Предложение: при создании двигателей с нуля, возможно имеет смысл попробовать нетривиальные конструкции. К примеру Ванкель, но он нетехнологичен в условиях конца 19в. Однако нашим соотечественником Вигрияновым разработан новый роторно-поршневой двигатель без недостатков Ванкеля:
- Что же касается Вигриянова, то, начав с переработки схемы роторнопоршневого двигателя Ванкеля, закончил он тем, что практически получил новый. И вот этотто механизм, сохраняя все преимущества двигателя Ванкеля, фактически сводит на нет все его недостатки.

Как работает двигатель Вигриянова

Лопастнопоршневой двигатель Вигриянова реализует на практике ту кинематическую схему, которую рассматривал в качестве желательной еще Уатт. Основными деталями являются четыре лопасти, попарно закрепленные на двух соосных валах. Средняя скорость вращения за один период у них одинаковая, но мгновенная скорость движения каждой пары постоянно изменяется, так что у постороннего наблюдателя создается впечатление, что лопасти то останавливаются, то резко двигаются. За обеспечение такого типа движения отвечает специальный командный механизм, устроенный настолько же простого, насколько и оригинально (это и есть «ноухау» конструкции, поэтому раскрывать его мы не можем). Рассмотрим на рисунках четыре такта работы двигателя.

1) Задняя лопасть, ограничивающая выделенную рабочую камеру, движется медленно, передняя быстро, таким образом, объем камеры растет очень быстро, и происходит закачивание рабочей смеси. Впрочем, это может быть и пар в случае двигателя внешнего сгорания, но сейчас для конкретизации мы говорим только о ДВС (двигателе внутреннего сгорания).

2) Задняя лопасть, перекрывает входное отверстие от выделенной камеры и резко «догоняет» переднюю лопасть. Таким образом, объем камеры резко сокращается, а температура рабочей смеси растет.

3) Свеча зажигания поджигает рабочую смесь, и та, стремительно расширяясь, двигает вперед переднюю лопасть. Задняя лопасть при этом остается условно неподвижной, и камера осуществляет рабочий ход.

4) Наступила очередь движения задней лопасти, рабочая камера совмещается с выпускным отверстием, через которое осуществляется выброс газа.

Все, круг замкнулся. Кажущаяся сложность работы такой кинематической схемы является лишь следствием новизны. И как только читатель привыкнет к общей схеме, он поймет, что двигатель Вигриянова значительно проще своего кривошипношатунного аналога хотя бы тем, что нет необходимости переводить возвратно­поступательные движения во вращательные.

А теперь о том, какие преимущества дает новый подход. Первое и главное – это низкое отношение площади поверхности камеры сгорания к ее объему (К = 1,5, что почти в 2 раза выше, чем в традиционных двигателях!). Этот факт обеспечивает низкие теплопотери на корпус и качественное сгорание топлива. Как снижаются теплопотери, надеюсь, объяснять не надо, а что касаемо сгорания топлива, то тут информация к размышлению следующая. В тонком слое, прилегающем к металлу, горение не происходит. Физика неравновесных процессов еще толком не исследована, но на практике этим эффектом люди начали пользоваться еще задолго до изобретения двигателя. Например, шахтеры использовали в работе сетчатые фонари. Свеча не могла воспламенить метан в шахте через сетку, что и делало труд шахтера достаточно безопасным. Конечно в двигателе выше температура и давление, но самто эффект никуда не пропадает. Второе органическое достоинство роторнолопастного двигателя — это отсутствие необходимости плотной изоляции камеры сгорания, что обеспечивает не только экономию на уплотнительных элементах, но и значительно (на 3550%) снижает потери на трение. Экономия на деталях фантастическая, по самым скромным подсчетам, их становится меньше, по сравнению с традиционной схемой на 1000 (тысячу) штук. Это должно резко увеличить надежность двигателя, ведь, как известно, лучшая деталь эта та, которой нет, но функцию свою она выполняет. Помимо колец, здесь отсутствуют клапана, распредвалы, коромысла, коленвал, цепи, масса подшипников, вкладышей и прочих деталей, которые только понижают надежность системы.

Далее командный механизм отделен от рабочей камеры и функционирует в термически благоприятном режиме, и соответственно не требует разного рода дорогостоящих масел и присадок. Понятно, что разного рода «костыли» в виде инжекторов, электронной системы слежения и т. д. здесь также не нужны. Вообще, складывается впечатление, что с промышленным освоением данного двигателя профессия двигателиста просто отомрет, как произошло ранее это с шорниками, каретниками и прочими довольно «хлебными» профессиями. Дело в том, что масса (и себестоимость) двигателя настолько малы, что в случае выхода его из строя ремонт может оказаться просто нецелесообразен. Никому ведь не приходит в голову ремонтировать одноразовый шприц или ручку? А ведь не столь давно идея одноразовых вещей казалась фантастической. Стоимость же таких двигателей не должна быть высокой потому, что кроме малой номенклатуры деталей, двигатель Вигриянова отличается низкими требованиями к жаропрочности, плотности и теплопроводности материалов. Кроме того, в силу отсутствия уплотнительных соединений и малого количества пар трения нет необходимости в обкатке двигателя, а также значительно снижаются требования к качеству топлива.

Отредактировано Артур Макгваер (14-09-2008 21:33:12)