Автомотосервис

МАЛЕНЬКИЙ ДВИГАТЕЛЬ С БОЛЬШИМ БУДУЩИМ

31.01.2013

МАЛЕНЬКИЙ ДВИГАТЕЛЬ С БОЛЬШИМ БУДУЩИМТолчком к этой публикации послужило письмо в редакцию отца и сына Рогоновых — наших читателей из г. Похвистнево Самарской области. Они прислали газетную статью под заголовком «Курочкин изобрел двигатель. «Тойота», «Форд» и «Крайслер» в панике» и попросили подробнее рассказать об этом двигателе. Публикации об этом двигателе были не только в региональной, но и центральной прессе. Из них можно узнать о том, что изобретение защищено пятью патентами России, что международное патентное бюро в Женеве уведомило А.Г.Курочкина о регистрации его заявки и временной защите авторских прав в 31 стране, в том числе Канаде, США, Южной Корее, Японии; что некоторые зарубежные автомобильные концерны предлагали изобретателю продолжить работы над двигателем у них, но он отказался, мотивировав отказ желанием оставить свое изобретение на Родине, в России.

Технические данные модуль-двигателя Курочкина сегодня известны многим. Однако до сих пор мало кто даже из ведущих инженеров Рыбинского авиамоторостроительного завода, где работал Андрей Геннадьевич, знает, как конкретно устроен его МД15-70. Журнал «Моделист-конструктор» — первое в мире издание, которое, с разрешения изобретателя, открыто публикует конструкцию нашумевшего мотора.
 
Изобретатели давно ищут возможность уйти от классической компоновки двигателей внутреннего сгорания, основанной на принципе перевода возвратно-поступательного движения поршня во вращение вала.
 
Один из вариантов нашел когда-то Ван-кель, создав роторно-поршневой двигатель. Однако «ванкель» не получил широкого распространения из-за свойственных ему кинематических недостатков.
 
Практически по той же причине не первенствуют и пластинчатые роторные машины, обладающие низким механическим КПД.
 
А. Курочкин сумел «нащупать» свой путь.
 
Во-первых, он предложил нечто среднее между ротором и турбиной. Рабочий цикл в его МД 15-70 походит на цикл в газотурбинном двигателе (ГТД) процессом непрерывной подачи топлива, горения и продувки (к слову, и на цикл Отто тоже — условиями теплоподвода при горении); но одновременно и отличается, поскольку используется не кинетическая энергия струи, а потенциальная энергия давления газа на рабочие лопатки ротора.
 
Таким образом, организацией своего функционирования модуль-двигатель напоминает ГТД, а способом использования энергии — поршневой ДВС. Этим он принципиально разнится с роторно-поршневым  «ванкелем», где рабочий процесс полностью совпадает с тем, что происходит в поршневом двигателе.
 
Компоновка модуль-двигателя МД15-70
 
Компоновка модуль-двигателя МД15-70:
 
1—диффузор воздухозаборника; 2 — сетка мелкоячеистая; 3 — шпильки стяжные; 4 — переходник; 5 — крыльчатка вентилятора; 6 — статор генератора; 7 — ротор генератора; 8 — фланец передний; 9 — зона сепарации воздуха; 10 — кожух двигателя; 11 — цапфа ротора передняя с валом привода вентилятора, генератора и насосов систем смазки и охлаждения; 12 — крышки торцевые; 13 — цилиндр; 14 — ребро радиатора; 15—гильза цилиндра; 16 — винт крепления гильзы; 17 —лопатка рабочая; 18 — фланец стыковочный; 19 — цапфа ротора задняя с валом отбора мощности; 20 —ротор; 21 — подшипник задний; 22 — одно из сопел выхлопного аппарата; 23 — глушитель; 24 — окно выпускное; 25 — полость рабочая; 26 — канал охлаждения (с метрической резьбой — для интенсификации охлаждения ротора); 27 — окно впускное; 28 — подшипник передний; 29 — насос системы смазки и охлаждения; 30 — штепсельный разъем системы управления; 31 — окно для электропроводки управления; 32 — стенка передняя; 33 — храповик ручного запуска; 34 — вкладыш компрессионный (аналог поршневого кольца); 35 — вкладыш антифрикционный (бронза); 36 — впрыск топлива; 37 — втулка центральная; 38 — уплотнитель лопатки графитовый.
 
 
 
Рабочий цикл роторной машины Курочкина
 
Рабочий цикл роторной машины Курочкина:
 
I — продувка чистым воздухом от вентилятора; II — частичное сжатие воздуха и впрыск топлива; III — начальное сжатие топливовоздушной смеси; IV — дальнейшее сжатие смеси и ее воспламенение продуктами сгорания, проникающими из предыдущей полости по перепускной канавке в торцевой крышке (начальный розжиг — пусковой свечой); V — начальное расширение продуктов сгорания и частичное их перетекание в последующую полость; VI,VII — дальнейшее расширение продуктов сгорания и совершение ими полезной работы; VIII — выпуск продуктов сгорания и начало продувки полости чистым воздухом от вентилятора.
 
 
Дроссельные характеристики модуль-двигателя МД15-70
 
Дроссельные характеристики модуль-двигателя МД15-70.
 
 
 
Во-вторых, он сумел обойти кинематические проблемы, разработав и запатентовав оригинальный механизм под названием «роторная машина Курочкина». Ее рабочий цилиндр имеет восьмигранную внутреннюю поверхность и объединенные в одну деталь противоположные рабочие лопасти. Таких деталей четыре, они имеют небольшую радиальную подвижность  относительно ротора и работают скорее как уплотнительные кольца в обычном поршневом двигателе. Конструкция получилась очень герметичной. За счет этого удалось минимизировать потери давления в «камере сгорания», что в том же «ван-келе» так и не было реализовано.
 
В МД немало и других остроумных находок. Вкупе со сверхплотной компоновкой они позволили изготовить двигатель с уникальными конструктивными и эксплуатационными свойствами. Вот лишь некоторые из них: предельная компактность; пыле-, грязе- и водозащищенность; самоуравновешенность кинематического механизма; пространственная неориентированность систем смазки, охлаждения и питания; незначительность пульсации крутящего момента; низкая удельная масса; высокая экономичность; малая токсичность; пологость дроссельных характеристик; потенциальная возможность работы на любом углеводородном топливе.
 
Внешне МД 15-70 напоминает большой термос. И поначалу трудно поверить, что за гладкой цилиндрической поверхностью его кожуха скрываются все необходимые любому двигателю системы. А именно: стартер, генератор, радиатор, воздухоочиститель, несколько насосов и даже глушитель. В конструкции широко применены различные конструкционные материалы: от высоколегированных сталей до обыкновенного дюралюминия. При этом деталей в МД раз в десять меньше, чем в обычном ДВС!
 
Тем не менее это полноценный двигатель внутреннего сгорания, причем мощностью 70 л.с. и массой всего 15 кг! Он пригоден для легких воздушных, водных, наземных транспортных средств и мобильных энергетических установок. Может использоваться в качестве одиночного или блокированного из нескольких МД силового привода на один вал. Возможно также (с целью дальнейшего наращивания мощности) параллельное или последовательное соединение нескольких таких блоков.
 
Принцип действия модуль-двигателя следующий. 
 
 
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МД15-70
 
Мощность
максимальная, кВт............50
Масса, кг......................................15
Удельная масса, кг/кВт................0,3
Частота вращения выходного вала, об/мин:
минимальная................2000
максимальная...............8500
Крутящий момент, Н-м.................58
Удельный расход топлива,
г/(кВт ч)..........................240
Мощность встроенного 
электростартера, кВт........0,1
Мощность встроенного
электрогенератора, кВт....0,7
Основное топливо................бензин,
дизельное
Ресурс, моточасы.....................3000
Габаритные размеры, мм:
длина.............................354
диаметр..........................193
 
Центробежный вентилятор засасывает сквозь мелкоячеистую сетку воздух, закручивает его и подает в зону сепарации. В этой зоне единый поток воздуха разделяется: одна его часть вместе с отброшенной к периферии пылью поступает в радиатор на охлаждение двигателя и затем выходит наружу; другая же часть, очищенная, через впускное окно направляется в рабочие полости (проточную зону), где происходят процессы, типичные для двухтактных ДВС. Последовательность этих процессов одномоментно отражена на рисунке.
 
Выпуск происходит через специальное окно в глушитель, где отработанный газ смешивается с охлаждающим воздухом из радиатора и выбрасывается в атмосферу сквозь кольцевой диффузорный выхлопной аппарат. Цвет выхлопного пламени — однотонно голубой, что свидетельствует о полном сгорании топливной смеси. И это на холостом ходу, когда традиционные двигатели наиболее токсичны!
 
Пластинчатые роторные машины также в принципе обладают высокой экономичностью. Однако свойственные им кинематические недостатки — заклинивание и большой износ ответственных деталей — сдерживали до недавнего времени их развитие. Преодоление этих недостатков в конструкции МД15-70 позволило новому мотору иметь показатель экономичности примерно равный соответствующему показателю дизельного двигателя, но в 1,22 раза лучше четырехтактного карбюраторного и роторного «ванкеля» и в 1,9 раза — двухтактного поршневого.
 
Вместе с тем сравнения показывают, что габаритный объем МД в 70 раз меньше дизельного, в 20 раз — четырехтактного ив 10—12 раз — роторного или двухтактного поршневого ДВС. Меньше и его масса (металлоемкость): соответственно в 30, 10 и 4 раза. И все это, заметим, при равной мощности.
 
Внешние скоростные характеристики модуль-двигателя протекают более полого, чем у двигателей других типов. Это делает его привлекательным для применения в автомобилях, поскольку позволяет снижать количество ступеней в коробках передач, а также эксплуатационные расходы топлива. Подсчитано, что при установке МД15-70, к примеру, на «Москвич-2141» расход топлива не превысит 3 л на 100 км пути. Кроме того, роторная машина Курочкина может быть использована и в качестве гидравлического или пневматического мотора или насоса.
 
А.ТИМЧЕНКО,
г. Р ы б и н с к, Ярославская обл.




Рекомендуем почитать
  • МОТОСАНИ ЕДУТ САМИ!

    Когда наступает зима и снег «пушистым одеялом» укрывает землю, во многих российских районах единственным транспортным средством, способным преодолевать это «пушистое одеяло», становится гусеничный вездеход или, что чаще, трактор с санями-волокушей. Можно, конечно, купить японскую лыжно-гусе-ничную «ямаху» (правда, она стоит дороже иного автомобиля) или приобрести ставший сегодня редкостью более дешевый отечественный «Буран». Однако всегда ли нужны столь мощные машины?

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ VK FB


Нашли ошибку? Выделите слово и нажмите Ctrl+Enter.