Зачем сколковские умельцы заново двигатель изобрели

Проблема сохранения ДВС от вымирания на протяжении нескольких последних лет будоражит умы ведущих инженеров. Российские учёные предложили в корне пересмотреть концепцию мотора и явили миру агрегат со странным именем "Зелёный муравей". Разбираемся, что это и зачем.

Ужесточение экологических норм и грядущий отказ от устройств, работающих на углеводородах, побуждают специалистов по всему миру искать возможность вывести традиционные ДВС на совершенно иной уровень и тем самым продлить их век. В первую очередь это касается эффективности моторов и повышения их экологичности.

Существующие технологии давно исчерпали свой ресурс, однако сколковские инженеры предложили кое-что новое. По крайней мере, они сами так считают. Российские специалисты уверены: их разработка позволит спасти двигатели внутреннего сгорания от полного запрета и забвения. Разумеется, если найдутся желающие их спасти. Чтобы повысить КПД двигателя, работающего на углеводородах, российские умельцы предложили убрать из мотора святая-святых – коленчатый вал. Это, по версии создателей устройства, поможет примерно на треть повысить экономичность, не затрагивая основной принцип работы горячо любимых в народе движков.

Работает "Зелёный муравей" точно так же, как и его обычные бензиновые собратья. Главное новшество – в принципе трансформации поступательной энергии от поршней во вращательную.

Все двигатели внутреннего сгорания одинаковы по своей сути: движение в них преобразуется в одностороннее вращение. Эффективность же целиком и полностью определяется рабочим процессом в цилиндрах. Конструкция силового механизма существенного влияния на КПД мотора не оказывает. Однако в случае с предложенным механизмом сколковских Кулибиных этот принцип не действует.

Отечественные инженеры вместо традиционного кривошипно-шатунного механизма применяют уникальную запатентованную систему, способную гасить паразитные инерционные силы, тем самым увеличивая крутящий момент и повышая КПД. Одновременно упрощается трансмиссия и снижаются рабочие обороты.

Объясняется это просто и изящно: в обычном двигателе внутреннего сгорания поршень толкает коленчатый вал, что приводит к появлению инерционных сил, действующих в том же направлении. В результате коленчатым валом поглощается большая часть созданного усилия – резко снижается КПД. Чтобы преобразовать усилие поршня в полезную работу, требуется опора. В конструкции "Зелёный муравей" инерционные силы почти полностью отсутствуют.

Секрет в том, что в "Зелёном муравье" энергия поршня преобразуется не в одностороннее, а в двухстороннее вращение: возникающие инерционные силы компенсируют друг друга и самоуничтожаются. Выходной вал имеет одностороннее вращение, однако его привод осуществляется зубчатыми передачами с разных направлений. При такой схеме увеличение оборотов приводит к серьёзному росту отдачи двигателя – КПД вплотную приближается к электрическим моторам с прямой передачей возникающего усилия.

Сами создатели системы объясняют принцип её работы на примере бильярда. Если ударить шаром по стоящему шару – он воспримет всю энергию удара. Удар же шаром по шару, катящемуся в попутном направлении сродни работе инерционного механизма – значительная часть энергии теряется.

Несмотря на всю простоту и гениальность сколковской схемы, у неё есть немало критиков, к доводам которых стоит прислушаться. Кулачковый механизм передаёт усилие через одномерное пятно контакта, что приводит к очень быстрому износу и низкому ресурсу. Огромное количество полезной энергии преобразуется в обычный нагрев. Число деталей, преобразующих поступательное движение во вращательное, резко возрастает, равно как и площадь пар трения. Это просто не может не сказываться на КПД мотора. Словом, вероятность массового применения предложенной схемы крайне невысока, однако с самим фактом её существования стоит считаться. Возможно, когда-нибудь она найдёт применение, к примеру, в военной сфере, где на ресурс порой можно закрыть глаза.

Источник

Автор: Снежана Логвинова

26.02.2020 (05:43)