Двигатель без коленвала: миф или реальность

Электромагнитный двигатель с КПД > 100%: миф или реальность?

Двигатель без коленвала: миф или реальность

Российский изобретатель Владимир Чернышов представил на суд публики описание модели двигателя на основе постоянного магнита, КПД которого превышает 100%.

Давно уже не секрет, что двигатели с КПД больше 100% считаются невозможными. Их существование противоречит основному закону физики — закону о сохранении энергии.

Энергия не может появиться ниоткуда и исчезнуть в никуда. Она лишь может преобразовываться из одного вида энергии в другую. Например, из электрической в световую (с помощью электрической лампы) или из механической в электрическую (с помощью электрогенератора тока).

Конечно, это справедливо. Любому двигателю нужен источник энергии. Двигателю внутреннего сгорания — бензин, электродвигателю — источник электроэнергии, например, аккумуляторы. Но бензин не вечен, его запас нужно постоянно пополнять, да и аккумуляторы требуют периодической подзарядки.

Однако если использовать источник энергии, который бы не нуждался в пополнении, то есть неисчерпаемый источник энергии, двигатель с КПД больше 100% вполне мог бы иметь право на существование.

На первый взгляд существование такого источника в природе невозможно. Однако это только на первый, неподготовленный, взгляд.

Возьмем, к примеру, гидроэлектростанцию. Вода, собранная в огромное водохранилище, падает с большой высоты плотины и вращает гидротурбину, которая, в свою очередь, вращает электрогенератор. Электрогенератор вырабатывает электроэнергию.

Вода падает под действием гравитации Земли. При этом совершается работа по выработке электроэнергии, хотя гравитация Земли, являясь источником энергии притяжения, не уменьшается. Затем вода под действием излучения Солнца и все той же гравитации снова возвращается в водохранилище. Солнце, конечно, не вечное, но на пару миллиардов лет его хватит.

Ну а гравитация опять совершает работу, вытягивая влагу из атмосферы, и опять не уменьшаясь ни на йоту. По своей сути гидроэлектростанция является гидроэлектрогенератором с КПД больше 100%, только громоздким и дорогим в обслуживании.

Тем не менее, работа гидроэлектростанций наглядно показывает то, что создание двигателя с КПД больше 100% вполне осуществимо, ведь не только гравитация может служить источником неисчерпаемой энергии.

Как известно, постоянный магнит ниоткуда не получает энергию, а его магнитное поле не расходуется, когда им что-либо притягиваешь. Если постоянный магнит притянул к себе железный предмет, он тем самым совершил работу, но его сила при этом не уменьшилась. Это уникальное свойство постоянного магнита позволяет использовать его в качестве источника неисчерпаемой энергии.

Конечно, создание двигателя с КПД больше 100% на основе постоянного магнита очень смахивает на создание пресловутого «вечного двигателя», модели коего заполонили страницы интернета, но это не так. Магнитный двигатель не вечный, но даровой. Рано или поздно его детали износятся и потребуют замены. При этом сам источник энергии — постоянный магнит — практически вечен.

Правда, некоторые специалисты утверждают, что постоянный магнит постепенно теряет свою притягивающую силу в результате так называемого старения.

Это утверждение неверно, но даже если бы это было так, он не изнашивается механически и вернуть его в прежнее, рабочее состояние можно всего одним магнитным импульсом.

А производители современных постоянных магнитов гарантируют их неизменное состояние в течение как минимум 10 лет.

Двигатель, требующий перезарядки один раз в десять лет и при этом дающий чистую и безопасную энергию, вполне может претендовать на роль спасителя человеческой цивилизации от неизбежного энергетического Армагеддона.

Попытки создания магнитного двигателя с КПД больше 100% делались неоднократно. К сожалению, пока никому не удалось создать чего-либо серьезного. Хотя потребность в таком двигателе в наше время растет с небывалой скоростью. А если есть спрос, то предложения обязательно будут.

Одна из моделей такого двигателя и предлагается на суд специалистов в области электротехники и энтузиастов альтернативной энергетики.

В принципе, ничего сложного в модели магнитного двигателя нет. Однако создание такой модели весьма не просто. Требуются достаточно серьезное станочное оборудование и высокое качество производства.

На рисунке схематически

На схеме изображена конструкция магнитного двигателя с КПД больше 100%.

  1. Постоянные магниты неодим-железо-бор с максимально возможной индукцией магнитного поля.
  2. Немагнитный, диэлектрический ротор. Материал ротора — текстолит или стеклотекстолит.
  3. Статор. Или подшипниковые щиты. Материал — алюминий.
  4. Контактные кольца. Материал — медь.
  5. Электромагнитные катушки. Соленоиды, навитые тонким медным проводом.
  6. Контактные щетки. Материал электрографит.
  7. Диск управления подачи электрического импульса на электромагнитные катушки.
  8. Оптопары на просвет. Датчики управления подачи электрического импульса на электромагнитные катушки.
  9. Шпильки статора, регулирующие зазор между постоянными магнитами и электромагнитными катушками.
  10. Вал ротора. Материал — сталь.
  11. Замыкающие магнитопроводы. Кольца из мягкого железа, усиливающие силу постоянных магнитов.

Постоянные магниты расположены в подшипниковых щитах по диаметру с чередующейся полярностью. Электромагнитные катушки расположены в роторе аналогичным способом.

Принцип работы магнитного двигателя основан на взаимодействии постоянного и электромагнитного полей.

Если по катушке намотанной медным проводом (соленоидом) пропустить электрический ток, то в нем возникнет магнитное поле, которое станет взаимодействовать с магнитным полем постоянных магнитов. Другими словами, катушка втянется в зазор между постоянными магнитами.

Если ток выключить, катушка выйдет из зазора между постоянными магнитами без сопротивления.

По своей сути магнитный двигатель является синхронным электромагнитным двигателем, только многополюсным, без использования железа в электромагнитных катушках.

Железо хоть и усиливает магнитную силу электромагнитной катушки, в этом двигателе использоваться не может, поскольку остаточная индукция неодимовых магнитов достигает 1,5 Тл, и на перемагничивание железных сердечников электромагнитных катушек, которые намагничиваются под действием постоянных магнитов, затрачивается огромное количество энергии.

А катушка без сердечника будет взаимодействовать с постоянным магнитом при любых (даже самых малых) значениях электрического тока. И будет абсолютно инертна к постоянным магнитам, если тока в катушке не будет.

Конечно, конструкция электромагнитного двигателя, в котором применяются катушки медного провода без железного сердечника, не нова.

Есть масса вариантов и масса оригинальных конструкций, в которых используется принцип взаимодействия постоянного тока и электромагнитной катушки без сердечника. Но ни одна конструкция не имеет КПД больше 100%.

Причина этого не в конструкции двигателя, а в неправильном понимании природы как постоянного магнита, так и электрического тока.

Дело в том, что до сих пор магнитное поле постоянного магнита считается сплошным и однородным. И электромагнитное поле соленоида также считается однородным и сплошным. К сожалению, это большое заблуждение.

Так называемое магнитное поле постоянного магнита в принципе не может быть сплошным, поскольку сам магнит имеет составную структуру из множества спрессованных в одно тело доменов (элементарных магнитов).

По своей сути домены — это те же магниты, только очень маленькие. А если взять два обычных магнита, положить их на стол одноименными полюсами вниз и попытаться сблизить, то нетрудно заметить, что они отталкиваются друг от друга. Так же отталкиваются и их магнитные поля. Так как же магнитное поле постоянного магнита может быть сплошным? Однородным да, но не сплошным.

Магнитное поле постоянного магнита состоит из множества отдельных магнитных полей размером порядка 4 микрон. Их называют силовыми линиями магнитного поля, и еще из школьной программы по физике все знают, как их обнаружить с помощью железных опилок и листа бумаги.

На самом деле железные опилки сами становятся доменами и продолжают постоянный магнит.

Но поскольку они не закреплены механически, как в толще постоянного магнита, они расходятся веерообразно, что еще раз подтверждает утверждение о том, что магнитное поле постоянного магнита не является сплошным.

Но если магнитное поле постоянного магнита состоит из множества магнитных полей, то и электромагнитное поле соленоида тоже не может быть сплошным.

Оно так же должно состоять из множества отдельных магнитных полей. Однако в катушке медного провода нет доменов, есть проводник и электрический ток. А электрический ток — это поток свободных электронов.

Каким образом этот электронный поток может создавать магнитное поле?

Магнитный момент электронов обусловлен собственным вращением электронов — спином. Если электроны вращаются в одном направлении и в одной плоскости, их магнитные моменты суммируются.

Поэтому они ведут себя подобно доменам в постоянном магните, выстраиваясь в электронные столбы и создавая отдельное электромагнитное поле.

Количество таких электромагнитных полей зависит от напряжения электрического тока, приложенного к проводнику.

К сожалению, пока не установлена количественная связь между напряжением и числом магнитных полей. Нельзя сказать, что напряжение в 1 Вольт создает одно поле. Над решением этой задачи еще предстоит поломать голову ученым.

Но то, что связь есть, установлено определенно. Определенно установлено и то, что одно магнитное поле постоянного магнита может соединиться только с одним магнитным полем соленоида.

Причем наиболее эффективна эта связь будет тогда, когда толщина этих полей совпадет.

Толщина магнитных полей постоянного магнита составляет порядка 4 микрон, поэтому площадь магнитного полюса не должна быть большой, иначе придется пускать на обмотку соленоида слишком большое напряжение.

Возьмем, например, магнит, у которого площадь полюса равна 1 квадратному сантиметру. Разделим его на 4 микрометра. 1/0,0004=2500.

То есть для эффективной работы катушки с магнитом, у которого площадь магнитного полюса 1 квадратный сантиметр, необходимо подать на эту катушку электрический ток с напряжением 2500 Вольт. При этом сила тока должна быть очень маленькой — примерно 0,01 Ампера.

Точные значения силы тока еще не установлены, но известно одно: чем меньше сила тока, тем выше КПД. Очевидно, причиной этому является то обстоятельство, что электрическая энергия переносится электронами. Однако один электрон не может перенести большое количество энергии.

Чем больше энергии переносит электрон, тем больше потерь от столкновения электронов с атомами в кристаллической решетке проводника электротока.

Если же в работе участвует множество слабо возбужденных электронов, то энергия между ними распределяется поровну и электроны гораздо свободнее проскальзывают между атомами кристаллической решетки проводника. Вот почему по одному и тому же проводнику ток малой силы и высокого напряжения можно передать с гораздо меньшими потерями на сопротивление, чем ток малого напряжения и большой силы.

Таким образом, для эффективного взаимодействия электромагнитной катушки без сердечника с постоянным магнитом необходимо навить катушку тонким проводом (порядка 0,1 мм) с большим количеством витков (около 6 000) и подать на эту катушку электроток большого напряжения. Только при таких условиях двигатель получит возможность иметь КПД больше 100%.

Причем чем меньше сила тока в электромагнитных катушках, тем выше КПД. Более того, электрический ток на катушку можно подавать короткими импульсами — в тот момент, когда катушка приблизилась к постоянному магниту на минимальное расстояние. Это еще больше повысит эффективность работы двигателя.

Но самую большую эффективность двигатель приобретет в том случае, когда электромагнитные катушки закольцевать с конденсаторами, создав некоторое подобие колебательного контура, широко применяемого в радиоэлектронике для создания электромагнитных волн. Ведь по закону о сохранении энергии электроток не может исчезнуть бесследно.

В колебательном контуре он всего лишь перемещается из электромагнитной катушки в конденсатор и обратно, создавая при этом электромагнитные волны. При этом потери электроэнергии минимальные и обусловлены только сопротивлением материала. А на создание электромагнитных волн энергия практически не тратится. По крайней мере, так утверждает учебник по физике.

И если использовать это явление на взаимодействие с постоянными магнитами, получим механическую энергию, практически не потратив на это электрическую.

В общем, можно констатировать, что секрет двигателя с КПД больше 100% не в конструкции двигателя, а в принципе взаимодействия постоянного магнита и электромагнитной катушки с электрическим током.

Возьмем, к примеру, автомобильный двигатель внутреннего сгорания. Есть автомобили, двигатели которых имеют простейшую конструкцию и потребляют 20 литров топлива на 100 километров пути, при этом обладая мощностью каких-то 70 лошадиных сил.

А есть автомобили, двигатели которых увешаны электроникой, потребляющие всего 10 литров топлива на 100 километров пути, но имеющие мощность до 200 лошадиных сил. Хотя принцип действия у всех автомобилей одинаков. Разница лишь в том, как используется этот принцип действия.

Можно просто залить порцию топлива в цилиндр двигателя и как попало поджечь его, а можно подготовить высококачественную топливную смесь, вовремя впрыснуть е в цилиндр и вовремя поджечь.

В электромагнитном двигателе цилиндром служит электромагнитная катушка, а топливом — электрический ток. Но для двигателей внутреннего сгорания придуманы различные виды топлива. От дизельного до высокооктанового.

И для каждого типа двигателя предназначен свой тип топлива. Двигатель, рассчитанный на работу с высокооктановым бензином, не может работать на дизельном топливе.

И даже работая на низкооктановом бензине, он не сможет дать тех технических возможностей, которые от него требуют.

У электрического тока тоже два параметра — cила тока и напряжение. Электрический ток высокого напряжения можно сравнить с высокооктановым бензином.

Пуская на катушку электрический ток высокого напряжения, необходимо следить, чтобы смесь не была слишком обогащенной.

То есть сила тока должна быть достаточной, но не превышала необходимой, иначе излишняя энергия просто вылетит в трубу и значительно уменьшит КПД двигателя.

Конечно, сравнивать электромагнитный двигатель с двигателем внутреннего сгорания не совсем уместно. Повысить мощность двигателя внутреннего сгорания можно, увеличив давление в камере сгорания. С электромагнитным двигателем такой фокус не удастся. Можно увеличить длину импульса в электромагнитной катушке. Мощность, конечно, увеличится, но и КПД упадет.

Читайте также:  Плохая «приемистость» двигателя: основные причины

Увеличивать мощность электромагнитного двигателя следует лишь путем увеличения количества полюсов. Это словно собачья упряжка: одно животное, конечно, реальной силы не имеет, но два десятка — это уже что-то весьма серьезное. Поэтому в двигателе применяется многополюсная система, все катушки в которой подключены параллельно. В мощных двигателях количество полюсов может исчисляться сотнями.

В небольшой модели двигателя гораздо эффективнее применять систему, в которой электромагнитные катушки расположены в роторе. В данном случае катушка работает одновременно с двумя магнитами. Это в два раза увеличивает эффективность работы катушки даже при том, что импульс на катушки предается через щеточный узел.

В больших двигателях с многороторной системой гораздо эффективнее применять систему с постоянными магнитами на роторе. Конструкция упрощается, а катушки, которые работают только на одну сторону, находятся только на крайних статорах. Катушки же внутренних статоров работают сразу на две стороны.

В природе самым сильным животным является слон, но он много ест и вес, который он способен поднять, значительно меньше его собственного веса. Поэтому КПД его работы очень низок.

Маленький муравей ест очень мало, а вес, который он может поднять, превышает его собственный вес в 20 раз. Чтобы получить упряжку с большим КПД, нужно запрягать в нее не слона, а кучу муравьев!

Владимир Чернышов

Источник: http://spbenergo.com/talk/chernyshov.html

Вечный двигатель – реальность или недостижимый миф?

Вечный двигатель или Рerpetuum мobile (на латыни)— устройство, которое способно бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов.

Люди еще с древних времен пытались создать такой двигатель. Ученые считают, что родиной первого Рerpetuum мobileпо праву считается Индия.

Первое упоминания о нем датируется примерно 1150 годом в стихотворении индийского писателя Бхаскары.Древний писатель описывает колесо с наискось прикрепленными по ободу сосудами, частично заполненными ртутью. Принцип его действия заключался в различии моментов сил тяжести, которые создаются жидкостью, перемещающейся в сосудах.

 «Наполненное таким образом жидкостью колесо, будучи насажено на ось, лежащую на двух неподвижных опорах, непрерывно вращается само по себе».

В Европе первые проекты вечного двигателя появляются в XIII веке, а. к XVI—XVII векам идея такого  агрегата захватила умы ученых того времени.

В патентные бюро европейских стран подавалось большое количество проектов вечных двигателей.

Среди рисунков талантливого ученого Леонардо Да Винчи была также найдена гравюра с чертежом Рerpetuum мobile.

Как же выглядели другие модели вечного двигателя?

Один из них представляет зубчатое колесо, в углублениях которого прикреплены откидывающиеся на шарнирах грузы.

По замыслу древнего инженера, в соответствии с законом рычага, это должно было бы приводить колесо в постоянное вращение. При движении колеса грузы откидывались бы с правой стороны и сохраняли движущее усилие.

Но, в действительности это колесо остается неподвижным. Причина заключается в том, что моменты сил справа и слева оказываются равны (справа грузы имеют более длинный рычаг, однако слева их больше по количеству).

Другой вариант вечного двигателя, основывается на законе Архимеда.

 Для выработки энергии используется закон Архимеда (тела, плотность которых меньше плотности воды, стремятся всплыть на поверхность).

Создатель двигателя использовал связанные между собой полые баки, при этом, одну половину он поместил под воду. Он полагал, что вода будет их выталкивать на поверхность, а цепь с колёсами, таким образом, бесконечно вращаться.

Однако это конструкция Рerpetuum мobile также оказалась нерабочей.

Современные ученые после многократного экспериментального подтверждения заявляют о невозможности создания вечных двигателей.

Но не стоит опускать рук. Просто надо забыть о том, что это нереально и ДОКАЗАТЬ ОБРАТНОЕ!

Вот некоторые примеры такого подхода.

[youtube]CbU13LaHe4A[/youtube]

[youtube]1nK2NkoUbes[/youtube]

Водяной вечный двигатель

[youtube]-KtFZMN7_Bw[/youtube]

Источник: https://izobretaika.in.ua/eto-interesno/vechnyj-dvigatel-realnost-ili-nedostizhimyj-mif/

Зачем двигателю два коленвала?

Все двигатели внутреннего сгорания, применяемые на транспорте, будь они одноцилиндровые или многоцилиндровые — имеют один единственный коленчатый вал (в отличие от распредвала). Схема эта разработана изобретателями очень давно и менять её пока никто не собирается.

Но мало кто знает, что были в истории построения двигателей уникальные инженеры и их конструкции, которые кардинально отличались от обычных моторов, а именно количеством коленчатых валов — два вместо одного.

И поразительно, что несмотря на свои преимущества перед обычными одноколенвальными моторами, эту схему до сих пор не внедрили в производство. Но начнём всё по порядку.

Двух инженеров двигателей Руперта Байнла (механик из Баварии) и Вилли Рюффента (бывший швейцарский плотник), всегда интересовало и объединяло одно и то же увлечение: оба они очень любили мотогонки и постоянно пытались усовершенствовать двигатели для спортивных мотоциклов и машин.

В девяностых годах прошлого века, они встретившись на очередных гонках, решили наконец то воплотить в жизнь идею Рупперта Байнла и построить уникальный двухколенвальный двигатель.

В теории двухвальная конструкция была известна ещё в довоенные (тридцатые) годы, но почему то как и другие уникальные проекты, осталась не замеченной многими и не внедрённой в производство.

Двухколенвальный мотор общим планом.

Ощутимые преимущества двухвального симметричного построения мотора очевидны. Хорошо уравновешиваются инерционные силы первого порядка, и причём без балансирных валов. А это означает, что на таком моторе, вообще не будет столь ощутимой и неприятной вибрации.

Причем два коленвала, вращаясь в противоположных направлениях, будут компенсировать гироскопический момент (особенно при резкой подаче газа), а это особенно важно для мотоциклов.

Ну и наконец то поршень не будет при работе мотора прижиматься к стенкам цилиндра (передней и задней) и изнашиваться неравномерно (в виде овала), от этого трение о гильзу цилиндра резко уменьшится.

И поэтому поршень можно изготовить намного короче и легче обычного (потери на трение, как и износ колец, а так же гильзы цилиндра резко сокращаются). Это плюсы.

Минусы от того, что появляются дополнительные потери в шестернях, которые связывают оба кривошипно-шатунных механизма (хотя по моему личному мнению, от шестерен можно отказаться), ну и число подшипников мотора удваивается. Хотя я считаю, что плюсы намного перевешивают минусы (но это всего лишь моё скромное мнение), и вы поймёте это, когда прочитаете далее о том, как закрутится этот движок.

Кривошипно-шатунный механизм двухколенвального одноцилиндрового двигателя.

Так вернёмся же к нашим уникальным инженерам и к практической части этой интересной темы. Оба друга инженера-изобретателя, после встречи разъехались по домам и поселились в собственных мастерских-лабораториях, чтобы к началу нового года (2000) и нового века (двадцать первого) родить почтенной публике два двухколенвальных двигателя, которые будут бодро газовать на испытательных стендах.

Вилли Рюффент после разработок чертежей, всего за двадцать дней воплотил в металле одноцилиндровый мотор со скромным рабочим объёмом всего 125 кубиков (125 см²). Причем оба коленвала и поршень выточил самостоятельно, а картер двигателя заказал по собственным чертежам литейной мастерской. Головку цилиндра и сам цилиндр взял готовый от Хонды ХL 125.

В итоге, собранный в мастерской двигатель, завёлся с пол тыка и при первой же подаче газа, раскрутился до 16000 оборотов в минуту !!! и без последствий работал и работал на таких оборотах. Этот скромный моторчик окрылил изобретателя и он начал разрабатывать чертежи литрового двигателя, который по самым скромным расчётам, выдаст не менее двухсот лошадей.

Кривошип обычного одноцилиндрового двигателя и двухвального.

А механик Руперт Байнл решил подойти к делу серьёзнее. Его главной целью было выйти со своим уникальным двигателем на мировой рынок, а не только проверить на практике свои теоретические разработки.

Поэтому он заказал расчёты и чертежи опытному конструкторскому бюро, а когда эти профессионалы рассчитали конкретные цифры, что получится на выходе, он осознал грандиозность проекта и начал искать состоятельного спонсора, для постройки серьёзного мотора.

Этим спонсором стал торговец недвижимостью Петер Пельц, не пожалевший 150 000 марок на развитие проекта, ну и естественно за право на коммерческое использование изобретения.

Поршень обычного двигателя и двухвального мотора.

В конце концов постройка 750 кубового одноцилиндрового мотора, заняла более пяти месяцев, но получившийся в итоге движок стоил того.

Экспериментальный двигатель выдал максималку в 97 лошадок при 9500 оборотов в минуту (кстати это не максимальные обороты), и крутящий момент 77 Ньютонов на метр, при 8200 оборотов в минуту.

Это при том, что потери на трение в подшипниках и шестернях скушали около 10% мощности, но в итоге всё таки стал 5% выигрыш, по сравнению с аналогичными одноцилиндровыми двигателями. К тому же выигрыш был ещё в трёх важных параметрах: расходе бензина, мощности и крутящем моменте.

Хочу заострить внимание, что на этом двигателе головка и цилиндр сделаны с нуля (полностью самодельные) и имеют очень оригинальную конструкцию. Четыре клапана в головке расположены радиально, а каналы впуска наоборот расположены вертикально и проходят между распредвалами.

Интересно, заинтересуются ли уникальными двигателями знаменитые мотофирмы или нет? Я думаю да. По крайней мере эти изобретения не стали тем, как обычно бывает в известной пословице — «первый блин всегда комом». Поживём, увидим.

Но я думаю эта статья станет очень полезна тем «кулибиным», у кого есть своя развитая мастерская с собственной литейкой. Хотя отлить картер можно заказать на каком нибудь предприятии.

Впрочем, о чём это я? Грамотные мастера в советах не нуждаются.

Источник: http://suvorov-castom.ru/zachem-dvigatelyu-dva-kolenvala/

Что такое крутильные колебания и как их гасить?

Крутильные колебания или вибрации возникают в процессе вращения коленчатого вала из-за его неравномерной по разные стороны формы и маховика. В этой статье мы поговорим о том, откуда они возникают, чем опасны, и расскажем об устройстве, снижающим воздействие этих вибраций – гаситель крутильных колебаний.

Что такое крутильные колебания?

Любой маховик двигателя имеет определенную массу, которая не в полной мере сочетается с коленчатым валом мотора.

При вращении коленвала, маховик, обладая большой массой, начнет колебаться, что приводит к появлению определенных вибраций не только на нем, но и на валу.

Частота и амплитуда колебаний будет напрямую зависеть от массы маховика, а также его радиуса. Чем больше расстояние от края до центра и больше масса маховика, тем выше эта частота колебаний.

При уменьшении воздействия, которое прилагается от поршней и шатунов, уменьшаются и вибрации.

Логично предположить, что если не прилагать большую нагрузку на коленвал, от этих вибраций можно избавиться, однако мы не в состоянии постоянно снижать нагрузку на вал, так как автомобиль все время находится в движении. Данный вид колебаний, получаемых при воздействии на маховик внешних сил, называется вынужденным.

Читайте также:  Глохнет двигатель при торможении когда водитель выжимает сцепление

Опасным явлением, в которое могут перерасти колебания – это резонанс. В процессе вращения маховика, он находится в механической связи с первичным валом коробки передач.

Вал КПП также имеет небольшую величину вибраций, которая взаимно передается на маховик коленвала.

Если эти колебания совпадают, это приводит к резонансу – пропорциональному повышению колебаний обоих механических элементов и, как следствие, к разрушению обоих валов.

Гаситель крутильных колебаний

Как вы поняли, совпадение частот этих вибраций совершенно не допустимо, именно поэтому в трансмиссии автомобиля предусмотрено специальное устройство – демпфер. Он устанавливается на диске сцепления автомобиля и имеет специальную конструкцию. Задача демпфера заключается в создании самой упругой связи диска сцепления с его небольшой ступицей на коленчатом валу.

Демпфер представляет собой пружины цилиндрической формы, которые по кругу устанавливаются на всей внутренней окружности диска сцепления.

Пружины гасителя обеспечивают защиту трансмиссии автомобиля от совпадения частот колебаний маховика и сцепления на больших оборотах вращения коленвала. Однако, такое устройство не способно обеспечить надежную защиту при низких частотах колебаний.

Специально для этого служить другое устройство, которое называется поглотитель низкочастотных колебаний.

В грузовых же автомобилях на сцеплении вместо демпферных пружин применяются круглые, сжимаемые при скручивании элемента. Главное отличие от демпфера – это отсутствие необходимо проводить широкую регулировку элемента. Такая пружина в процессе вращения сжимается и с помощью повышения трения передает вращающий момент на первичный вал КПП.

Видео – Теория ДВС: Коленвал часть 2, “Гаситель крутильных колебаний”

Вот так происходит снижение крутильных колебаний в двигателе и трансмиссии автомобиля при эксплуатации. Как видим, здесь нет ничего сложного или непонятного. Желаем вам удачи на дорогах!

Источник: http://VipWash.ru/kolenval/chto-takoe-krutilnye-kolebaniya-i-kak-ih

Мотоциклы Урал и Днепр

Както по ящику в новостях промелькнула инфа про двиг. Фролова. Я реально увидел случайно – мужик едет на мотоцикле неизвестной конструкции а потом расказывает про новаторскую конструкцию мотора. Короче я толком не понял, что про что, но потом в нете поискал инфу про этот движок. И вот нашел одну статью

http://www.motopan.com.ua/tech/frolov.htm /> Судя по описание за основу взят двиг от ЗАЗ 965 и с него снимается 89л.с. при 8800 об/мин. Нехило. И еще в новостях бродят слухи, что он вроде как 2л на 100км тратит.

А самый главный штрих – отсутствие коленвала и вибраци связаных с ним!

Конечно все стоит проверитть, но если все реально, то разве нас удивиш кустомными движками? Это автомобелисты телятся, и в жизни не заменят двиг.

Вот бы с этим мужиком связатся и потолковать. Кому нужен такой движок? Я бы не отказался!!!

P.S. если ссылка не работает, то просто скопируйте ее в окно адреса браузера

[Редактировано 30/11/2003 wo1f]

У нас на боевом дежурстве когда цели сопровождались хвостом вперед оператора рлс имели не по децки , а тут оказивается кулибин летал вот где правда-матка…

Наши разработали опозитный двигатель у которог нет коленвала, один шатун на 2 поршня и крутящий момент передается за счет нескольких шестерешик подобно двигателю ванкеля кажись, тк нет при работе двирателя боковых биений поршней это позвалило сделать керамические цилиндры. кинематическая схема и более подробное описание в журнале “катера и яхты” номер не помню…

– Ну да все идиоты, один он Дартатньян!
– Я так и не понял что к чему, но очень похоже на “исследования” УФОлогов. Какие то фотографии, замеры, потом выводы ни из чего не следующие. Странно то, что это так круто, а он один непонятый и оплеванный на коне! Так не бывает.

По жизни мои контакты с такими людьми приводили меня к выводам – “изобретатели” просто нездоровые люди и живут в своем мире фантазий!
– Может это типа вечного двигателя, или КПД парового двигателя.

Идея хорошая, но реализация больно накладная? Может какой спец по моторам эту бодягу разберет и пояснит нам любителям? Я бы спасибо сказал!

РПД – РОТОРНО ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ…

Ну и почему у него все фотки такие голимые? Нормальный изобретатель не стесняется показать и рассказать толково об изобретении. А это фуфло какое-то

Может он жадина, и ни с кем не хочет делиться

как-то в журнале “Наука и Жизнь” видел схему бесшатунного движка конструкции Баландина. Его на экспериментальных самолетах применяли. Неплохо работал..но….дальше экспериментов и не двинулось. Как всегда.

На том же сайте (motopan),в конфе можно пообщацца с Владимиром Тураевым .Он это хозяйство видел и знает владельца.

tam beda kak i na rotornom dvizke, nuzni unikalnyje materialy ir mnogo isledovanij cego eto stoit, a samyj bolsoi minus eto dolgovecnost,i procnost mehanizma peredaci sily iz “vperiod-nazad” na krutiasciuju…… vse dvigatelia uze izobrateny, prosta byvajut liudi,etogo ne znaja dumajut cto izobreli.

gdeto imel sylku, pro vse vidy dvigatelei izobretionyh celovekom…

esli eto bylo tak by unikalno i prosto, my by na nih davno by katalis..
http://home.polarcom.ru/~vvtsv/seu04.htm
ctoto na podobije etoi sylke, no nemogu naiti ee secas….

для Squid: у двигателя баландина есть ряд существенных недостатков, которые не дали пустить его в масовое производство. не помню точно что там плохого ,но что-то есть. если интересно могу поискать.

а по поводу этого движка – хрень какая-то. пока не будет чертежей, принципиальной схемы или хотябы нормальных фоток ничего сказать нельзя

Я тут по мылу написал автору статьи и получил такой ответ:

—————————–
Hello Wolf,

Sunday, November 30, 2003, 2:52:47 PM, you wrote:

W> Привет Владимир Тураев
W> Интересно очень можно как то по мылу связатся с Фроловым.

Нет у него мыла. вот его телефон домашний 8 0512 349516

W> Если простым производителям нет дела для его движка, то байкерам он безразличен. W> И еще интересно в перспективе будет налажен выпуск его движка?

W> Или хотябы деталей для переделки.

Я за это, сейчас не берусь – нет соответствующих станков. Спросите
Фролова, может он обнадежит.

————————–

Вобщем надо попробовать позвонить.

http://www.motopan.com.ua/tech/frolov12.jpg

Что-то эта штука сильно напомниает РПД

РПД зрет горючки дофига, масла очень много и ресурс у него смехотворный из за большой тепловой напряженности некоторых деталей.
Выпускается восьмера с РПД, 7000 уё. РПД 1,3 литра моща 130 кобыл.

Жрет по 17 литров горючки на сотню и масла по канистре на тысячу. Ресурс 50 тыщ если повезет, если не повезет то тыщ 30.

Зато максималка за 200 и движок раскручивается так быстро, что некоторым спорткарам и не снилось.

Источник: http://motoroad.ru/dvigatel-bez-kolenvala-takoe-realno/

В этом двигателе нет коленвала – журнал за рулем

Архивная статья

В начале изобретательской карьеры, 30 лет назад, Виталий Фролов еще не замахивался на то, чтобы изменить ДВС — ограничился малым: установил на коленвал особые накладки. Когда они изнашивались, менял их вместе с вкладышами, и вал продолжал работать.

Просто? Тем не менее, до этого раньше никто не додумался. Виталий получил первое авторское свидетельство, его наградили серебряной медалью Выставки достижений народного хозяйства СССР — в те времена считалось очень почетным стать лауреатом этой награды.

Так часто бывает: гениальные изобретения забываются. Чудесный коленвал так и не был внедрен…

Похоже, обида на неразумное человечество вылилась у Виталия в нелюбовь к коленчатым валам, и позже он беспощадно «уничтожал» деталь во всех своих последующих разработках. И сформулировал один из принципов: коленчатый вал — деталь несовершенная.

СТРАННЫЙ ОППОЗИТ

Однажды он получил заказ от специалистов воздушно-десантных войск: разработать двигатель — помощник суперсолдат. Мотор, сказали ему люди в мундирах, должен быть легким, экономичным, безотказным в воздухе, на земле и воде. И вскоре такой появился — 2-тактный оппозит, в основе которого лежал мотор «Иж-Юпитер 5».

Оппозит Фролова необычный — без уплотнительной перегородки между кривошипными камерами, так усложняющей конструкцию ординарных 2-цилиндровых двухтактников.

Коленчатый вал (до поры до времени Фролов оставил его в покое) — с двумя опорными подшипниками (вместо трех), что снизило его вес и длину.

В конструкции Фролов использовал два своих изобретения: «Демпфер крутильных колебаний коленчатого вала ДВС» и «Узел двигателя внутреннего сгорания».

Мотор получился компактным и «бодрым» — в 1,5 раза возросли мощность и крутящий момент. Он предназначался для сверхлегкой авиации, водномоторного спорта. В 1988 г. пришел заказ на изготовление 300 моторов для дельтапланов. Опытный мотор УМБ-760 устанавливался и на автомобиль ЛуАЗ, планировалось начать его серийный выпуск.

В 2001 году появился мотоцикл, который сразу привлек внимание байкеров. Еще бы: во время демонстрации работоспособности аппарата на второй передаче заднее колесо срывало в букс. Производство движка планировали развернуть на одном из харьковских заводов — для переоборудования обычных «Ижей». Но нагрянули известные события с распадом СССР, и проект так и остался невоплощенным.

УЛУЧШЕННЫЙ БАЛАНДИН

Вконец разочаровавшись в коленчатых валах, Виталий Фролов увлекся бесшатунными двигателями Баландина. У этих моторов нет не только шатуна, но и коленчатого вала: преобразование возвратно-поступательного движения поршня в них происходит посредством особого эксцентрического механизма.

Недостаток баландинского «бесшатунника» — излишне высокие требования к точности изготовления эксцентрика. Модернизировав узел преобразования, Виталий изготовил два опытных мотора: один смонтировал в картере «Минска», использовав штатные цилиндр, головку, сцепление и КП. Второй по этой же схеме был от начала до конца самоделкой.

Иногда он давал мотогонщикам свои моторы — и те выигрывали. Техкомиссия их не засекала, потому что о необычных «внутренностях» никто и не догадывался: габариты двигателя оставались прежними.

Настолько не догадывались, что однажды в гонках по спидвею победившего спортсмена дисквалифицировали с формулировкой… «опасно ехал». Но никто не продолжил мысль: ведь это происходило в силу избытка мощности мотора.

Никому в голову не пришло заглянуть вовнутрь.

И все равно, даже усовершенствованный «баландин» не устраивал изобретателя: механизм преобразования своей громоздкостью напоминал ненавистный коленчатый вал.

В этом двигателе нет коленвала

Подпишитесь на автоновости на нашем канале в  Яндекс Дзен

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Источник: https://www.zr.ru/content/articles/17936-v_etom_dvigatele_net_kolenvala/

Двигатель без коленвала — разбираемся с механизмом + видео

На протяжении многих лет инженеры старались представить, как должен работать супердвигатель без коленвала. Ведь это снизило бы расход топлива и степень негативных последствий постоянной вибрации в моторе. И это случилось, изобретение вызвало многочисленные дискуссии. Попробуем составить впечатление об этом агрегате.

Как зарождался современный ДВС?

Если сравнивать автомобиль с организмом человека, то именно движок будет выполнять роль сердца. Без него эксплуатация транспортного средства попросту невозможна. Само слово мотор в переводе с латыни означает приводить в движение. И если в двух словах, то это устройство отвечает за преобразование энергии от сгорания топлива в механическую, без которой автомобиль не заведется.

Мотор автомобиля

Впервые о подобном агрегате услышали в далеком 1801 году, а благодарить за это изобретение следует французского инженера Филиппа Лебона. А вот создателем образцов, наиболее близких по строению к современным моторам, считают немецкого инженера-самоучку Николауса Отто. О его достижениях мир узнал спустя более 70 лет, в 1877 году.

Французский инженер Филипп Лебон

Читайте также:  Атмосферный двигатель: что это такое?

За пять лет до этого Брайтон попытался воплотить в жизнь силовой агрегат, который будет работать на керосине, предыдущие устройства функционировали за счет газа. Попытка оказалась неудачной.

Но в 1882 году жизнь получил новый агрегат, работающий на жидком топливе – бензине.

И благодарить за его появление на свет человечество обязано немецкого конструктора, инженера и промышленника Готтлиба Даймлера.

Почему мы хотим избавиться от коленчатого вала?

Более двухсот лет прошло с момента появления первого силового агрегата, и с тех пор многое изменилось.

Появились различные модификации, теперь они работают на бензине, солярке, газе, но неизменной осталась функция и роль мотора в строении авто. Однако значительный скачок приходится именно на наш век.

Сегодня зарождаются новые технологии, и уже есть разработки двигателей без коленвала. Но как может мотор работать без этого узла?

Двигатель без коленвала

Если разобраться, традиционный кривошипно-шатунный механизм имеет ряд недостатков. Например, во время его работы создается очень сильное боковое усилие на стенки цилиндра. Это приводит к преждевременному износу поршня. Еще подобное усилие значительно увеличивает потери на трение, а значит, страдает КПД.

Чтобы исключить этот недостаток, нужен механизм, в котором шатун будет совершать только возвратно-поступательные движения. А вот угловые качения следует полностью устранить. Сейчас можно найти множество разработок подобных агрегатов. Некоторые из них имеют право на существование, другие никуда не годятся.

Кривошипно-шатунный механизм

Основой многих изобретений выступает бесшатунный двигатель Баландина. Его работа заключается в преобразовании возвратно-поступательных движений благодаря специальному эксцентрическому механизму, к которому предъявляются очень высокие требования, что и мешает сделать мотор доступным.

На сегодняшний день у инженеров получилось создать рабочий и прошедший все испытания двигатель, в котором уменьшили количество подшипников коленвала. Это двухпоршневые конструкции. И скорее всего в ближайшие годы этот образец будет пущен в массовое производство. Это, конечно, не воплотило мечту миллионов в реальность, но существенно приблизило нас к ней.

А пока что ДВС без коленвала остается навязчивой идеей, и поиски решений продолжаются.

Как видит работу мотора без коленвала Баландин?

Рассмотрим основные элементы и принцип работы таких чудо-агрегатов. Идеально гладкий поршень, на поверхности которого нанесена специальная волнообразная выемка, насаживается на вал. Сюда фиксируется и золотник.

Его крепят посредством болтового соединения. Сверху поршня надевается гильза. Вся конструкция помещается в корпус.

В его верхней части предусмотрена специальная выемка, куда и устанавливается ролик, а затем она закрывается крышкой на болтах.

Имеется головка, в которую вставляется свеча зажигания. С боковой стороны устанавливается глушитель, который тоже фиксируется посредством четырех длинных болтов. С противоположного торца от головки устанавливается система зажигания и соединяется со свечей посредством тонких трубок. А рядом сбоку крепится карбюратор.

Свечи зажигания для мотора Баландин

Если желаете более наглядно ознакомиться с принципом работы двигателя без коленвала, видео с подробной схемой мы разместили чуть ниже, а сейчас опишем этот процесс в общих чертах. Поршень делает возвратно-поступательные движения.

Вал и поршень имеют сквозные отверстия, расположенные в одной плоскости. В них вставляется цилиндр, благодаря которому обеспечивается жесткое соединение.

Поэтому при вращении вала вокруг своей оси такие манипуляции испытывает и прикрепленная к нему деталь.

Топливо поступает из бензобака в карбюратор, где распыляется через специальный клапан и перемешивается с воздухом. Когда поршень движется в сторону головки, открывается впускное окно и топливно-воздушная смесь поступает в подпоршневое пространство.

Затем окно закрывается, а горючее сжимается вследствие изменения движения детали в противоположную сторону. В это время открывается продувочное окно, и смесь поступает в камеру сгорания, где опять происходит ее сжатие, обусловленное движением поршня.

Поршни двигателя без коленвала

Когда поршень находится в крайнем положении, в камере возникает огромное давление и горючее воспламеняется. Этот мини-взрыв толкает поршень в противоположную сторону. Пройдя немного, он открывает канал, через который отработанные газы покидают камеру сгорания. И этот процесс циклично повторяется на протяжении всей работы движка.

Технически подкованным людям при просмотре видеодемонстрации наверняка бросаются в глаза некоторые слабые места такой разработки. И конструкторы продолжают искать пути к повышению надежности и устойчивости такого механизма.

Анализ крупных салонов последнего десятилетия показывает, что гиганты автопрома усердно трудятся над совершенствованием мотора.

Поэтому есть надежда, что двигатели внутреннего сгорания без коленвала совсем скоро получат реализуемую и надежную конструкцию и автопарк всего мира существенно изменится.

Источник: https://carnovato.ru/super-dvigatel-vnutrennego-sgoranija-kolenvala-video/

Новый виток эволюции ДВС: супер двигатель без коленвала

Для тех, кто активно интересуется различными  изобретениями, доработками и инновациями в сфере двигателестроения, следует обратить внимание на двигатель Ибадуллаева, а также на двигатель без коленчатого вала.

Если в первом случае речь идет о значительном увеличении степени сжатия и получении большой мощности без увеличения рабочего объема, то во втором следует понимать снижение механических потерь и рост КПД, расхода горючего, степени вибраций, общего веса ДВС и т.д. Давайте остановимся на моторе без коленвала более подробно.

Мотор без коленчатого вала: преимущества и сложности реализации

Итак, главной задачей и назначением любого ДВС является преобразование энергии, полученной от сгорания топлива, в механическую работу. Если просто, топливо сгорает в закрытом объеме, газы оказывают давление на поршень, через кривошипно-шатунный механизм возвратно-поступательное движение поршня преобразуется во вращательное.

В результате создается крутящий момент двигателя, который передается через трансмиссию на колеса автомобиля. Примечательно то, что хотя с момента создания первых моторов и их внедрения в широкие массы прошло уже более 100 лет, общая конструкция ДВС не изменилась.

Даже с учетом  того, что современные двигатели получили высокоточные развитые системы электронного впрыска и управления, стало возможным изменять фазы газораспределения и т.д.

, хорошо известный КШМ продолжает лежать в основе силового агрегата на бензине, дизтопливе или газе.

При этом постоянно ведутся работы, чтобы мотор мог работать без коленвала.

Дело в том, что привычный  кривошипно-шатунный механизм не лишен целого ряда определенных минусов. Именно по этой причине инженеры стремятся избавиться от этого узла.

Дело в том, что работа КШМ связана с неизбежным создание трения и значительных боковых усилий, которые приводят к износу стенок цилиндров. В результате зеркало цилиндра повреждается, разрушаются поршневые кольца и т.д. Что касается потерь на трение, общий КПД двигателя заметно снижается.

Также двигатель с коленвалом сложно обслуживать, так как снятие коленвала без снятия двигателя на многих авто крайне сложно реализовать. Вполне очевидно, что если исключить указанные недостатки, двигатель станет более производительным, увеличится моторесурс.

Для решения задачи конструкторы предлагают разные подходы, однако на практике качественно реализовать большинство решений попросту не удается. Наибольшего внимания в данной области сегодня заслуживает двигатель Баландина и двигатель Фролова. Давайте остановимся на механизмах без шатунов и коленвала  более подробно.

Бесшатунный двигатель Баландина

Данный мотор известен тем, что в нем отсутствуют шатуны. Преобразование возвратно-поступательного движения поршней в цилиндрах происходит благодаря использованию в конструкции специального эксцентрического механизма.

Общее устройство бесшатунного двигателя предполагает наличие следующих деталей:

  • специальный поршневой шток
  • коленвал особой конструкции
  • подшипник кривошипа и кривошип
  • вал для отбора мощности
  • поршень
  • ползун штока
  • цилиндр

В таком ДВС вместо шатунов были использованы поршневые штоки, которые жестко прикреплены к поршням (в обычном агрегате для соединения используется поршневой палец). Указанные штоки, как и привычные шатуны, охватывают шейки коленвала.

Также на штоках с обеих сторон подшипника изготовлены ползуны. Эти ползуны скользят по специальным направляющим в картере мотора. В результате данная конструкция позволяет избавить поршень и стенки цилиндра от бокового усилия. Фактически, в такой схеме реализации поршень можно считать обычной обоймой для поршневых колец, уплотняющих зазор между цилиндром и поршнем.

Отсутствие боковых усилий позволяет снизить допуски применительно к размерам поршня. Двигатель становится более производительным, экономичным, возрастает ресурс. Также следует отметить компактность такого ДВС и сниженный вес. Однако главным минусом всей конструкции можно считать крайне высокие требования касательно общей точности изготовления указанного эксцентрика.

Двигатель Фролова: мотор без шатунов и коленвала

Основным принципом В. Фролова, который был положен в основу его разработок, является то, что  коленчатый вал является далекой от совершенства деталью. По этой причине талантливый инженер детально изучил конструкцию двигателя Баландина, после чего предложил ряд собственных доработок.

С учетом того, что недостатком бесшатунного мотора Баландина оставались повышенные требования к точности изготовления эксцентрика, на начальном этапе Фролов существенно модернизировал данный узел преобразования. Однако далее был признан факт, что полностью избавиться от недостатков схемы мотора Баландина крайне сложно.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель FSI. Из этой статьи вы узнаете, какие особенности имеют двигатели данного типа, а также какие плюсы и минусы имеет указанный мотор.

При этом Фролов не остановился на достигнутом, а также не оставил мысль избавиться от коленвала.

 Дальнейшие поиски надежных и эффективных механизмов преобразования привели к тому, что изобретатель обратил внимание на механизм ткацкого станка.

В результате был создан сегментно-роторный мотор, в основу которого были  положены как заимствованные и доработанные, так и собственные идеи. Полученный двигатель не имеет коленвала, вместо данной детали используется механизм, который по принципу действия и своему устройству похож на шарнир разных угловых скоростей.

Такое устройство более известно под названием шарнир Гука.

Вращающиеся детали в таком двигателе Фролова работают благодаря использованию подшипников качения. Что касается смазочной системы, моторное масло подается под крышки клапанов, затем стекает, осуществляя смазку и отвод лишнего тепла.

Чтобы масло хорошо охлаждалось, перед двигателем также отдельно установлен масляный радиатор.

Что в итоге

Как видно, даже с учетом сложности реализации, инженеры и конструкторы все равно продолжают искать способы для повышения общей надежности двигателей, увеличения их КПД, снижения расхода топлива.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое двигатель GDI. Из этой статьи вы узнаете об особенностях конструкции, а также о преимуществах и недостатках моторов данного типа.Также следует добавить, что западные производители также вплотную занимаются данным вопросом. Например, известная японская корпопрация Toyota также предложила свой вариант двигателя без коленвала.

Хотя такой агрегат больше похож на электрический генератор, все равно его можно считать одной из версий ДВС.

С учетом вышесказанного становится понятно, что еще рано говорить об окончании эволюции двигателей внутреннего сгорания.

Другими словами, не следует исключать возможность появления бесшатунных моторов, а также агрегатов без коленчатого вала на серийных транспортных средствах.

Источник: http://KrutiMotor.ru/dvigatel-bez-kolenchatogo-vala/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector