Анатолий Дружинин - Как сделать двигатель лучше. Новые поршневые кольца

Как сделать двигатель лучше

Новые поршневые кольца

Анатолий Матвеевич Дружинин

Редактор Фарида Бинятулловна Мирзамова

© Анатолий Матвеевич Дружинин, 2017

ISBN 978-5-4485-4027-1

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Аннотация

В книге представлена дополненная и переработанная информация предыдущих изданий, адаптированная к потребностям мощных и сверхмощных дизелей и компрессоров, используя новые поршневые скользящие компрессионные и скоблящие маслосъемные кольца, объединенные в одну конструкцию, которая позволяет увеличить мощность двигателя, уменьшить расход топлива, увеличить сроки замены масла, улучшить экологические показатели двигателей.

Конструкция исключает применение турбонаддува во всех видах ДВС.

Обоснована ущербность ГОСТ 621—87, ГОСТ Р 53843—2010 (Кольца поршневые).

Созданы условия практического применения воды в рабочих процессах ДВС, а также замещения четырехтактных двигателей более эффективными двухтактными.

Книга будет полезна инженерно-техническим работникам моторостроительных предприятий, ученым и специалистам проектно-технологических институтов, студентам высших и средних учебных заведений, а также представит интерес слушателям факультетов и институтов повышения квалификации, автошколам при изучении теории и практики ДВС.

Об авторе

Дружинин Анатолий Матвеевич, 1935 г.р., кандидат технических наук, доцент Казанского научно-исследовательского технического университета им. А. Н. Туполева. Профессиональный технолог по авиационным, ракетным двигателям и двигателям внутреннего сгорания. Проблему повышения эффективности ДВС исследует более 30-ти лет, первое изобретение «Поршневое уплотнение для ДВС (Авторское свидетельство, SU, №1388572), 1986г, (всего изобретений 35 и 6 патентов на полезные модели).

Результаты исследований опубликованы в 8-ми номерах научно-технического журнала «Вестник машиностроения», переведены на английский и распространены по всему миру. Изданы две книги: Цилиндропоршневая группа двигателей и компрессоров: 100% инновационных элементов ЦПГ / Анатолий Матвеевич Дружинин. – [б. м.]: Издательские решения, 2016. – 238 с. и Модернизация двигателей внутреннего сгорания: цилиндропоршневая группа нового поколения, – М.: Инфра – Инженерия, 2017. – 150с.

Награжден Дипломом «За лучшую инновационную идею «Новые поршневые уплотнения для двигателей внутреннего сгорания республиканского конкурса «50 лучших инновационных идей Республики Татарстан», 2006г.

Предисловие

«Теория без практики мертва»

Практика без теории убога. Гармония теории и практики – путь к совершенству.

Название книги унаследовано от статьи «Как сделать двигатель лучше?», опубликованной в очень авторитетном в ученом мире журнале Вестник машиностроения, который входит в перечень утвержденных ВАК РФ для публикации трудов соискателей ученых степеней [1]. Журнал переводится на английский язык, переиздается и распространяется во всем мире фирмой «Аллертон Пресс» (США).

Надо было иметь серьезные научные достижения, что-то новое, интересующее теоретиков и практиков, специалистов по двигателям внутреннего сгорания, чтобы опубликовать свои изыскания в столь авторитетном журнале. Очевидно, такие основания были. Подтверждением тому стала последующая серия статей не только в этом журнале, но и в профильном журнале Автомобильная промышленность.

Книга представляет новую редакцию, опубликованной ранее книги автора «Цилиндропоршневая группа двигателей и компрессоров: 100% инновационных элементов ЦПГ» [3]. За прошедшее время произошли определенные перемены, содержание книги пополнилось новой информацией, получены патенты на изобретения, в тексте проведены некоторые уточнения, поправки, отражены наиболее значимые практические предложения, конструкции, обоснования их технологической реализации.

Автор еще раз напоминает о том, что в результате многолетних исследований, поиска причин незакономерно низкой эффективности более ста лет используемого энергетического изделия, коим является двигатель, специалист технолог увидел принципиальную ошибку проектантов в самой ответственной части конструкции двигателя внутреннего сгорания (ДВС) – цилиндропоршневой группе (ЦПГ).

Причем, эта ошибка претендовала на научно-техническую сенсацию, ибо впервые было опубликовано одно из основных доказательств этого события – газодинамическая схема работы поршневого компрессионного кольца, которая открыла новое направление проектирования элементов ЦПГ. В этом издании акцентировано внимание специалистов на поведение газодинамики на различных тактах рабочего цикла двигателя. Появилась хорошая перспектива по-настоящему начать совершенствование двигателя, как в процессе проектирования и изготовления, так и в процессе эксплуатации во время плановых или внеплановых ремонтов.

Казалось бы, что ученые, специалисты – мотористы, мировое двигателестроение получили информационный материал, который настолько актуален, что потребовал принятия срочных мер по его реализации, чтобы исправить явно ненормальное положение, в котором находится двигателестроение. Но…

Прошло более десяти лет, интереса у научной общественности, как не было, так и нет. Не только журнальные статьи, но и опубликованные автором учебные пособия, остаются невостребованными. Загадка, которую автору надо было решать и, надо полагать, он ее решил. Обо всем научном и около научном более подробно изложено в предлагаемом издании. Здесь же коротко отражены следующие соображения автора.

Рассматривая научно-технический прогресс, состояние современной науки, сравнивая с тем, что было несколько десятилетий назад, видишь принципиальные изменения в человеческом отношении ко всему этому. В этом смысле наиболее показательна, может быть проблема повышения эффективности ДВС, необходимость «сделать двигатель лучше». Кажется все ясно, все понятно, изучай и делай двигатель лучше.

Может показаться странным, но автору пришлось столкнуться с некоторыми обстоятельствами, которые не способствовали решению проблемы повышения эффективности двигателей. Оказалось, что не все так единодушны в принятии того, что предлагается для улучшения ДВС. Совершенствование двигателя, связанное с принципиальными изменениями его конструкции, вызывают одобрение одних и сопротивление других. Попробуем разобраться в этих противоречиях.

Начнем с истоков рождения изделия, с проектантов. Конструкторы зачастую разрабатывают более сложную конструкцию, забывая о том, что «простота – сестра таланта» и «лучшее – враг хорошего». В нашем изложении мы увидим конкретный пример – «впечатляющий», активно рекламируемый и повсеместно применяемый «турбонаддув» двигателей. Нецелесообразность применения «наддува», охватившего ученых и специалистов – мотористов, автор постарался доходчиво объяснить в своей работе [2].

Одной из основных причин искусственного «тормоза» в проводимых теоретических и практических исследованиях, как ни странно, оказались государственные стандарты. Автору пришлось в этом вопросе разобраться и обратиться в Росстандарт и направить статью, «Какой ГОСТ лучше?» в журнал Вестник машиностроения, редколлегия которого после долгого изучения, без каких-либо объяснений, сняла статью с публикации. Учитывая то обстоятельство, что для автора это впервые, а статья уже анонсирована в СМИ, было принято решение поместить ее в заключении этой книги, полагая, что читатель поймет, почему статью не опубликовали и сделает для себя определенные выводы, в том числе, стоит ли пользоваться этими стандартами.

Следующий в цепочке интересантов ДВС стоит изготовитель. Можно подумать, что его задача изготовить то, что сотворили проектировщики. Но это тоже не совсем так. Его не интересует «простота» конструкции, ему в большей степени, импонирует более сложная техника с большей добавленной стоимостью и большим спросом на его продукцию. Может быть, он желает, чтобы ресурс двигателя был больше? Но этот вопрос он может решать только с точки зрения конкуренции, а вообще-то, чем меньше ресурс изделия, тем большее количество его планируется к выпуску.

Между прочим, есть еще большое количество людей, для которых увеличение ресурса двигателя нежелательно, это широкая разветвленная сеть сервисных служб и ремонтных предприятий, коих великое множество и, соответствующих им, миллионов рабочих мест, за увеличение которых так ратует государство.

Уменьшение расхода топлива и масла, по известным причинам, не воодушевляет нефтяников, производителей ГСМ. Между прочим, и государство не сочувствует изобретателю, по «вине» которого происходит потеря рабочих мест, а это увеличение процента безработицы, уменьшение потребления нефтяных продуктов приводит к снижению поступлений налогов в бюджет государства.