Древний двигатель


Роторные двигатели древности. / Паровые двигатели / Коллективные блоги / Steampunker.ru

Поршневые машины давно не устраивают прогрессивное человечество. И всем известный изобретатель Феликс Ванкель, первым создавший реальный образец роторного двигателя был, оказывается, далеко не первым человеком, поставившим себе задачу избавиться от привычной и надежной, но, тем не менее, изначально порочной схемы поршневой машины с классическим кривошипно- шатунным механизмом. Были и другие, не менее гениальные изобретатели, среди которых есть и наши соотечественники.Разумеется в этой статье при всем желании не удастся рассказать все, представленные машины- лишь малая толика известных конструкций. Итак, знакомьтесь: роторные паровые машины, существовавшие как в чертежах, так и в металле, неудачные и реально работавшие.

ПАРОВАЯ МАШИНА БРАМЫ И ДИКЕНСОНА

Всем хороша схема шиберной паровой машины- и надежна, и герметизацию хорошую обеспечивает. Только вот… неработоспособна она на мало- мальски серьезных оборотах. Перегрузки создают усилия, намного превышающие предел прочности не только древних, но и современных материалов. Потому и нашла она применение лишь в качестве… водяного насоса. А вот работающей паровой машины по этой схеме создать так и не удалось…

ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ КАРТРАЙТА

Попробовал схитрить изобретатель- сделал шиберы откидными. Только и проблему ударов этим не решил, и уплотнение еще более ухудшил. Плохо!

РОТОРНАЯ МАШИНА ФЛИНТА Здесь проблема «исчезновения» шиберов в момент прохождения лопасти решается уже более красиво и рационально- поворотными заслонками в виде полумесяцев- i и k на схеме. Но улучшив одно, создатель сего девайса не смог справиться с другой проблемой- уплотнение рабочих полостей здесь просто отвратительное! Точность обработки в те времена была не ахти, материалы также не блистали ни прочностью, ни износостойкостью. Поршневая схема этот «букет» со скрипом, но прощала, а вот роторная машина не смогла. В итоге- неработоспособная конструкция.

РОТОРНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ТРОТТЕРА

Еще одна попытка уйти от проблем за счет… дальнейшего усложнения конструкции. Здесь роторов уже не один, а два- лопасть и кольцо. В итоге и новые уплотнения, и новые трущиеся поверхности, и несбалансированные инерционные нагрузки. Результат предсказуем…

ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ДОЛГОРУКОВА

А вот это уже реальная машина- работала, крутила генератор и даже успела побывать на Международной Выставке d'Electricit. Где и была оценена по достоинству. Оно и понятно- схема ее даже на сегоднящний день вполне современна: это классический двухроторный объемный нагнетатель.

Пара синхронизированных роторов взаимно «обкатывает» друг друга, поджимая рабочее тело и перемещая его от нагнетательной полости к выпускной. Уплотнение терпимое, рывков и ударов нет. Ну чего ей не работать!

Все изображения и отчасти материалы взяты с сайта npopramen.ru/information/story При наличии интереса эту тему можно продолжить, а пока рекомендую заглянуть и на этот сайт. Не пожалеете!

steampunker.ru

Вечный двигатель / Perpetuum Mobile — древняя мечта человечества

С латинского языка словосочетание «вечный двигатель» Perpetuum Mobile — переводится как «постоянное, или же вечное движение». По сути, это та машина, которая относится к тем воображаемым мыслям, на которые только способен человек.

Если бы в действительности существовала такая машина, то суть ее действия заключался бы в бесперебойной работе. То есть, если ее запустить однажды, то она будет работать всю оставшуюся жизнь. Словом, это процесс получения энергии попросту из ниоткуда. Идея просто прекрасная, но уж слишком далека от реальности, к сожалению.

Почему люди так хотят создать вечный двигатель?

Словом, в этом нет ничего удивительно. Ведь если спросить любого современного человека, что он думает на этот счет, то, не задумываясь, ответ последовал бы положительный. Начиная с 12 века, как раз начали осуществляться крестовые походы, а то общество, которое относилось к европейскому, только пришло в движение. И как следствие всему этому, довольно активно стало развиваться искусство самых разных направлений. Более того, наряду со всем этим, возрос процесс совершенствования машин, которые приводили механизмы в движение. В особенности, это были как колеса водяного плана, так и те колеса, которые работали за счет движения животных.

Именно поэтому, появилась такая гениальная идея создания более эффективной машины, которая в свою очередь, приводила бы в движение менее затратную энергию. Встает вопрос о том, почему же энергия недорогая?! Все очень просто и вполне объяснимо. Если же она возникает из ничего, то и как следствие этому, она и не будет стоить «ничего».

Более популярная идея такого двигателя появилась еще в 16 веке. В тот самый период, когда начался переход к производительности машинного типа. Именно тогда, численность проектов такого двигателя «зашкалила» за несколько тысяч.

Кстати, изобрести такой двигатель хотели не только простые рабочие, но и даже очень знатные люди, ученые того времени. Ведь в то время, запрета на создание такого сооружения, как такового, не было.

А в конце 17 века, такие известные испытатели, как Кардано и Галилей, начали настаивать на том, что соорудить вечный двигатель невозможно. Но в то же самое время, Стевин Симон, на основании таких противоречий, открывает закон о равновесии плоскости наклона. Это и привело к открытию более важного и значимого закона о сложении трех сил по треугольнику. А к концу 18 века, после многочисленных экспериментов, большинство сделали вывод, что создание двигателя невозможно. Тем не менее, это были просто эксперименты.

С начала 1776 года, академия Франции, которая активно занималась экспериментами, наотрез отказалась от идей создания вечного двигателя. Но при всем при этом, академики не имели никаких оснований отрицать то, что невозможно брать энергию извне. И только благодаря закону о сохранении энергии, было доказано, что энергия не появляется извне и неоткуда и не девается в никуда.

Закон сохранения энергии против вечного двигателя

Завершающим этапом было то, что в 1906 году известный ученый Эйнштейн, обобщил «закон сохранения энергии» с той самой версией «относительности«. Этим он показал, что сам процесс «сохранения масс» является неотъемлемой частью «закона сохранения энергии».

И опять же, создание вечного двигателя по сей день остается только в мечтах. Возможно, в будущем, человечество сможет воплотить многовековую мечту в жизнь, а пока эта тема все еще является открытой. Именно по ней проходят различные споры, дебаты и экскурсии, а, как известно, в споре рождается истина.

www.sciencedebate2008.com

Герон Александрийский - Незлой блог

Одометр (прибор для измерения расстояний) использовался еще Александром Македонским, повторно изобретен Уильямом Клайтоном в 1847 году. Характерно, что многие изобретения были сделаны в в самом крупном научном центре греков - Александрии, а самым известным изобретателем Александрии был Герон Александрийский.

Герон Александрийский, греческий математик и механик, живший в 1 веке нашей эры, считается величайшим инженером за всю историю человечества. Герон Александрийский был одержим страстью к различным приспособлениям и автоматическим механизмам. Кроме первого парового двигателя, Герон сконструировал механические кукольные театры, пожарную машину, одометр, самонаполнявшуюся масляную лампу, новый вид шприца, топографический прибор, похожий на современный теодолит, водяной орган, орган, звучавший при работе ветряной мельницы, и др. Ряд хитроумных приспособлений, описанных им подробно в серии учебников в I в. н. э., поразителен. Его работающий при опускании денег автомат, как и многое другие из его чудес, предназначался для использования в храмах. Идея механизма заключалась в том, что верующему следовало опустить 5-драхмовую бронзовую монету в щель и взамен получить немного воды для ритуального омовения лица и рук перед входом в храм. В конце дня жрицы могли забрать из автомата пожертвования. Нечто подобное делается в некоторых современных римских католических соборах, где люди опускают мелочь в автоматы, чтобы зажглись электрические свечи. Древний аппарат работал следующим образом. Монетка падала в небольшую чашечку, которая подвешивалась к одному концу тщательно отбалансированного коромысла. Под её тяжестью поднимался другой конец коромысла, открывал клапан, и святая вода вытекала наружу. Как только чашечка опускалась, монетка соскальзывала вниз, край коромысла с чашечкой поднимался, а другой опускался, перекрывая клапан и отключая воду. Остроумный механизм Герона, возможно, был отчасти навеян идеей устройства, изобретённого тремя столетиями раньше Филоном Византийским. Это был сосуд со встроенным внутрь довольно загадочным механизмом, позволявшим гостям омыть руки. Над водопроводной трубой была вырезана рука, державшая шар из пемзы. Когда гость брал его, чтобы вымыть руки перед обедом, механическая рука исчезала внутри механизма и из трубы текла вода. Через какое-то время вода переставала течь и появлялась механическая рука с новым куском пемзы, приготовленным для гостя. К сожалению, Филон не оставил детального описания, как работало это исключительное механическое чудо, однако оно, по-видимому, было основано на тех же принципах, что и автомат. Около 2000 лет назад Герон изобрёл для храмов египетского города Александрии автоматически открывающиеся двери. Кроме того, Герон был ещё и специалистом по организации публичных зрелищ. Его конструкция автоматических дверей для храма была подарком египетским жрецам, которые столетиями использовали механические или иные чудеса, чтобы укрепить свою власть и престиж. Применив относительно простые принципы механики, Герон изобрёл устройство, при помощи которого словно невидимыми руками открывались двери небольшого храма, когда жрец зажигал огонь на жертвеннике напротив него. В скрытом под жертвенником металлическом шаре огонь нагревал воздух. Тот, расширяясь, проталкивал воду через сифон в огромную бадью. Последняя была подвешена на цепях системы весов и шкивов, которые поворачивали двери на их осях, когда бадья становилась тяжелее. Когда огонь на жертвеннике угасал, происходила ещё одна удивительная вещь. В результате быстрого охлаждения воздуха в шаре вода засасывалась в сифон другим путём. Опустевшая бадья возвращалась вверх, приводя в обратное движение систему шкивов, и двери торжественно закрывались. Другая конструкция, описанная в трудах Герона, — рожок, звучавший при открытии дверей храма. Он играл роль дверного звонка и сигнала тревоги при взломе. Несомненно, система автоматических дверей, описанных Героном, действительно использовалась в египетских храмах и, возможно, где-нибудь в греко-римском мире. Сам изобретатель мимоходом ссылался на альтернативную систему, использованную другими инженерами: «Некоторые из них вместо воды применяют ртуть, так как она тяжелее и легко разъединяется огнём». Что означало у Герона слово, переводимое как «разъединяется», пока неизвестно, однако применение ртути вместо воды в механизмах, похожих на конструкцию Герона, конечно же, делало их более эффективными.

Паровой двигатель Герона.

Герон Александрийский изобрёл первый работающий паровой двигатель и назвал его «ветряной шар». Его конструкция предельно проста. Широкий свинцовый котёл с водой помещали над источником тепла, например, горящим древесным углём. По мере закипания воды в двух трубах, в центре которых вращался шар, поднимался пар. Струи пара били через два отверстия в шаре, заставляя его вращаться с большой скоростью. Такой же принцип лежит в основе современного реактивного движения. Мог ли паровой двигатель использоваться в практических целях? Чтобы найти ответ на этот вопрос, специалист по античности доктор Дж. Г. Лэнделс из университета в Рединге с помощью специалистов инженерного факультета сделал точную рабочую модель устройства Герона. Он обнаружил, что она развивала большую скорость вращения — не менее 1500 оборотов в минуту: «Шар устройства Герона, возможно, был самым быстровращающимся предметом его времени». Тем не менее у Лэнделса возникли трудности при подгонке соединений между вращающимся шаром и паровой трубой, что не позволяло сделать приспособление эффективным. Свободный шарнир позволял шару быстрее вращаться, но тогда быстро улетучивался пар; тугой шарнир означал, что энергия расходовалась на преодоление трения. Пойдя на компромисс, Лэнделс посчитал, что эффективность механизма Герона, возможно, была ниже одного процента. Поэтому, чтобы произвести одну десятую долю лошадиной силы (силу одного человека), понадобился бы довольно большой агрегат, потреблявший огромное количество горючего. Энергии бы тратилось на это больше, чем мог произвести сам механизм. Герону под силу было изобрести более эффективный способ использования энергии пара. Как отмечал Лэнделс, все необходимые элементы для эффективного парового двигателя найдены в устройствах, описанных этим древним инженером. Его современники сделали цилиндры и поршни с чрезвычайно высоким коэффициентом полезного действия, которые Герон использовал в конструкции водяного насоса для тушения пожара. Подходящий механизм с клапанами для парового двигателя найден в его конструкции водяного фонтана, работавшего на сжатом воздухе. Его механизм похож на современный опрыскиватель от насекомых. Он состоял из круглой бронзовой камеры, которая была совершеннее свинцового котла в его паровом двигателе, так как могла выдерживать высокие давления. Герону или любому его современнику не составило бы труда скомбинировать все эти элементы (бойлер, клапаны, поршень и цилиндр), чтобы сделать работоспособный паровой двигатель. Утверждали даже, что Герон пошёл в своих опытах дальше, собрав необходимые элементы в эффективный паровой двигатель, но то ли погиб при испытании, то ли оставил эту затею. Ни одно из этих предположений не обосновано. Вероятнее всего, из-за занятости он не смог реализовать эту идею. Однако в Александрии и греко-римском мире было множество других знающих и изобретательных инженеров. Так почему же никто из них не развил эту идею в дальнейшем? По-видимому, всё дело в экономике. Потенциал многих изобретений никогда полностью не был реализован в Древнем мире из-за рабовладельческого хозяйства. Если даже какому-нибудь блестящему учёному удалось бы создать паровой двигатель, способный выполнять работу сотен человек, то новейший механизм не вызвал бы интереса у промышленников, ибо на рынке рабов под рукой у них всегда была рабочая сила. А ведь ход истории мог бы оказаться иным…

Фонтан Герона.

Одним из устройств, описанное ученым древней Греции Героном Александрийским, был волшебный фонтан. Главное чудо этого фонтана заключалось в том, что вода из фонтана била сама, без использования, какого либо внешнего источника воды. Принцип работы фонтана хорошо виден на рисунке. Возможно, кто то, посмотрев на схему фонтана, решит, что он не работает. Либо наоборот, примет подобное устройство за вечный двигатель. Но из закона физики о сохранении энергии, нам известно невозможность создания вечного двигателя. Давайте же разберем подробнее как работал фонтан Герона. Геронов фонтан состоит из открытой чаши и двух герметичных сосудов расположенных под чашей. Из верхней чаши в нижнюю емкость, идет полностью герметичная трубка. Если налить в верхнюю чашу воды, то вода по трубке начинает стекать в нижнюю емкость, вытесняя оттуда воздух. Поскольку сама нижняя емкость полностью герметична, то воздух выталкиваемый водой, по герметичной трубке, передает воздушное давление в среднюю чашу. Давление воздуха в средней емкости начинает выталкивать воду, и фонтан начинает работать. Если для начала работы, в верхнюю чашу требовалось налить воды, то для дальнейшей работы фонтана, уже использовалась вода попадавшая в чашу из средней емкости. Как видите устройство фонтана очень простое, но это только на первый взгляд. Подъем воды в верхнюю чашу осуществляется за счет напора воды высотой h2, при этом воду фонтан поднимает на гораздо большую высоту h3, что на первый взгляд кажется невозможным. Ведь на это должно потребоваться гораздо большее давление. Фонтан не должен работать. Но знание древних Греков оказалось столь высоко, что они догадались передавать давление воды из нижнего сосуда, в средний сосуд, не водой, а воздухом. Поскольку вес воздуха значительно ниже веса воды, потери давления на этом участке получаются очень незначительными, и фонтан бьет из чаши на высоту h4. Высота струи фонтана h4, без учета потерь давления в трубках, будет равна высоте напора воды h2. Таким образом, что бы вода фонтана била максимально высоко, необходимо как можно выше сделать конструкцию фонтана, тем самым увеличив расстояние h2. Кроме того, нужно как можно выше поднять средний сосуд. Что касается закона физики о сохранении энергии, то он полностью соблюдается. Вода из среднего сосуда, под действием гравитации стекает в нижний сосуд. То, что она проделывает этот путь через верхнюю чашу, и при этом бьет там фонтаном, ни сколько не противоречит закону о сохранении энергии. Как вы понимаете, время работы подобных фонтанов не бесконечно, в конечном итоге вся вода из среднего сосуда, перетечет в нижний, и фонтан перестанет работать. На примере устройства фонтана Герона мы видим насколько высокими были знания ученых древней Греции в пневматике.

Огонь Герона Александрийского.

Каждое утро, священники храма, зажигали жертвенный огонь на алтаре. И стоило огню, как следует разгореться, то тут же, по воле богов древней Греции, двери раскрывались от неведомой силы. При наступлении вечера, священники тушили огонь и все так же, по воле богов древней Греции, двери закрывались. Ничто, кроме огня на алтаре не могло открыть двери в храм. Древние греки, воспринимали это как великое чудо, и от этого вера в богов становилась лишь сильнее. Даже ранние христиане считали это чудом. Правда, чудо это, по их мнению, творил не бог, а дьявол. Принцип действия этого чуда, описывает в своей книге великий ученый древней Греции Герон Александрийский. Двери храма, крепились не на обычных петлях, а на круглых опорах, уходивших под пол храма. Вокруг опор была намотана веревка, потянув за которую можно было открыть двери. Для автоматического закрывания дверей, в конструкции использовался противовес. Но это еще не настоящее чудо. Прятать человека под полом, не лучшая идея. Слишком легко обнаружить подобный обман. Для настоящего чуда, было использовано свойство воздуха расширяться при нагревании. Алтарь выполнялся герметичным, и при нагревании, теплый воздух выходил из алтаря по специальной трубе. По этой трубе, воздух поступал в сосуд наполненный водой. Давление горячего воздуха, начинало вытеснять воду из сосуда. Вода, через изогнутую трубку наполняла ведро, привязанное к системе открывания дверей. Ведро, наполненное водой тянуло веревку, и двери, по велению великих богов древней Греции, открывались. Вечером же, когда жрецы переставали поддерживать огонь, воздух внутри алтаря начинал остывать. В алтаре и верхней части сосуда с водой, создавался слабый вакуум, и вода из ведра, под действием атмосферного давления направлялась обратно в сосуд. Ведро становилось легче, и противовес закрывал двери. Как видите, боги древней Греции тут совсем не причем. Но вот только мальчики древней Греции, в 14 лет не учили основы термодинамики в школе, а девочки вообще не ходили в школу. Поэтому, даже если кто- то узнает о механизмах под храмом, он все равно будет считать что двери в храм, открываются богами древней Греции. И уж никак не жрецами храма. Механизм, описанный Героном, является одной из первых в истории техники тепловых машин. Фактически это водяной насос. Но крайне необычный водяной насос. В этой конструкции рабочим телом служит не вода или пар, а воздух.

Пожарный насос Герона Александрийского.

Одним из устройств, описанных в книге древнегреческого ученого Герона Александрийского, был пожарный водяной насос. Создателем этого пожарного насоса принято считать другого великого ученого древней Греции, Ктесибия, учителя Герона Александрийского. Насос, описанный Героном Александрийским, имел все черты современного ручного насоса. Он состоял из двух рабочих цилиндров. У каждого цилиндра было два клапана. Один всасывающий, другой нагнетательный. Насос был оборудован воздушным уравнительным колпаком. Для привода цилиндров насоса использовался рычаг-балансир. Насос был рассчитан для работы двух человек. Принцип работы насоса достаточно прост. При движении поршня насоса вверх, в цилиндре создается пониженное давление, и вода из водоема, под действием атмосферного давления попадает внутрь цилиндра. При движении поршня вниз, вода под действием давления поршня выходит из цилиндра в воздушный уравнительный колпак. Движению воды в другом направлении препятствуют клапаны насоса. Главное назначение уравнительного колпака, сглаживать колебания давления воды на выходе из насоса. Перед началом работы насоса, уравнительный колпак пуст и полностью наполнен воздухом. При работе насоса уравнительный колпак заполняется водой идущей из цилиндров. Поскольку все выходы для воздуха быстро перекрываются водой, воздуху ничего не остается, как только сжиматься под действием напора поступающей в колпак воды. На определенном этапе, давление в системе уравновешивается и вода начинает выходить из уравнительного колпака по трубе вверх, а в верхней части колпака остается сжатый воздух. При достижении поршнями верхней, или нижней, мертвых точек, происходит небольшая пауза в работе насоса. Но вода из насоса все так же продолжает выходить. Это сжатый воздух, находящийся в уравнительном колпаке, продолжает выдавливать воду. В результате чего, вода из насоса поступает постоянно, без каких либо пульсаций. Наличие уравнительного колпака в насосе, показывает, насколько высоки были знания в пневматике древних Греков.

notevilbird.livejournal.com

Его величество двигатель | KV.by

Большинство мальчишек с детства увлекаются техникой. Для многих это хобби (если, конечно, позволяют средства) со временем трансформируется в стремление иметь хороший автомобиль (или хотя бы просто автомобиль), мощный компьютер, новейший планшет, построить более комфортабельную дачу и т.д. Но у меня произошло по-другому.

Предыстория

В детстве я был, как это называется - «маменькиным сынком»: гулял с собачкой, по труду получал тройки,  даже просил отца помочь мне с домашними заданиями по этой дисциплине. Папа -  трудяга и мастер на все руки, конечно, злился. «Эх, не в меня сын пошёл!», — огорченно говорил он.

Но гены всё же взяли своё. После армии, которая закаляет любого, а также после нескольких лет работы по организации производства мебели на небольшом частном предприятии семейного типа, всё встало на свои места. У меня появился серьёзный интерес к технике. И если сначала она ломалась и капризничала в моих руках, то потом дело пошло на лад.

Немалую роль в становлении моих интересов сыграл канал «Дискавери» и его программы: «American Chopper», «Махинаторы-Автодилеры», «Мегазаводы», «Крутой тюнинг». Меня восхищали мастера, которые из старых, подержанных машин собирали самые настоящие произведения искусства. Или же создавали великолепные мотоциклы-чопперы из груды стальных трубок и нескольких листов жести.

Так получилось, что я сам понемногу начал заниматься чем-то подобным. Благо, что к этому времени мы с отцом уже практически отстроили дачу. В сарае был целый кладезь для любого мастера, увлеченного «железом» — начиная от старых инструментов и оборудования, заканчивая мотоблоком, несколькими двигателями и прицепами. К сожалению, всё это было заброшено и уже покрылось приличным слоем ржавчины и пыли. Но это не стало проблемой. Сейчас в любом хозяйственном магазине можно купить замечательные спреи-уничтожители коррозии на основе ортофосфорной кислоты.

Откопав в одном углу сарая ходовую часть мотоблока «МТЗ» 1987 года выпуска, а в другом – его древний двигатель, произведенный ещё в начале восьмидесятых годов в казахстанском городе Павлодаре, я приступил к ремонту этого «добра». Сразу скажу, что эта работа отняла у меня все выходные в течение полугода. Начал я со сварки и усиления поврежденной рамы, а также конструкционных узлов прицепа. На его колёсах пришлось заменить шины. Стандартные тормоза я поменял на самодельные. Они были с тормозными колодками от автомобиля «Таврия» и массивной педалью, которая создавала при нажатии достаточно мощный рычаг. Заменив дополнительно ещё и сцепное устройство на мотоблоке, которое было приобретено в мастерской столичного «Зеленстроя», я получил отличное транспортное средство, грузоподъемностью почти в полтонны, которое с полной загрузкой намертво фиксировалось тормозом моей конструкции даже на тридцатиградусном склоне холма.

Пришлось поработать и с сельскохозяйственными орудиями. За те годы,  когда с машиной работал отец, они были буквально «раскурочены». Это естественно, так как в обрабатываемой земле попадаются и камни, и коряги, и прочие помехи. Взяв в руки сварочный аппарат, я переварил плуг и «окучники». Затем восстановил специальную почвенную «фрезу». Она буквально «взбивает» своими ножами землю, делая её мягкой и измельчая сорняки. У устройства была разбита шестерня привода от вала коробки передач мотоблока. В качестве замены подошла аналогичная, которую я купил на «барахолке».

Но у моей машины не было самого главного — «сердца», а проще говоря - двигателя. Без него мотоблок был грудой металла. И даже сдвинуть его с места, а тем более с прицепом, в одиночку было невозможно.

Вместо сердца — пламенный мотор

Понятие о двигателе внутреннего сгорания у меня было упрощённым. Я считал, что правильно собрав и промыв все его очень грязные, закопченные детали, я получу вполне рабочий агрегат. Не тут - то было! Я ведь ничего не знал ни о компрессии, ни о давлении масла. Для справки: компрессия — максимальное давление, которое возникает в результате сгорания топлива в цилиндре. Под этим давлением поршень движется вниз и передаёт усилие на шатун, проворачивающий вал сложной формы, который ещё называют «коленчатым».

Таких поршней в моём моторе было два. Но двигатель не заводился. Посоветовавшись со специалистами, я взял у них прибор для измерения компрессии. А проще — манометр с резьбовой втулкой, который вкручивается на место свечи. Провернув вал двигателя, я убедился, что компрессии нет.

Компрессия в любом моторе, будь то двигатель танка или авиамодели, обеспечивается плотным прилеганием поверхности поршня к цилиндру, а также специальными пружинными кольцами, одетыми в канавки поршня. Размеры поршня, цилиндра, колец, а также их точная геометрия, обеспечивают в итоге нужное давление на поршень. А если все эти детали основательно изношены, то двигатель просто не заводится – воспламенившаяся смесь бензина с воздухом улетает через щели между поршнем и цилиндром.

Стоит сказать, что в моторе всё точно рассчитано. В этом отношении любой двигатель —  это великолепная и точная машина. Острые кромки твёрдых поршневых колец не раздирают стенки цилиндра, так как через специальные щели в посадочных гнёздах туда нагнетается машинное масло и «смазывает» всю скользящую систему. Сам алюминиевый поршень в холодном состоянии немного меньше, чем нужно. Он имеет слегка овальную форму. Когда он разогревается, то «распирает» свои собственные стенки до нужных размеров, но не слишком сильно, чтобы всю систему не заклинило.

Чтобы обеспечить рабочее давление, мне пришлось заменить поршни. Также понадобилось  отшлифовать на точном станке внутренние стенки цилиндров до нужных размеров, чистоты и геометрии. Еще пришлось заменить и магнето, которое вращается от привода коленвала. Оно обеспечивает образование искры на свече в нужный для воспламенения момент.

Забыл!

К сожалению, моё первоначальное невежество в вопросах, связанных с двигателями внутреннего сгорания, успело меня подвести. В моторе существует система смазки, состоящая из насоса. Эта система прокачивает машинное масло внутри двигателя. Это схоже с тем, как этот процесс происходит с сердцем и кровью в нашем организме. Таким образом, обеспечивается давление, которое «выталкивает» масло ко всем нужным узлам и деталям вращения, трения и т.д.

Про масло-то я и забыл. Точнее, я забыл установить резиновую прокладку маслонасоса. Получилось так, что масло вылилось на дорогу, а я снова «попал» на ремонт мотора. В этот раз это была шлифовка шеек коленвала и замена шатунных вкладышей. Могу отметить, что это произошло дважды. Как раз до того, как я прочитал нужную главу в книге о двигателях.

Чтобы беда не повторилась, я модернизировал мотор, установив датчик давления масла. Если давление снижалось  до критического уровня, то на нём начинал мигать светодиод. Времени, которое требовалось на то, чтобы увидеть это мигание и заглушить мотор, хватило, чтобы избежать поломки. Современные, «продуманные» моторы, конечно, сами себя отключают в таких случаях. Но мне такая предусмотрительность была не нужна.

Даёшь «зажигание»

Надо сказать, что устаревшее магнето — штука капризная. Не любит оно влаги, пыли, грязи, механических повреждений, которые, увы, являются обычными для любой сельскохозяйственной техники. Пришлось заменить его на «батарейное» зажигание от небольшого мотоциклетного аккумулятора и электронного зажигания от автомобиля «Ока» с датчиком Холла. Те, кому не лень, могут почитать в интернете об этом устройстве. Я остановлюсь на нём лишь кратко.

Если в токопроводящую пластину пропустить постоянный ток, а через неё пропустить магнитное поле, то электроны, движущиеся на пластине, отклонятся силой Лоренца (сила, действующая на движущийся заряд лишь со стороны магнитного поля). В результате возникает эффект Холла. На нем основана работа простейшего электронного зажигания.

Если говорить совсем уж просто, то датчик закреплен неподвижно, а магнит, закрепленный на валу, связанный с поршнями  и шатунами, вращается и пролетает мимо тогда, когда поршень чуть прошёл наивысшую точку давления, а затем уже немного двинулся назад. В этот момент в датчике Холла возникает ток, сигнал обрабатывается электроникой, в цилиндр поступает искра, поршень выталкивается, двигатель работает.

В старом магнето контакты замыкались механически. Они горели, портились и работали плохо. В электронном зажигании механических деталей нет. Можно считать, что оно вечное.

Основная задача заключалась в том, что надо было механически совместить «чужое» зажигание с моим мотором. Для этого нужно было поработать немного конструктором и ещё немного — помощником токаря и фрезеровщика, совместив неподходящие валы, крепления и шестерни. Но в итоге всё заработало.

Последней работой, связанной с мотоблоком, было увеличение его скорости движения. Она равнялась примерно 10-12 километрам в час. Благодаря подбору и замене комплекта шестерён, а также в результате «танцев с бубном» вокруг коробки передач, скорость движения удалось увеличить до 22 км/ч. Подробности этой скучной и сложной работы описывать не буду.

Электроника

Любой мотор представляет собой настоящее «произведение искусства» конструкторов. Его создание невозможно без точнейших расчетов, знания механики, физики, термодинамики, электроники, сотен различных формул, а сегодня — даже без множества компьютерных программ.

Конечно, современные двигатели уже совсем не такие, какими они были даже 20 лет назад. И впрыск топлива, и создание смеси, и искра, и опережение зажигания (кстати, вы знаете, что это такое?) - теперь все это определяется внутренним компьютером машины и его сложными программами, работающими в режиме реального времени.  Компьютер сегодня зачастую определяет даже режим работы подвески и антиблокировочную систему тормозов.

Приобщил к электронике свою технику и я. Конечно, совсем немного. Дело в том, что в результате перегрева двигатель глох. Вентилятор, насаженный на вал и работающий с постоянной скоростью, не спасал. Пришлось встроить в кожух небольшой электровентилятор от старенькой «Audi» и запитать его от аккумуляторной батареи, от которой работает и зажигание. Датчик и реле с регулировкой приобрёл на рынке. Результат — двигатель перестал глохнуть от перегрева.

Китайское «чудо»

Не так давно ко мне попал китайский «моторчик» для мотоблока (китайцы сегодня делают, наверное, всё). Причём его параметры — мощность, тяга и прочие, были аналогичными таким же характеристикам павлодарского двигателя. Но размеры и вес были как минимум вдвое меньше.

Двигатель этот тоже требовал ремонта. И, несмотря на то, что он оказался куда более «хлипким», чем раритетный павлодарский аналог, я его починил. Ремонт заключался в замене прокладок, датчика масла, зажигания (оно здесь изначально было электронным) и одной шестерни.

Китайское «чудо» не требовало настройки. Оно или работало, или нет. Моторчик побаивался пыли и не очень любил грязь. Поэтому, посмотрев его в работе, я поставил прежний — громоздкий и шумный, но надёжный двигатель. А китайский упрятал в сарай до лучших времен.

Итог

Вышло так, что сельскохозяйственными работами мне особенно заниматься некогда. Сейчас мотоблок снова пылится в сарае. Но зато я хоть немного научился разбираться в подобной технике. Создал даже несколько тем на профильных форумах, где некоторое время давал советы всем желающим. Хотя через некоторое время забросил и это, так как появились более важные дела.

Знания, которые я получил, использовал с толком. Естественно, в современный автомобильный двигатель без специалиста лезть я бы не стал. Уж больно он сложен, требует точной сборки и не прощает никаких ошибок. Но знание элементарных основ механических систем такого типа позволяет легко разбираться в кинематике несложной техники — начиная от швейной машины и заканчивая вентилятором. Теперь я запросто могу их ремонтировать. Как говорится - было бы желание.

Эдуард Трошин

www.kv.by


Смотрите также