ДВИ­ГА­ТЕЛЬ ЭНЕРГОРЕВОЛЮЦИИ — 2

Ekspert - - СОДЕРЖАНИЕ - P.S. Ви­део ра­бо­ты экс­пе­ри­мен­таль­но­го дви­га­те­ля Сер­ге­е­ва c по­дроб­ным опи­са­ни­ем про­цес­сов вы мо­же­те по­смот­реть в элек­трон­ной вер­сии жур­на­ла на на­шем сай­те: www.expert.ru»

То­льят­тин­ский изоб­ре­та­тель раз­ра­бо­тал су­пер­эко­но­мич­ный и су­пер­эко­ло­гич­ный дви­га­тель внут­рен­не­го сго­ра­ния, но упор­но от­ка­зы­ва­ет­ся про­да­вать тех­но­ло­гию за­пад­ным кор­по­ра­ци­ям, без­успеш­но пы­та­ясь до­сту­чать­ся до го­су­дар­ства и най­ти стра­те­ги­че­ско­го ин­ве­сто­ра в Рос­сии

То­льят­тин­ский изоб­ре­та­тель раз­ра­бо­тал су­пер­эко­но­мич­ный и су­пер­эко­ло­гич­ный дви­га­тель внут­рен­не­го сго­ра­ния, но упор­но от­ка­зы­ва­ет­ся про­да­вать тех­но­ло­гию за­пад­ным кор­по­ра­ци­ям, без­успеш­но пы­та­ясь до­сту­чать­ся до го­су­дар­ства и най­ти стра­те­ги­че­ско­го ин­ве­сто­ра в Рос­сии

Два го­да на­зад в ста­тье «Дви­га­тель энергореволюции» (см. № 49 за 2016 год) мы рас­ска­за­ли о раз­ра­бот­ке то­льят­тин­ско­го изоб­ре­та­те­ля Алек­сандра Сер­ге­е­ва — уни­каль­ной тех­но­ло­гии сме­се­об­ра­зо­ва­ния и сжи­га­ния топ­ли­ва, ко­то­рая поз­во­ля­ет как ми­ни­мум в два ра­за уве­ли­чить КПД бен­зи­но­во­го дви­га­те­ля внут­рен­не­го сго­ра­ния (ДВС), при этом зна­чи­тель­но со­кра­тив ток­сич­ные вы­бро­сы. Пред­ставь­те се­бе 300-силь­ный джип, ко­то­рый по­треб­ля­ет все­го три лит­ра топ­ли­ва на сто ки­ло­мет­ров и со­вер­шен­но не за­гряз­ня­ет ат­мо­сфе­ру. Под­черк­нем, это не ка­кие-то тео­ре­ти­че­ские за­дум­ки, а за­па­тен­то­ван­ные в США, РФ и Япо­нии тех­ни­че­ские ре­ше­ния, во­пло­щен­ные в ра­бо­та­ю­щем про­то­ти­пе в ма­стер­ской у изоб­ре­та­те­ля. В пер­спек­ти­ве это пер­со­наль­ная элек­тро­ге­не­ра­ция (мо­тор-ге­не­ра­то­ры), энер­гия ко­то­рых в несколь­ко раз де­шев­ле, чем сей­час в об­щих се­тях (да­же по льгот­ным та­ри­фам); бес­пи­лот­ни­ки, неде­ля­ми ра­бо­та­ю­щие в небе без до­за­прав­ки; су­пер­эко­но­мич­ные ав­то­мо­би­ли, не по­треб­ля­ю­щие, а бук­валь­но «ню­ха­ю­щие» топ­ли­во. Учи­ты­вая, что в ми­ре бо­лее 80% всей энер­гии про­из­во­дят имен­но ДВС, мож­но уве­ли­чить КПД всей ми­ро­вой эко­но­ми­ки как ми­ни­мум вдвое и при этом со­кра­тить ток­сич­ные вы­бро­сы в ат­мо­сфе­ру (в том чис­ле СО2 — в пять раз). Всё, гло­баль­ные эко­ло­ги­че­ские про­бле­мы — пар­ни­ко­вый эф­фект и т. д. — ре­ше­ны. Сра­зу по­сле пуб­ли­ка­ции в аме­ри­кан­ских па­тент­ных жур­на­лах изоб­ре­те­ни­ем то­льят­тин­ско­го Ку­ли­би­на за­ин­те­ре­со­ва­лись за­пад­ные кор­по­ра­ции (до­ку­мен­ты и пись­ма есть в рас­по­ря­же­нии «Экс­пер­та»).

Но Сер­ге­ев — пат­ри­от и не хо­чет про­да­вать­ся за гра­ни­цу. По­смот­реть на чу­до тех­ни­ки при­ез­жа­ли мно­гие — про­фес­со­ра ка­фед­ры ДВС Са­мар­ско­го го­су­дар­ствен­но­го уни­вер­си­те­та, ака­де­ми­ки от дви­га­те­ле­стро­е­ния, раз­ра­бот­чи­ки бес­пи­лот­ни­ков, элек­тро­ге­не­ри­ру­ю­щие ком­па­нии, экс­пер­ты Урал­ва­гон­за­во­да, «Ро­сте­ха». Все по­тря­се­ны, все про­шли этот ин­тел­лек­ту­аль­но-эм­пи­ри­че­ский путь от «это­го не мо­жет быть», до «черт возь­ми, но это ра­бо­та­ет!». За два го­да Сер­ге­е­ву по­сту­пи­ло еще две­на­дцать пред­ло­же­ний от япон­цев, аме­ри­кан­цев и ан­гли­чан, од­на­ко ему так и не уда­лось най­ти стра­те­ги­че­ско­го ин­ве­сто­ра в сво­ей стране. На­при­мер, на Урал­ва­гон­за­во­де го­то­вый к под­пи­са­нию кон­тракт в 2017 го­ду по­хо­ро­ни­ли по­сле сме­ны ру­ко­вод­ства.

На со­зда­ние пер­во­го дви­га­те­ля по но­вой тех­но­ло­гии, го­то­во­го к ком­мер­че­ской экс­плу­а­та­ции, и его стен­до­вые ис­пы­та­ния нуж­но 150 млн руб­лей. Даль­ше — ин­ду­стри­аль­но-ком­мер­че­ское мас­шта­би­ро­ва­ние и се­рий­ное про­из­вод­ство. Мы не хо­тим, что­бы про­ис­хо­ди­ла утеч­ка тех­но­ло­гий та­ко­го уров­ня из Рос­сии, и при­зы­ва­ем власть и тех­но­ло­ги­че­ски ком­пе­тент­ный биз­нес ре­а­ли­зо­вать про­ект Сер­ге­е­ва.

Прин­цип ра­бо­ты

Изу­чив ре­ак­цию ауди­то­рии на первую ста­тью, в ко­то­рой тех­ни­че­ская сто­ро­на бы­ла фак­ти­че­ски не рас­кры­та, мы ре­ши­ли рас­ска­зать о тех­но­ло­гии Сер­ге­е­ва по­дроб­нее, что­бы оце­нить ее ре­во­лю­ци­он­ность мог­ли и от­рас­ле­вые спе­ци­а­ли­сты. Все ре­а­ли­зо­ван­ные тех­ни­че­ские ре­ше­ния за­щи­ще­ны па­тен­та­ми Рос­сии, США, Япо­нии — все­го две­на­дцать сви­де­тельств. Хо­тя ноу-хау, ле­жа­щие в ос­но­ве изоб­ре­те­ний Сер­ге­е­ва, пре­дель­но про­сты и, мы ду­ма­ем, бу­дут по­нят­ны да­же обы­ва­те­лю. По су­ти, он про­сто устра­ня­ет про­бле­мы су­ще­ству­ю­щих ДВС, на без­успеш­ные по­пыт­ки ре­шить ко­то­рые у гло­баль­ных кор­по­ра­ций ушли де­ся­ти­ле­тия и де­сят­ки мил­ли­ар­дов дол­ла­ров.

Прин­ци­пи­аль­ное улуч­ше­ние ха­рак­те­ри­стик ДВС воз­мож­но за счет ис­поль­зо­ва­ния двух­такт­но­го цик­ла. Од­на­ко и здесь есть про­бле­мы, тре­бу­ю­щие ре­ше­ния.

Пер­вая. Не­ста­биль­ная ра­бо­та в двух­такт­ном цик­ле. Для ре­ше­ния этой за­да­чи в двух­такт­ном цик­ле бы­ли пол­но­стью из­ме­не­ны фа­зы га­зо­рас­пре­де­ле­ния и

впрыс­ка топ­ли­ва, для че­го в кон­струк­цию дви­га­те­ля до­пол­ни­тель­но вклю­чен ком­прес­сор­ный ци­линдр.

Вто­рая. Уве­ли­чен­ный рас­ход топ­ли­ва, вы­со­кая ток­сич­ность от­ра­бо­тан­ных га­зов, не­ста­биль­ная ра­бо­та на ре­жи­мах хо­ло­сто­го хо­да, ма­лых на­груз­ках и пе­ре­ход­ных ре­жи­мах. При­чи­ной всех этих про­блем яв­ля­ет­ся тот факт, что про­цес­сы от­во­да от­ра­бо­тан­ных га­зов, про­дув­ка чи­стым воз­ду­хом, впрыск топ­ли­ва и сма­зы­ва­ю­ще­го мас­ла в ра­бо­чий ци­линдр осу­ществ­ля­ют­ся прак­ти­че­ски в од­ной фа­зе, что при­во­дит к ча­стич­ной по­те­ре топ­ли­во­воз­душ­но­го за­ря­да в ат­мо­сфе­ру. В раз­ра­бо­тан­ном дви­га­те­ле от­вод от­ра­бо­тан­ных га­зов и про­дув­ка ра­бо­че­го объ­е­ма ци­лин­дра осу­ществ­ля­ет­ся с неболь­шим сме­ще­ни­ем по фа­зе, а впрыск топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си вы­пол­ня­ет­ся толь­ко по­сле пе­ре­кры­тия вы­пуск­ных и про­ду­воч­ных окон при хо­де порш­ня к верх­ней мерт­вой точ­ке. Та­ким об­ра­зом, ис­клю­че­на воз­мож­ность по­те­ри ча­сти топ­ли­во­воз­душ­но­го за­ря­да в ат­мо­сфе­ру.

Тре­тья. Для умень­ше­ния сил тре­ния порш­не­вых ко­лец о стен­ки ци­лин­дра смаз­ка сте­нок ра­бо­че­го ци­лин­дра осу­ществ­ля­ет­ся че­рез ша­тун и пор­шень, то есть не тра­ди­ци­он­но, как в су­ще­ству­ю­щих двух­такт­ных дви­га­те­лях — вме­сте с впрыс­ком топ­ли­ва в ра­бо­чий ци­линдр, а не­по­сред­ствен­но в зо­ну тре­ния в необ­хо­ди­мом неболь­шом ко­ли­че­стве, что зна­чи­тель­но умень­ша­ет ток­сич­ность от­ра­бо­тан­ных га­зов за счет умень­ше­ния «уга­ра» мас­ла.

Чет­вер­тая. Ос­нов­ная при­чи­на неста­биль­ной ра­бо­ты двух­такт­но­го дви­га­те­ля на хо­ло­стом хо­ду и при ма­лых на­груз­ках — пло­хая про­дув­ка ра­бо­че­го ци­лин­дра из-за недо­стат­ка чи­сто­го про­ду­воч­но­го воз­ду­ха, так как на этих ре­жи­мах дрос­сель­ная за­слон­ка прак­ти­че­ски за­кры­та. В раз­ра­бо­тан­ном дви­га­те­ле дрос­сель­ной за­слон­ки нет, по­это­му дви­га­тель ра­бо­та­ет устой­чи­во на всех ре­жи­мах при по­сто­ян­но пол­ном на­пол­не­нии ра­бо­че­го ци­лин­дра чи­стым воз­ду­хом (один ра­бо­та­ю­щий ци­линдр ста­биль­но дер­жит 450–500 об/мин без про­пус­ков, при этом об­щее со­от­но­ше­ние топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си в ра­бо­чем ци­лин­дре ≈ 75:1 — очень бед­ная смесь).

Дан­ные за­ме­ров ток­сич­но­сти при ча­сто­те вра­ще­ния ко­лен­ча­то­го ва­ла n = 750–800 об/мин со­став­ля­ют: СО — 0,01–0,03%; СН — 250–350; СО2 — 1–3,5%;

О2 — 17–19%; Ȝ (ко­эф­фи­ци­ент из­быт­ка воз­ду­ха) = 2,8–5. По СО ре­зуль­та­ты бо­лее чем на по­ря­док луч­ше ре­зуль­та­тов ра­бо­ты че­ты­рех­такт­ных дви­га­те­лей без ис­поль­зо­ва­ния ней­тра­ли­за­то­ров, по СН ана­ло­гич­ны. По СО2 (ос­нов­ная при­чи­на пар­ни­ко­во­го эф­фек­та) — в ра­зы пре­вос­хо­дят ре­зуль­та­ты луч­ших об­раз­цов ДВС ми­ро­вых ли­де­ров, на ре­ше­ние про­бле­мы ко­то­рых тра­тят­ся мил­ли­ар­ды дол­ла­ров.

Из до­ступ­ной ин­фор­ма­ции нам неиз­вест­ны бен­зи­но­вые дви­га­те­ли, ста­биль­но ра­бо­та­ю­щие с ко­эф­фи­ци­ен­том из­быт­ка воз­ду­ха Ȝ = 1,2–5, тем бо­лее двух­такт­ные, что обес­пе­чи­ва­ет сни­же­ние рас­хо­да топ­ли­ва до 50% с од­но­вре­мен­ным уве­ли­че­ни­ем мощ­но­сти.

ССВСТ и бен­зи­но­во-ди­зель­ный ги­брид

Ста­биль­ная ра­бо­та дви­га­те­ля в двух­такт­ном ре­жи­ме обес­пе­че­на за счет раз­ра­бот­ки но­вой си­сте­мы сме­се­об­ра­зо­ва­ния, впрыс­ка и сжи­га­ния топ­ли­ва (ССВСТ), ко­то­рая вклю­ча­ет в се­бя:

— на­ча­ло под­го­тов­ки топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си в ком­прес­сор­ном ци­лин­дре бо­лее чем за 500° хо­да порш­ня (ход порш­ня из­ме­ря­ет­ся в гра­ду­сах уг­ла по­во­ро­та ко­лен­ва­ла) до ее впрыс­ка в ра­бо­чий ци­линдр;

— го­мо­ге­ни­за­цию топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си в ком­прес­сор­ном ци­лин­дре;

— впрыск бо­га­той топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си в га­зо­вой фа­зе в ка­ме­ру сго­ра­ния, по­сле пе­ре­кры­тия вы­пуск­ных и про­ду­воч­ных окон, при хо­де ра­бо­че­го порш­ня к верх­ней мерт­вой точ­ке (ВМТ);

— впрыск в ка­ме­ру сго­ра­ния с «глу­бо­ким» рас­сло­е­ни­ем за­ря­да по плот­но­сти, то есть в ка­ме­ре сго­ра­ния в рай­оне элек­тро­да све­чи за­жи­га­ния кон­цен­три­ру­ет­ся бо­га­тая топ­ли­во­воз­душ­ная смесь, за­ни­ма­ю­щая незна­чи­тель­ный объ­ем ка­ме­ры сго­ра­ния, ко­то­рая хо­ро­шо под­жи­га­ет­ся. Осталь­ной объ­ем ка­ме­ры сго­ра­ния за­нят чи­стым воз­ду­хом. Кон­цен­тра­ция бо­га­той топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си в рай­оне све­чи за­жи­га­ния поз­во­ля­ет зна­чи­тель­но со­кра­тить вре­мя под­жи­га­ния всей сме­си и вре­мя ее го­ре­ния, что су­ще­ствен­но умень­ша­ет ток­сич­ность от­ра­бо­тан­ных га­зов (из-за умень­ше­ния вре­ме­ни и из­ме­не­ния тем­пе­ра­ту­ры хи­ми­че­ской ре­ак­ции).

По­сле вос­пла­ме­не­ния бо­га­той сме­си и на­ча­ла рас­ши­ре­ния го­рит бед­ная смесь с из­бы­точ­ным со­дер­жа­ни­ем кис­ло­ро­да. Обед­не­ние сме­си про­ис­хо­дит за счет боль­ше­го объ­е­ма чи­сто­го ат­мо­сфер­но­го воз­ду­ха в ка­ме­ре сго­ра­ния, что обес­пе­чи­ва­ет бо­лее пол­ное сжи­га­ние топ­ли­ва (как след­ствие — сни­же­ние ток­сич­но­сти).

Го­мо­ге­ни­за­ция (га­зи­фи­ка­ция) топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си, «глу­бо­кое» рас­сло­е­ние за­ря­да по плот­но­сти и по­цик­ло­вая под­го­тов­ка топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си на каж­дый ци­линдр обес­пе­чи­ва­ют ста­биль­ную ра­бо­ту дви­га­те­ля на всех ре­жи­мах.

Вре­мя пе­ре­ход­ных про­цес­сов в раз­ра­бо­тан­ном дви­га­те­ле прак­ти­че­ски рав­но из­ме­не­нию вре­ме­ни впрыс­ка топ­ли­ва фор­сун­кой, что поз­во­ли­ло ре­а­ли­зо­вать но­вый цикл ра­бо­ты дви­га­те­ля — двух­такт­ный цикл с двой­ной про­дув­кой. Раз­ра­бо­тан­ный дви­га­тель ра­бо­та­ет в двух ре­жи­мах — двух­такт­ном и двух­такт­ном цик­ле с двой­ной про­дув­кой (цикл без по­да­чи топ­ли­ва), что поз­во­ля­ет ме­нять ха­рак­те­ри­сти­ку дви­га­те­ля во вре­мя его ра­бо­ты (ана­ло­гов в ми­ро­вом дви­га­те­ле­стро­е­нии нет). На прак­ти­ке это вы­гля­дит так: в ре­жи­ме хо­ло­сто­го хо­да, при ма­лых на­груз­ках и в но­ми­наль­ном ре­жи­ме дви­га­тель ра­бо­та­ет в бо­лее эко­но­мич­ном двух­такт­ном цик­ле с двой­ной про­дув­кой, в на­гру­зоч­ном ре­жи­ме — в двух­такт­ном.

Го­мо­ге­ни­за­ция топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си, «глу­бо­кое» рас­сло­е­ние за­ря­да по плот­но­сти и со­зда­ние усло­вий про­те­ка­ния про­цес­са без жид­кой фа­зы топ­ли­ва в объ­е­ме ра­бо­че­го ци­лин­дра поз­во­ли­ли обес­пе­чить устой­чи­вую ра­бо­ту дви­га­те­ля при сте­пе­ни сжа­тия İ = 12–18 без де­то­на­ции (это при­во­дит к уве­ли­че­нию мак­си­маль­но­го дав­ле­ния в ци­лин­дре, что рав­но­знач­но уве­ли­че­нию мощ­но­сти).

Та­ким об­ра­зом, в раз­ра­бо­тан­ном дви­га­те­ле ре­а­ли­зо­ва­ны все усло­вия сме­се­об­ра­зо­ва­ния и сжи­га­ния топ­ли­ва, обес­пе­чи­ва­ю­щие эко­ло­ги­че­ски чи­стый и эко­но­мич­ный про­цесс:

— бен­зин по­сле жид­кост­но­го до­зи­ро­ва­ния, пе­ред впрыс­ком в ра­бо­чий

ци­линдр, пе­ре­во­дит­ся в га­зо­вую фа­зу (смесь го­мо­ген­на);

— ра­бо­чая смесь на всех ре­жи­мах, кро­ме внеш­ней ха­рак­те­ри­сти­ки, бед­ная;

— ра­бо­чая смесь воз­ле све­чи за­жи­га­ния ло­каль­но обо­га­ще­на при всех ре­жи­мах ра­бо­ты по­сред­ством рас­сло­е­ния за­ря­да;

— вы­ше­ука­зан­ные усло­вия вы­пол­ня­ют­ся в каж­дом ци­лин­дре, в каж­дом цик­ле при лю­бых ре­жи­мах ра­бо­ты дви­га­те­ля;

— дрос­се­ли­ро­ва­ние на­пол­не­ния ра­бо­че­го ци­лин­дра чи­стым воз­ду­хом от­сут­ству­ет на всех ре­жи­мах;

— от­сут­ству­ют усло­вия для об­ра­зо­ва­ния де­то­на­ции, что обес­пе­чи­ло ста­биль­ную ра­бо­ту дви­га­те­ля на по­вы­шен­ных сте­пе­нях сжа­тия во всем диа­па­зоне ре­жи­мов ра­бо­ты дви­га­те­ля;

— от­сут­ствие усло­вий об­ра­зо­ва­ния де­то­на­ции во вре­мя ра­бо­ты дви­га­те­ля сде­ла­ло его мно­го­топ­лив­ным. Он успеш­но ра­бо­тал на бен­зине с ок­та­но­вым чис­лом 72; бен­зине «ка­ло­ша» с ок­та­но­вым чис­лом 52–54, ди­зель­ном топ­ли­ве при сте­пе­ни сжа­тия İ = 13–18.

По ос­нов­ным при­зна­кам про­цес­са раз­ра­бо­тан­ный бен­зи­но­вый дви­га­тель ра­бо­та­ет как ди­зель­ный при пол­ном на­пол­не­нии ра­бо­че­го ци­лин­дра воз­ду­хом на всех ре­жи­мах и из­ме­не­нии мощ­но­сти за счет из­ме­не­ния ка­че­ства сме­си (в от­ли­чии от бен­зи­но­вых, в ко­то­рых из­ме­не­ние мощ­но­сти про­ис­хо­дит за счет из­ме­не­ния ко­ли­че­ства сме­си), что обес­пе­чи­ва­ет ему ос­нов­ные пре­иму­ще­ства ди­зель­но­го дви­га­те­ля — эко­но­мич­ность, эко­ло­гич­ность, и, что са­мое глав­ное, кру­тя­щий мо­мент с «низ­ких» обо­ро­тов. Од­на­ко с уче­том воз­мож­но­сти бен­зи­но­во­го дви­га­те­ля, в от­ли­чие от ди­зель­но­го, устой­чи­во ра­бо­тать при бо­лее вы­со­ких обо­ро­тах (до 10 000 об/мин — бен­зи­но­вый, 4800 — ди­зель­ный) мощ­ность бен­зи­но­во­го ДВС вы­ше. Из фор­му­лы мощ­но­сти ДВС N = M × n, где М — кру­тя­щий мо­мент ДВС, n — ча­сто­та вра­ще­ния дви­га­те­ля, вы­вод оче­ви­ден.

Объ­еди­не­ние пре­иму­ществ ди­зель­но­го дви­га­те­ля, обес­пе­чи­ва­ю­ще­го вы­со­кий мо­мент ДВС, с воз­мож­но­стью бен­зи­но­во­го дви­га­те­ля устой­чи­во ра­бо­тать при зна­чи­тель­но боль­шей ча­сто­те вра­ще­ния, за счет но­вой бо­лее эф­фек­тив­ной си­сте­мы сме­се­об­ра­зо­ва­ния и сжи­га­ния топ­ли­ва обес­пе­чи­ва­ет ха­рак­те­ри­сти­ки но­во­го ДВС, ра­нее недо­сти­жи­мые из­вест­ны­ми пер­спек­тив­ны­ми раз­ра­бот­ка­ми.

КПД и струк­ту­ра рас­пре­де­ле­ния по­терь в ДВС

По­те­ри несго­рев­ше­го топ­ли­ва, при са­мом со­вер­шен­ном спо­со­бе по­да­чи в ра­бо­чий ци­линдр, непо­сред­ствен­ном впрыс­ке, — 25%. При непо­сред­ствен­ном впрыс­ке топ­ли­ва в ра­бо­чий ци­линдр при вы­со­ком дав­ле­нии все рав­но мы име­ем жид­кую фа­зу топ­ли­ва, хоть и мел­ко­дис­перс­ную, что улуч­ша­ет усло­вия сго­ра­ния топ­ли­ва за счет боль­шей пло­ща­ди ис­па­ре­ния жид­кой фа­зы. Топ­ли­во в жид­кой фа­зе не го­рит. Необ­хо­ди­мо вре­мя для его га­зи­фи­ка­ции, ко­то­ро­го при хо­де порш­ня к ВМТ недо­ста­точ­но для пол­ной га­зи­фи­ка­ции топ­ли­ва, что опре­де­ля­ет непол­но­ту сго­ра­ния топ­ли­ва и его по­те­ри — до 25%.

В раз­ра­бо­тан­ном ДВС топ­ли­во­воз­душ­ная смесь го­то­вит­ся в те­че­ние не ме­нее 500° уг­ла по­во­ро­та ко­лен­ва­ла ДВС в ком­прес­сор­ном ци­лин­дре, это­го бо­лее чем до­ста­точ­но для пе­ре­во­да ее в га­зо­вую фа­зу и фор­ми­ро­ва­ния го­мо­ген­ной (од­но­род­ной по со­ста­ву) топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си.

В раз­ра­бо­тан­ном ДВС из­ме­не­на и за­па­тен­то­ва­на но­вая ка­ме­ра сго­ра­ния в со­че­та­нии с ком­прес­сор­ным ци­лин­дром, что поз­во­ли­ло в рай­оне элек­тро­да све­чи за­жи­га­ния сфор­ми­ро­вать бо­га­тую топ­ли­во­воз­душ­ную смесь, ко­то­рая хо­ро­шо под­жи­га­ет­ся, а осталь­ной объ­ем за­пол­нить ат­мо­сфер­ным воз­ду­хом, ко­то­рый обед­ня­ет топ­ли­во­воз­душ­ную смесь по­сле под­жи­га­ния до со­сто­я­ния 75:1 при ча­сто­те вра­ще­ния 500 об/мин — хо­ло­стой ход (ста­хо­мет­ри­че­ское — иде­аль­ное со­от­но­ше­ние топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си 15:1, где 15 ча­стей воз­ду­ха и од­на часть топ­ли­ва).

Со­от­но­ше­ние топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си 75:1 со­от­вет­ству­ет ко­эф­фи­ци­ен­ту из­быт­ка воз­ду­ха NJ = 5, что се­го­дня недо­сти­жи­мо на ди­зель­ных ДВС.

Это зна­чи­тель­но сни­жа­ет до­лю несго­рев­ше­го топ­ли­ва и, как след­ствие, по­вы­ша­ет теп­ло­вой КПД ДВС.

По­те­ри теп­ла че­рез си­сте­му охла­жде­ния рав­ны 30–35%.

В раз­ра­бо­тан­ном дви­га­те­ле нет си­сте­мы охла­жде­ния в ее при­выч­ном ис­пол­не­нии. Ка­ме­ра сго­ра­ния, пор­шень, ци­линдр, блок ци­лин­дров ис­поль­зу­ют­ся как ак­ку­му­ля­тор теп­ла (энер­гии). Ста­биль­ная ра­бо­та дви­га­те­ля, без про­пус­ков, обес­пе­чи­ла воз­мож­ность ис­поль­зо­вать для со­вер­ше­ния по­лез­ной ра­бо­ты охла­жден­ный воз­дух, во­ду или пе­ре­увлаж­нен­ный воз­дух, по­да­вая его в ра­бо­чий ци­линдр в цик­ле без по­да­чи топ­ли­ва, ис­поль­зуя на­коп­лен­ное теп­ло де­та­ля­ми ДВС.

Та­ких цик­лов мо­жет быть несколь­ко меж­ду цик­ла­ми по­да­чи топ­ли­ва. Все за­ви­сит от ин­тер­ва­ла тем­пе­ра­тур вклю­че­ния и от­клю­че­ния сиг­на­ла по­да­чи топ­ли­ва, на ко­то­рый на­стро­ен дви­га­тель. Пред­по­ло­жим, ин­тер­вал тем­пе­ра­ту­ры бло­ка ци­лин­дров — мак­си­мум 100 °С, ми­ни­мум 95 °С. При до­сти­же­нии 100 °С по­да­ча топ­ли­ва от­клю­ча­ет­ся, а при охла­жде­нии до 95 °С вклю­ча­ет­ся. В ин­тер­ва­ле охла­жде­ния бло­ка на 5 °С мо­жет прой­ти несколь­ко цик­лов без по­да­чи топ­ли­ва за счет ак­ку­му­ли­ро­ван­но­го теп­ла.

Бе­з­услов­но, это ве­дет к зна­чи­тель­но­му по­вы­ше­нию КПД ДВС.

Ме­ха­ни­че­ские по­те­ри со­став­ля­ют до 20%. Без спе­ци­аль­но­го ис­сле­до­ва­ния ра­бо­ты но­во­го ДВС од­но­знач­но опре­де­лить этот по­ка­за­тель нель­зя. Вве­де­ние в его ра­бо­ту ком­прес­сор­но­го ци­лин­дра, на каж­дый ра­бо­чий ци­линдр, при­во­дит к уве­ли­че­нию ме­ха­ни­че­ских по­терь. Но дви­га­тель ра­бо­та­ет в двух­такт­ном цик­ле, с пет­ле­вой про­дув­кой (нет кла­па­нов), что зна­чи­тель­но сни­жа­ет ме­ха­ни­че­ские по­те­ри.

По­лу­чив оше­лом­ля­ю­щие ре­зуль­та­ты, спо­соб­ные про­сто пе­ре­вер­нуть всю ми­ро­вую энер­ге­ти­ку и

транс­порт­ный ком­плекс (да и в це­лом эко­но­ми­ку), изоб­ре­та­тель Сер­ге­ев не оста­но­вил­ся на до­стиг­ну­том и про­дол­жил экс­пе­ри­мен­ты, изу­чая воз­мож­но­сти ра­бо­ты опыт­но­го об­раз­ца с ис­поль­зо­ва­ни­ем во­ды. Де­ло в том, что в ка­ме­ре сго­ра­ния ДВС со­зда­ют­ся усло­вия для раз­ло­же­ния во­ды на во­до­род и кис­ло­род. По­это­му он на­чал по­да­вать во­ду в ка­ме­ру сго­ра­ния во вре­мя под­жи­га­ния топ­ли­во­воз­душ­ной сме­си. Ре­зуль­та­ты экс­пе­ри­мен­та под­твер­ди­ли раз­ло­же­ние во­ды на во­до­род и кис­ло­род, что вы­ра­зи­лось в умень­ше­нии рас­хо­да топ­ли­ва на 50% при тех же на­груз­ках, уве­ли­че­нии со­дер­жа­ния кис­ло­ро­да в от­ра­бо­тан­ных га­зах на 10% и уве­ли­че­нии ко­ли­че­ства во­ды в вы­хлоп­ной си­сте­ме за счет вос­ста­нов­ле­ния во­до­ро­да и кис­ло­ро­да в во­де по­сле сни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры и дав­ле­ния в вы­пуск­ной си­сте­ме. Ре­зуль­тат ста­биль­но под­твер­ждал­ся на ди­зель­ном топ­ли­ве в се­рии экс­пе­ри­мен­тов и был за­фик­си­ро­ван как пер­спек­тив­ный для даль­ней­ших се­рьез­ных ис­сле­до­ва­ний.

Алек­сандр Сер­ге­ев по­ка­зал раз­ра­бот­ки спе­ци­а­ли­стам ка­фед­ры теп­ло­вых дви­га­те­лей Са­мар­ско­го на­ци­о­наль­но­го ис­сле­до­ва­тель­ско­го уни­вер­си­те­та им. С. П. Ко­ро­ле­ва — од­но­го из ос­нов­ных рос­сий­ских на­уч­ных кол­лек­ти­вов, спе­ци­а­ли­зи­ру­ю­щих­ся на ДВС. Они при­е­ха­ли в То­льят­ти бук­валь­но на сле­ду­ю­щий день по­сле по­лу­че­ния пись­ма. Де­ле­га­цию воз­гла­вил ака­де­мик Рос­сий­ской ака­де­мии транс­пор­та, член-кор­ре­спон­дент Рос­сий­ской ака­де­мии кос­мо­нав­ти­ки, док­тор тех­ни­че­ских на­ук, про­фес­сор Вла­ди­мир Би­рюк — уче­ный с ми­ро­вым име­нем, глав­ный экс­перт Ра­кет­но-кос­ми­че­ской кор­по­ра­ции «Энер­гия», «Рос­кос­мо­са», Мин­пром­тор­га и дру­гих ве­домств. В со­став ко­мис­сии так­же во­шли глав­ный ин­же­нер на­уч­но­го цен­тра га­зо­ди­на­ми­че­ских ис­сле­до­ва­ний Игорь Нип­пард, ин­же­нер Алек­сей Горш­ка­лев и за­ве­ду­ю­щий ла­бо­ра­то­ри­ей ДВС Са­мар­ско­го уни­вер­си­те­та кан­ди­дат тех­ни­че­ских на­ук Дмит­рий Сар­мин. В ин­тер­вью «Экс­пер­ту» Вла­ди­мир Би­рюк рас­ска­зал, что был по­ра­жен уви­ден­ным в То­льят­ти, но по­сле про­вер­ки всех по­ка­за­те­лей дви­га­те­ля ни­ка­ких со­мне­ний не оста­лось. Вы­езд­ная ко­мис­сия при­ня­ла за­клю­че­ние о необ­хо­ди­мо­сти ре­а­ли­за­ции это­го про­ек­та в при­о­ри­тет­ном по­ряд­ке.

Про­то­кол сов­мест­но­го со­ве­ща­ния гла­сит: «Об­суж­да­ли ра­бо­ту ра­бо­че­го ма­ке­та од­но­ци­лин­дро­во­го двух­такт­но­го дви­га­те­ля внут­рен­не­го сго­ра­ния с тех­ни­че­ски­ми ха­рак­те­ри­сти­ка­ми и по­ка­за­те­ля­ми, пре­вы­ша­ю­щи­ми су­ще­ству­ю­щие в ми­ро­вом дви­га­те­ле­стро­е­нии ана­ло­ги. Ос­нов­ным от­ли­чи­ем дан­но­го дви­га­те­ля яв­ля­ет­ся: прин­ци­пи­аль­но но­вая схе­ма сме­се­об­ра­зо­ва­ния и сжи­га­ния топ­ли­ва, обес­пе­чи­ва­ю­щая прак­ти­че­ски пол­ное сжи­га­ние топ­ли­ва с ко­эф­фи­ци­ен­том из­быт­ка воз­ду­ха на ре­жи­мах хо­ло­сто­го хо­да и ча­стич­ных на­груз­ках в ин­тер­ва­ле 1,2 ≤ Ȝ ≤ 5, что обес­пе­чи­ло зна­чи­тель­ное сни­же­ние рас­хо­да топ­ли­ва на этих ре­жи­мах и сни­зи­ло ток­сич­ность от­ра­бо­тан­ных га­зов. СО = 0,01–0,1%, СН = 250–350, СО2 = 3–5%, О2 = 12–18%. Но­вые ре­ше­ния сме­се­об­ра­зо­ва­ния и сжи­га­ния топ­ли­ва за­щи­ще­ны па­тен­та­ми РФ, США и Япо­нии. Дан­ный дви­га­тель яв­ля­ет­ся мно­го­топ­лив­ным и мо­жет ра­бо­тать в ре­жи­ме хо­ло­сто­го хо­да и ча­стич­ных на­груз­ках в двух­такт­ном цик­ле с двой­ной про­дув­кой, сни­жая рас­ход топ­ли­ва на этих ре­жи­мах, и двух­такт­ном цик­ле на мощ­ност­ных ре­жи­мах, что поз­во­ля­ет раз­вить мак­си­маль­ную мощ­ность дви­га­те­ля. Де­мон­стра­ция и об­суж­де­ние ра­бо­ты од­но­ци­лин­дро­вой мо­де­ли пред­став­лен­но­го ДВС поз­во­ля­ет при­нять ре­ше­ние: при­знать це­ле­со­об­раз­ным со­зда­ние сов­мест­ной ра­бо­чей груп­пы для даль­ней­шей раз­ра­бот­ки и из­го­тов­ле­ния опыт­но­го об­раз­ца дви­га­те­ля объ­е­мом 2 л, мощ­но­стью 250–300 л. с., с кру­тя­щим мо­мен­том не ме­нее 300 Н·м и мас­сой не бо­лее 150 кг, при­знать це­ле­со­об­раз­ным раз­ра­бот­ку опыт­но­го об­раз­ца дви­га­те­ля мощ­но­стью 30–35 л. с. при ми­ни­маль­ной мас­се».

Ин­но­ва­ци­он­ные тор­мо­за

Пред­ва­ри­тель­ный вы­вод, ко­то­рый мож­но сде­лать по ре­зуль­та­там ра­бо­ты экс­пе­ри­мен­таль­но­го об­раз­ца, сле­ду­ю­щий: тер­ми­че­ский КПД бен­зи­но­во­го ДВС мо­жет быть не ни­же КПД ди­зель­ных дви­га­те­лей и ра­вен 35–55%. А ре­а­ли­за­ция всех за­па­тен­то­ван­ных Алек­сан­дром Сер­ге­е­вым тех­ни­че­ских ре­ше­ний даст

воз­мож­ность до­стиг­нуть КПД 60%, что поз­во­лит зна­чи­тель­но со­кра­тить по­треб­ле­ние топ­ли­ва по срав­не­нию с су­ще­ству­ю­щи­ми со­вре­мен­ны­ми дви­га­те­ля­ми внут­рен­не­го сго­ра­ния с од­но­вре­мен­ным зна­чи­тель­ным сни­же­ни­ем ток­сич­но­сти от­ра­бо­тан­ных га­зов. И элек­тро­мо­би­ли, цен­ность ко­то­рых за­клю­че­на в их эко­ло­гич­но­сти, бу­дут про­сто не нуж­ны. Ведь для них нуж­но со­зда­вать от­дель­ную сер­вис­но-за­пра­воч­ную ин­фра­струк­ту­ру, оце­ни­ва­е­мую толь­ко в на­шей стране в де­сят­ки мил­ли­ар­дов дол­ла­ров, и стро­ить до­ро­го­сто­я­щие цен­тры ути­ли­за­ции ба­та­рей.

Для раз­ра­бот­ки тео­рии ра­бо­ты но­во­го ДВС, на ба­зе ко­то­рой мож­но бу­дет че­рез мас­шта­би­ро­ва­ние со­зда­вать дви­га­те­ли раз­ной мощ­но­сти, необ­хо­ди­мо по­стро­ить дви­га­те­ли с но­вы­ми тех­ни­че­ски­ми ре­ше­ни­я­ми и про­ве­сти ком­плекс­ные ис­сле­до­ва­ния их ра­бо­ты. А это уже не под си­лу изоб­ре­та­те­лю-оди­ноч­ке. По су­ти, у него несколь­ко ва­ри­ан­тов. Пер­вый — до­сту­чать­ся до го­су­дар­ства, на каж­дом уг­лу кри­ча­ще­го о необ­хо­ди­мо­сти слезть с неф­тя­ной иг­лы, и про­во­дить даль­ней­шую ра­бо­ту са­мо­сто­я­тель­но, но на сред­ства раз­лич­ных гос­про­грамм (на­при­мер, по ли­нии Мин­пром­тор­га, Скол­ко­во или РФПИ). Вто­рой — взять го­су­дар­ство в стра­те­ги­че­ские ин­ве­сто­ры. Тре­тий путь: не за­мо­ра­чи­вать­ся с на­шей бю­ро­кра­ти­ей и най­ти част­но­го стра­те­ги­че­ско­го ин­ве­сто­ра — вен­чур­ный фонд или ком­па­нию с вы­со­ки­ми тех­но­ло­ги­че­ски­ми ком­пе­тен­ци­я­ми. Бла­го это уже бу­дут не рис­ко­вые по­сев­ные ин­ве­сти­ции на на­чаль­ном эта­пе, а вло­же­ния в до­вод­ку го­то­вой тех­но­ло­гии (око­ло 150 млн руб­лей) и пер­вич­ное ин­ду­стри­аль­ное мас­шта­би­ро­ва­ние (еще при­мер­но 150). И по­след­ний, чет­вер­тый, ва­ри­ант — это недав­но на­чав­ший раз­ви­тие в Рос­сии кра­удин­ве­стинг, ко­гда про­ект вы­кла­ды­ва­ет­ся в пуб­лич­ном про­стран­стве на ин­тер­нет­плат­фор­ме и про­во­дит­ся что-то вро­де на­род­но­го IPO — сбор де­нег от тех, кто по­ни­ма­ет и до­ве­ря­ет, в об­мен на ак­ции но­вой ком­па­нии. Так, кста­ти, на­чи­на­ли свой путь мно­гие за­пад­ные кон­цер­ны, ныне ли­де­ры гло­баль­ных рын­ков (в том чис­ле Apple). Се­го­дня те, кто в 1980-е от­дал свои де­сять бак­сов «яб­лоч­ни­кам», вла­де­ют па­ке­та­ми ак­ций в мил­ли­о­ны дол­ла­ров. В слу­чае с но­вой ком­па­ни­ей Сер­ге­е­ва мас­штаб ро­ста мо­жет быть со­по­ста­ви­мым, а мо­жет быть и боль­ше, ведь по сте­пе­ни эко­но­ми­че­ско­го эф­фек­та его тех­но­ло­гии про­сто ре­во­лю­ци­он­ны.

О воз­мож­ном пя­том ва­ри­ан­те, а имен­но о про­да­же за ру­беж уже го­то­вым к со­труд­ни­че­ству ком­па­ни­ям, не хо­чет­ся и ду­мать.

По пер­вым трем тра­ек­то­ри­ям Сер­ге­ев уже пред­при­нял дей­ствия, но ре­зуль­тат ока­зал­ся ну­ле­вым. Все толь­ко удив­ля­ют­ся уви­ден­но­му и по­здрав­ля­ют с от­кры­ти­ем, но де­нег да­вать не то­ро­пят­ся. «Ро­стех» да­же не стал рас­смат­ри­вать про­ект, не­смот­ря на ав­то­ри­тет­ное мне­ние ве­ду­щих от­рас­ле­вых спе­ци­а­ли­стов. Про­из­во­ди­тель бес­пи­лот­ни­ков ком­па­ния «Крон­штадт», по­ап­ло­ди­ро­вав изоб­ре­те­нию, со­об­щи­ла, что за­ни­ма­ет­ся адап­та­ци­ей ав­стрий­ско­го дви­га­те­ля Rotex для оте­че­ствен­ных нужд, а на соб­ствен­ные раз­ра­бот­ки дви­га­те­ля у них нет ни вре­ме­ни, ни же­ла­ния.

Кор­по­ра­ция «Урал­ва­гон­за­вод» ве­ла пе­ре­го­во­ры с Сер­ге­е­вым о раз­ра­бот­ке ком­пакт­но­го ДВС, обес­пе­чи­ва­ю­ще­го жиз­не­де­я­тель­ность тан­ка «Ар­ма­та» при от­клю­чен­ном ос­нов­ном дви­га­те­ле во вре­мя сто­я­нок, что зна­чи­тель­но про­дле­ва­ет его ре­сурс и сни­жа­ет рас­ход топ­ли­ва. Од­на­ко на УВЗ сме­ни­лось ру­ко­вод­ство, и об этих пла­нах про­сто за­бы­ли.

В глав­ном ин­сти­ту­те ав­то­про­мыш­лен­но­сти — НА­МИ — в от­вет на ис­чер­пы­ва­ю­щий кейс до­ку­мен­та­ции и ви­део ра­бо­ты экс­пе­ри­мен­таль­но­го дви­га­те­ля при­сла­ли от­вет, в ко­то­ром утвер­жда­ет­ся, что «га­зи­фи­ка­ция топ­ли­ва в ком­прес­сор­ном ци­лин­дре при­ве­дет к са­мо­вос­пла­ме­не­нию и вы­хо­ду из строя дви­га­те­ля». Ре­ше­ние од­но­знач­ное: это­го не мо­жет быть. Да, вос­пла­ме­не­ние мо­жет про­ис­хо­дить при опре­де­лен­ных усло­ви­ях в ком­прес­сор­ном ци­лин­дре. Но тех­но­ло­гия Сер­ге­е­ва как раз и со­зда­ет усло­вия, в ко­то­рых эти про­бле­мы сни­ма­ют­ся.

На ВАЗе — круп­ней­шем в Рос­сии ав­то­про­из­во­ди­те­ле — ска­за­ли, что их устра­и­ва­ют ва­зов­ские ДВС и за­ни­мать­ся ин­но­ва­ци­я­ми в об­ла­сти дви­га­те­ле­стро­е­ния кон­церн не на­ме­рен.

Ряд ком­па­ний ин­те­ре­со­ва­лись про­из­вод­ством су­пер­эко­но­мич­ных мо­тор­ге­не­ра­то­ров с пер­спек­ти­вой их вы­во­да на ми­ро­вой ры­нок, но рас­хо­ды на НИОКР они, опять-та­ки, пред­ла­га­ют най­ти где-то в дру­гом ме­сте, а возь­мут­ся за уже сер­ти­фи­ци­ро­ван­ное и го­то­вое к мас­со­вой про­да­же из­де­лие.

И так вез­де. Ге­не­раль­ный ди­рек­тор ком­па­нии «Ла­да-спорт» (раз­ра­бот­чик и про­из­во­ди­тель спор­тив­ных ав­то­мо­би­лей на ба­зе ва­зов­ской про­дук­ции, вхо­дит в груп­пу ВАЗ) Вла­ди­слав Не­зван­кин, изу­чив­ший дви­га­тель Сер­ге­е­ва, в ин­тер­вью «Экс­пер­ту» от­ме­тил: «Идея ге­ни­аль­ная — до­ве­сти КПД бен­зи­но­во­го до ди­зель­но­го и, воз­мож­но, пре­взой­ти его, имен­но си­сте­мой га­зо­рас­пре­де­ле­ния. Сей­час в лю­бом слу­чае, что­бы до­ве­сти его до про­мо­браз­ца, нуж­но фи­нан­си­ро­ва­ние. А даль­ше мож­но ин­ду­стри­а­ли­зи­ро­вать, за­каз­чи­ков у это­го мо­то­ра мо­жет быть очень мно­го в раз­ных от­рас­лях. Про­ект ин­те­рес­ный и тех­ни­че­ски кра­си­вый, бы­ло бы хо­ро­шо, ес­ли бы он в Рос­сии ре­а­ли­зо­вал­ся, а не на За­па­де, как это все­гда бы­ва­ет».

Ме­диа­хол­динг «Экс­перт» при­зы­ва­ет рос­сий­ских пред­при­ни­ма­те­лей от­клик­нуть­ся на при­зыв и со­вер­шить-та­ки ин­ве­сти­ци­он­ное чу­до в Рос­сии.

По­тен­ци­аль­ных за­ин­те­ре­со­ван­ных ин­ве­сто­ров, го­то­вых участ­во­вать в про­ек­те, про­сим свя­зать­ся с на­ми по элек­трон­ной по­чте: [email protected] или [email protected]

Про­фес­сор Вла­ди­мир Би­рюк рас­ска­зал, что был по­ра­жен уви­ден­ным в То­льят­ти, но по­сле про­вер­ки всех по­ка­за­те­лей дви­га­те­ля ни­ка­ких со­мне­ний не оста­лось. (На фо­то: по­ка­за­ния га­зо­ана­ли­за­то­ра при ра­бо­те дви­га­те­ля)

Изоб­ре­та­тель Алек­сандр Сер­ге­ев у экс­пе­ри­мен­таль­но­го дви­га­те­ля

Тех­ни­че­ские ре­ше­ния, ис­поль­зо­ван­ные в но­вом дви­га­те­ле, за­щи­ще­ны па­тен­та­ми США, Япо­нии и Рос­сии

Newspapers in Russian

Newspapers from Russia

© PressReader. All rights reserved.