08_Book_3_part

Глава 8. Двухступенчатый ДВС «Ротфен».

Раздел 1. Альтернатива существующей идеологии ДВС.

Подавляющее большинство ДВС (на базе КШМ – все!), имеют очень жесткую, нелинейную, связь между количеством сгоревшего топлива в единицу времени и мощностью. Но сама по себе величина мощности – это еще не гарантия, что тот механизм, на который будет установлен ДВС, начнет функционировать так как нам этого хочется.

Полученную мощность еще нужно по максимуму отдать в нагрузку. И это, пожалуй, одна из главных задач рационального использования мощности. Для того, что бы не сильно удаляться в размышления, обратимся лишь к одному направлению использования ДВС – на транспорте, а точнее на автомобилях.

Если к коленвалу мощного (в сотни л.с.) ДВС напрямую подключить колеса обычного легкового автомобиля, то, сколько бы мы не пытались, этих сотен лошадиных сил не хватит для того что бы тронуться с места. Слишком велико сопротивление инерции покоя автомобиля, и двигатель попросту будет глохнуть. Для того, чтобы не возникало таких коллизий, между двигателем и нагрузкой устанавливается трансмиссия. Кстати достаточно сложная и тяжелая. Но даже это не гарантирует, что мощность, вырабатываемая ДВС, будет рационально отдаваться в нагрузку.

Этому препятствуют масса разных факторов, в том числе и мастерство водителя.

А от водителя требуется умелое переключение передач в КПП, умелое оперирование педалью газа, умелое использование инерции автомобиля и т.д. и т.д.

Таким образом, практически вся мировая история эксплуатации ДВС, тесно связана с эксплуатацией разного рода трансмиссий, в том числе и автоматических.

О последних есть смысл сказать несколько слов.

Первое – автоматические автомобильные трансмиссии – это очень удобная вещь, дающая комфортность управления автомобилем, высвобождающая часть внимания, и в конце концов, обеспечивающая повышение уровня безопасности движения. Кстати при этом еще и экономится моторесурс двигателя.

Но, за это приходится платить повышенным расходом топлива, дороговизной обслуживания и собственно – стоимостью автомобиля. Но это не все.

Автоматические трансмиссии не всегда адекватно реагируют на внешние условия. Так, в условиях гололеда такие трансмиссии склонны срываться на «юз». А это очень и очень опасно.

Можно ли избавиться от трансмиссии как таковой (или хотя бы от части ее элементов), и при этом сохранить все ее функции. И к этому дополнительно еще и уменьшить вес автомобиля, а значит создать условия для экономного расходования топлива.

Да. Такое возможно.

Для этого необходим двигатель, способный самостоятельно подстраиваться под величину нагрузки.

Но увы… Такие двигатели для автомобилей (и для всего остального тоже) не выпускались и не выпускаются нигде и никогда, так как в идеологии двигателестроения, эта задача считается неразрешимой, или в лучшем случае – трудноразрешимой.

Соответственно ее никто и никогда не собирался и не собирается решать.

Двухступенчатый (на базе двух машин) ДВС «Ротфен» - это готовое решение такой задачи.

Приципиальная схема его устройства приведена на Рис. 1.

Первая ступень является ведущей (активной). Ее задача – обеспечить рабочим телом с необходимым давлением вторую ступень.

Вторая ступень – ведомая (пассивная). Ее задача – рационально использовать параметры рабочего тела для максимально эффективной отдачи мощности в нагрузку.

Первая и вторая ступени между собой находятся в жесткой параметрической зависимости по количеству вырабатываемого рабочего тела (здесь – продукты сгорания топлива и воздуха под большим давлением и температурой). Но при этом в очень мягкой (за счет действия обратной параметрической связи – механической, электромеханической, электрической и т.п.) связи по полезному крутящему моменту.

Таким образом, первая ступень – это газогенератор, а вторая – управляемая герметичная турбина.

У первой ступени широчайший диапазон по количеству вырабатываемого рабочего тела. У второй – широчайший диапазон регулирования крутящего момента отдаваемого в нагрузку.

Вместе – они представляют ДВС совершенно иной идеологии.

Соответственно его применение в технике – это совершенно иной уровень функционирования: легко автоматизирующийся, экономящий топливо и моторесурс, удобный и не требующий к себе постоянного внимания.

Раздел 2. Практичная схема двухступенчатого ДВС.