Клин клином вышибают

На Петропавловском заводе тяжелого машиностроения создана экспериментальная модель клинопоршневого двигателя, переворачивающего привычные представления о моторе как таковом

Клин клином вышибают

Двигателю внутреннего сгорания существующей конструкции – более века. Однако как минимум 20 лет назад в техническом мире заговорили о том, что творение Николауса Отто и Рудольфа Дизеля уже не может соответствовать высоким запросам современности. Попытки замены главной детали двигателя будоражат умы конструкторов, но, похоже, достойной альтернативы коленчатому валу, которую бы взял на вооружение весь мир, до сих пор не найдено. Идет напряженный инженерный поиск, и сам процесс его захватывающе интересен.

Топором по традиции

Идею принципиально новой моторной схемы предложил инженер-механик из Петропавловска Владимир Шубнов. Озарение настигло конструктора на собственной даче во время… колки дров: обычный топор-колун, разбивающий березовые поленья, натолкнул на мысль попытаться создать клинопоршневой механизм. «Человечество последовательно изобрело рычаг, клин и колесо. Смею заверить, колоссальные возможности клина мы до сих пор еще не использовали, – говорит Владимир. – Вопрос усовершенствования поршневого кривошипно-шатунного двигателя занимает меня давно. В силу своих конструктивных особенностей коленчатый вал не дает двигателю достигнуть тех оптимальных параметров работы, о чем мечтают инженеры во всем мире. А вот клин может».

Шубнов предложил идею, как превратить возвратно-поступательное движение во вращательное. Это можно сделать, заставив клин одной стороной скользить по неподвижной поверхности вниз, а другой – воздействовать на ротор, «сидящий» на выходном валу. В итоге получается крутящийся момент в три раза больше, чем в привычной модели ДВС. Как следствие, во столько же раз больше выходит мощность на выходном валу двигателя. Практически важно, что новый двигатель позволяет значительно – в полтора–два раза – сократить потребление топлива по сравнению с его «коленвальным» предшественником.

Завод видит перспективу

На состоявшейся весной этого года в Челябинске международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы теории и практики современного двигателестроения» схема двигателя, предложенная конструктором из Петропавловска, вызвала одобрение специалистов. Как резюмировал доктор технических наук профессор Борис Шароглазов, конференция посчитала целесообразным рекомендовать оказать содействие Владимиру Шубнову в проведении работ по изготовлению макетного и опытного образцов клинопоршневого двигателя.

[inc pk='2274' service='media']

Стендовые испытания, проведенные на Петропавловском заводе, что называется, на холодную, подтвердили работоспособность модели. «К кинематике претензий нет, к крутящему моменту – тоже, – говорит Шубнов. – Теперь надо добиваться совершенства по прочим параметрам. Сейчас готовимся к следующему этапу испытаний – на горячую, с применением электросхемы».

Недавно у изобретателя появился дельный соавтор – заместитель генерального директора петропавловского тяжмаша Игорь Шаповалов. Как талантливый инженер, Шаповалов не мог не оценить технические преимущества нового двигателя. А как организатор производства – связанные с ним промышленные перспективы.

 «Патентная история показала, что другой схемы клинопоршневого двигателя не существует. Это действительно уникальный проект. Мы рассчитываем быть производителем модельного ряда этих двигателей с различной комплектацией цилиндров, – говорит г-н Шаповалов. – Такое производство представляется привлекательным еще и потому, что здесь возможно внедрение новых технологий, в частности весьма перспективной технологии быстрого прототипирования, что позволяет изготавливать одновременно несколько модификаций одного изделия. Пока в Казахстане этого не делает никто. Лидеры технологии – Белоруссия и Китай, там сумели поставить на поток послойный синтез макета по компьютерной модели изделия. Современный прототип позволяет не только оценить внешний вид детали, но и проверить элементы конструкции, провести необходимые испытания, изготовить небольшую пробную партию изделий. Для нас очень заманчивым представляется то обстоятельство, что технология прототипирования позволяет сократить сроки подготовки производства в четыре раза, с двух месяцев до 15–20 дней».

Сферы применения нового двигателя достаточно разнообразны. В руководстве предприятия полагают, что клинопоршневой двигатель, во-первых, может вызвать интерес у железнодорожников. До сих пор Казахстан покупает станки с двигателями внутреннего сгорания, необходимые для обслуживания железнодорожных путей, в других странах, таких как Япония, США, Россия. Удачное применение детище Шубнова может найти и во всевозможных средствах малой механизации в сельском хозяйстве, причем наибольшую актуальность представляют перспективы использования экономичного и мощного двигателя в оборудовании для добычи питьевой воды из скважин. «Если ставить на водокачки привычные моторы с высоким потреблением топлива, вода окажется попросту золотой», – говорят специалисты.

Патентная история показала, что другой схемы клинопоршневого двигателя не существует. Мы рассчитываем быть производителем модельного ряда этих двигателей с различной комплектацией цилиндров

Проект по созданию семейства клинопоршневых двигателей внутреннего сгорания, имеющих более высокие технологические характеристики по сравнению с традиционными двигателями, включен на предприятии в число приоритетных. Как сообщили в Северо-Казахстанском департаменте промышленности, ПЗТМ сегодня обсуждает возможность финансирования проекта с государственным АО «Банк развития Казахстана». Его стоимость – 2,1 млн долларов. Параллельно, проинформировали в дирекции предприятия, ведутся переговоры с патентодержателем. Так что при положительном раскладе перспективы серийного производства двигателя Шубнова не за горами.

Статьи по теме:
Казахстан

Не победить, а минимизировать

В Казахстане бизнес-сообщество призывают активнее включиться в борьбу с коррупцией, но начать эту борьбу предлагают с самих себя

Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности

Спецвыпуск

Бремя управлять деньгами

Замедление экономики разводит все дальше банки и реальный сектор

Бизнес и финансы

Номер с дворецким

Карта столичных гостиниц пополнилась новым объектом