публикации в разделах Хакнем.
Первую часть рубрики изобретений вы можете прочитать здесь
В первой публикации на тему экономии моторного топлива и повышения экологических свойств двигателей внутреннего сгорания были рассмотрены два главных направления поисков решения означенной проблемы. Разумеется, что список путей поиска этим не ограничивается.
Существуют и другие, может быть, не столь эффективные. Но тем не менее ими не следует пренебрегать — собранные воедино маленькие улучшения могут дать существенный эффект.
Здесь не лишним будет более внимательно рассмотреть все обстоятельства, сопровождающие весь процесс работы двигателя от впуска топливо-воздушной смеси в рабочее пространство до выпуска отработавших газов в атмосферу. Сложно не заметить, что газовый поток движется неравномерно и сопровождается скачками скорости от полной неподвижности при закрытых клапанах до некоего максимального значения при открытых, что самым непосредственным образом влияет на выходные данные. Попробуйте хотя бы десять раз в минуту пробежать в режиме от полной неподвижности с разгоном до предела ваших возможностей и последующей полной неподвижностью. А ведь именно так, только с частотой сотен и тысяч в минуту, движется во впускном тракте топливо-воздушная смесь.
На просторах интернета можно найти упоминание о серии экспериментов, проведённых на одном из уральских заводов как раз в направлении снижения пульсаций и о полученном определённом эффекте. Согласно публикации на сайте (www.kolesa.ru от 13.03.2018 «Гениальное – просто: в России придумали, как улучшить ДВС») группа учёных в составе двух докторов наук и трёх кандидатов наук стали победителями конкурса «Энергия прорыва» с получением приза. Суть «прорыва» состоит в сглаживании пульсаций газа на впуске горючей смеси (воздуха) и на выпуске отработавших газов путём установки множества датчиков с системой управления и различных дополнительных устройств. Достигаемый результат – снижение в пределах 2%, т. е. в пределах статистической погрешности, расхода топлива и шумности. Очевидно, что полученный при этом эффект (согласно публикации в пределах 2%) без остатка нивелируется стоимостью дополнительных устройств. При этом сложно отделить погрешность статистики от влияния несогласованности работы датчиков и исполнительных механизмов. Хотя сам по себе поиск заслуживает всяческого поощрения.
Из всего выше сказанного следует вывод, что и в этом направлении способ решения проблемы ищется на старых путях – оснащением двигателя дополнительными устройствами. При этом забывается библейская заповедь, что в старые мехи не следует заливать молодое вино. Снова оказывается, что решение находится в какой-то соседней области. Для этого следует вспомнить, или вновь познакомиться, с некоторыми технологическими приёмами из областей техники, не связанных с ДВС.
Технологи машиностроения, без сомнения, по крайней мере наслышанны о таких устройствах, как роторно-конвейерные линии по многооперационной обработке деталей, которым по производительности уже много десятилетий нет даже приблизительно равных. При этом все движения рабочих органов машины плавны и медленны. Суть в том, что все операции над деталью по переходам осуществляются в процессе транспортирования по конвейеру от старта к финишу (со склада на склад) без остановки, при этом на определённых участках траектории детали вместе с ней перемещаются различные инструменты.
А теперь представим себе, что в роли обрабатываемой детали выступает топливо-воздушная смесь, с которой по мере продвижения от смесеобразующего устройства (например, карбюратора) до выхлопной трубы последовательно осуществляются: дозирование смеси – сжатие – горение – расширение - выпуск отработавших газов – очистка рабочей камеры от остатков сгоревшей смеси. Смесь при этом ни на мгновение не останавливается на всём пути. Роль инструментов при этом выполняют отдельные участки и детали рабочего пространства двигателя. Очевидно, что при такой организации рабочего процесса ни о каких пульсациях не может быть и речи. Весь вопрос только в том, каким именно образом обеспечить безостановочность потока.
Предупреждая возражения о том, что примерно таким же образом организована работа роторно-поршневого двигателя Ванкеля, скажу, что это будет только отчасти верно. Более внимательный анализ работы последнего показывает, что рабочий процесс двигателя Ванкеля радикально отличается от описанного выше алгоритма. К тому же о недостатках Ванкеля хорошо известно тем, кто интересуется его судьбой, не буду повторяться.
Так что – «бороться и искать, найти и не сдаваться!» (Лев Кассиль).
Автор: Кривко Николай Михайлович, инженер-машиностроитель, автор 13 изобретений.
