Человек, мало-мальски знакомый с устройством двигателя внутреннего сгорания, знает: все, что можно было улучшить в нем, — улучшено, что можно изменить — изменено, что требовало модернизации — модернизировано. И все же есть конструкторы, в том числе самодеятельные, которые не могут жить без того, чтобы постоянно не совершенствовать сердце любой транспортной машины — двигатель.
Живет в Москве такой беспокойный человек — Абрамов Александр Сергеевич. Четырнадцатилетним пареньком впервые познакомился он с двигателями в автомобильной мастерской Ильина, что работала в Москве в Каретном ряду. Было это в 1909 году. В первую мировую войну служил он механиком дивизиона бронемашин. Двигатели в ту пору доставляли немало хлопот водителям. Вот и пришлось Саше осваивать «премудрости» ремонта и эксплуатации этих еще несовершенных и капризных моторов. С тех пор Абрамов и «заболел» изобретательством. Шли годы, а страсть к усовершенствованию, к созданию оригинальных двигателей не проходила. В 1926 году Александр строит свой первый автомобиль с двигателем собственной конструкции. Толпы прохожих и зачарованные милиционеры провожали взглядом необычную машину. Ведь в то время не так много было в Москве автомобилей, а эта совсем уж необычная — самодельная. В ней были оригинальные узлы: фрикционная бесступенчатая коробка скоростей, колодочный тормоз, действующий непосредственно на шину колеса, и оригинальный, от начала до конца изготовленный своими руками двигатель.
Не станем подсчитывать, сколько изобретений и открытий в разных областях техники сделал Александр Сергеевич (это может послужить темой отдельного рассказа), но за свою долгую жизнь (ему сейчас 83 года) он успел придумать и построить едва ли не несколько десятков необычных двигателей. Одни из них выполнены только в пластмассовых действующих моделях, другие воплотились в металл и побывали на испытательном стенде, а третьи верно служили на микромотоциклах и автомобилях, которые Александр Сергеевич строил с ребятами в технических кружках на станциях юных техников и в дворовых конструкторских бюро при ЖЭКах.
Сегодня мы знакомим наших читателей с некоторыми схемами двигателей, опробованными Александром Сергеевичем и действующими в его домашней лаборатории.
ПЛАСТИНЧАТЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, изображенный на рисунке 1, работает от сжатого газа. Основное его преимущество перед другими машинами объемного типа заключается в отсутствии поступательно движущихся деталей. По плавности работы он сравним с электромотором и может быть применен для вращения маленькой ручной дрели. Основные детали, из которых состоит двигатель, — цилиндрический ротор с двумя подпружиненными пластинами, обеспечивающими уплотнение рабочих камер, и статор, также имеющий цилиндрическую форму. Чем больше эксцентриситет ротора, тем больший крутящий момент развивает мотор, однако его работа ухудшается при высоком числе оборотов.
Рис. 1. Схема роторно-пластинчатого двигателя:
1 — статор, 2 — откидные пластины-заслонки, 3 — уплотнение, 4 — ротор
КУЛАЧКОВО-ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ с ротативно вращающимися цилиндрами, схема которого приведена на рисунке 2, также работает ка сжатом газе. Он устроен следующим образом. В каждом цилиндре имеется поршень, опирающийся нижней частью через ролик на кулачок, неподвижно закрепленный на раме мотора. В теле цилиндра просверлен воздушный канал, одной стороной выходящий в надпоршневое пространство, а другой — соединяющийся с золотниковым механизмом воздухораспределяющего коллектора. Для сохранения правильной кинематики поршней, которая может нарушиться от действия центробежных сил при вращении блока цилиндров вокруг своей оси, поршни к центру стягиваются кольцевой пружиной, надетой на удлиненные оси роликов.
Рис. 2. Схема кулачково-поршневого двигателя с вращающимися цилиндрами:
1 — цилиндр, 2 — поршень, 3 — кулачок, 4 — ролик, 5 — вращающееся основание цилиндров, 6 — впускной канал, 7 — пружина, 8 — золотниковый механизм.
Совместная работа золотникового механизма и кулачка, обеспечивающего перемещение поршней, согласует (синхронизирует) начало подачи сжатого газа с моментом перемещения поршня от верхней мертвой точки к нижней. В конце рабочего хода воздушный канал через золотниковое устройство соединяется с полостью, сообщающееся с атмосферой.
Отбор мощности идет от цепной звездочки или шестерни, закрепленной на блоке цилиндров, одновременно выполняющем и роль маховика.
ЭКСЦЕНТРИКОВО-ПОРШНЕВОЙ БЕСШАТУННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ тоже газовый. В двух взаимно перпендикулярных цилиндрах находятся поршни, попарно связанные соединительными планками. Ось вращения эксцентрика, перемещающего поршни, находится на пересечении продольных осей симметрии цилиндров. За один полный поворот вала каждый поршень совершает полный рабочий цикл, что при данной кинематической схеме соответствует четырем рабочим ходам. Это обеспечивает равномерность работы двигателя. Газораспределение мотора аналогично рассмотренному в предыдущей схеме.
Рис. 3. Схема эксцентриково-поршневого бесшатунного двигателя:
1 — цилиндр, 2 — поршень, 3 — картер, 4 — толкатель, 5 — эксцентрик, 6 — вал отбора мощности, 7 — пятка (сталь).
Юные конструкторы могут попробовать свои силы и изготовить в школе, на станции юных техников или во Дворце пионеров двигатель по одной из приведенных схем. Совсем необязательно делать все детали самим.
Можно воспользоваться пластмассовыми (полистироловыми, плексигласовыми) пеналами или коробками цилиндрической формы, скажем, из-под таблеток.
