ПОРАЗИТЕЛЬНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ
А. Л. Лапидус
ИЗОБРЕТЕН ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, В КОТОРОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ВОЗВРАТНО-ПОСТУПАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ВО ВРАЩАТЕЛЬНОЕ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ДВУМЯ ОБГОННЫМИ МУФТАМИ.
Когда А. Л. Лапидус рассказывает об изобретенном им моторе, собеседник напряженно думает, гениальна или про-жектерна идея? Чтобы вот так просто решить все проблемы двигателя Ванкеля, Баландина!.. Естественна тяга изобретателей как-то упразднить коленвал двигателей внутреннего сгорания. Уж слишком сложны эти колеи-валы, сложны их сочленения с шатунами. А если сложны детали, то сложна и технология. Уже на стадии поковок. Малейшие волосовины, трещины, раковины, незначительные отклонения припуска под дальнейшую обработку вызывают жесткую отбраковку дорогостоящих кованых заготовок. Умопомрачительна сложность механической обработки коленвала, которая возможна только на специальных станках. А термообработка и последующая шлифовка коренных и шатунных шеек... А сверление смазочных канавок, которые расположены, если допустимо так сказать, самым неестественным образом - под разными углами к оси вала! Требуются многошпиндельные головки, кондукторные плиты! А затем еще балансировка в конце! И как назло - интенсивный износ шеек и подшипников при эксплуатации. Да, он оправдан, этот многолетний, если не сказать больше - вековой поиск замены коленвала.
Изобретение Ванкеля, упразднив коленвал, не решило проблемы. Двигатель имеет эксцентриковые кулачки на выходном валу, и внутренняя поверхность корпуса двигателя выполняется по эпитрохоиде, трудности обработки которой для всех очевидны.
И вот свежая, неожиданная идея... На специалистов, как они утверждают, и даже на экспертов ВНИИГПЭ, идея Лапидуса (а. с. № 1 038 487) свалилась как снег на голову. К привычному образу ДВС в совокупности всех
его, знакомых каждому, узлов теперь следовало пристегнуть «обратную» совокупность, иначе вам не осознать новой идеи. Итак, двигатель не имеет кривошипно-шатунного механизма, стало быть, избавлен от заслонок (которые не знают, как уплотнять). Весь двигатель можно изготовить всего на двух станках: токарном и фрезерном. Причем изготовить все детали за одну смену от силы тремя рабочими. Поршень в двигателе стоит на месте, движется же цилиндр, а коленвал и шатуны заменены не чем иным, как двумя обгонными муфтами, наподобие тех, что стоят в задней втулке велосипеда...
Да, именно так. Представим обыкновенный цилиндр с поршнем. Сквозь поршень проходит выходной вал двигателя, а сам поршень мертв. Движется цилиндр, причем камеры сгорания образованы пространством между поршнем и цилиндром. Цилиндр имеет вырезы, сквозь которые проходят щечки двух обгонных муфт. Сами же муфты сидят на выходном валу. В каждой муфте запасованы ролики, при вращении в одну сторону они заклиниваются и способны передать на вал крутящий момент, при движении в другую сторону - прокручиваются относительно вала свободно. При ходе цилиндра вниз одна полумуфта, будучи развернута на некоторый угол, посредством заклиненных роликов передаст крутящий момент валу, например, по часовой стрелке. При том же ходе цилиндра
повернется на тот же угол и другая полумуфта, но в ней ролики расположены так, что при ходе цилиндра вниз полумуфта проскользнет относительно вала. При ходе цилиндра вверх цикл повторяется, только уже вторая муфта посредством заклиненных роликов передаст крутящий момент, но повернет вал при этом тоже по часовой стрелке. В этом, пожалуй, сердцевина идеи, хотя здесь просто-напросто остроумное решение старого, как сама механика, механизма. Таким образом, две полумуфты при каждом ходе цилиндра поочередно вращают исполнительный вал, сами при этом совершая движение, похожее на движение крыльев бабочки. Можно еще так сказать: обгонные муфты как бы подталкивают исполнительный вал наподобие того крючка, которым мальчишки катят обруч.
Импульсная передача крутящего момента, когда цилиндр посредством обгонных муфт подталкивает вал, перемещаясь независимо от него, придает всей конструкции еще одно важное преимущество перед двигателями, имеющими кривошип-но-шатунный механизм. Именно отсутствие жесткой обратной связи между валом и цилиндром, как в обычных ДВС, снимает ограничения по форсированию режимов, поскольку если нет обратной жесткой связи, то отсутствует и вибрация. В этом случае в новой конструкции поршневого двигателя без изменения рабочего объема камер можно резко увеличить мощность.
Не только упрощением отдельных узлов ценно это изобретение. Оно сулит снизить габариты благодаря оппозитному расположению камер сгорания - с двух сторон поршневой системы.
При попытке внедрения своего двигателя старший научный сотрудник Минского филиала ВНИИСМИ столкнулся главным образом с необходимостью поломать устоявшиеся традиционные представления о поршневой машине. Но это удавалось: специалисты в конце концов соглашались, что изобретение сулит массу преимуществ, что идеи жизнеспособны даже в варианте двухтактного дизельного двигателя с прямоточной продувкой.
Однако разговор на этом кончался: изготовить реальный двигатель изобретателю не удалось. Изготовили только модель, проверили на ней кинематику, считая, что рабочие камеры сработали и цилиндр «возбужден». Идеи подтвердились, то есть возвратно-поступательное движение цилиндра преобразовывалось во вращательное исполнительного вала. Сделали еще двигатель мощностью 300 ватт для авиамодели. Вот и все практические достижения. Изобретатель рассчитывает на нашу публикацию, понимая, что найти предприятие, заинтересованное в изготовлении такого двигателя, нелегко.
М. ВОЗДВИЖЕНСКИЙ, Минск
