фото на
http://www.dyr4ik.ru/forum/viewtopic.php?t=8311)НОВОЕ СЕРДЦЕ МОТОРА
2)Двигатель Фролова
1)НОВОЕ СЕРДЦЕ МОТОРА
Конструкторское бюро Центрального дома детей железнодорожников разработало новую схему мотора. Конструктивным преимуществом мотора являются простота изготовления, компактность и малый вес. Отсутствуют такие детали, как шатуны и коленчатый вал. Увеличена также его мощность за счет двух рабочих ходов при одном обороте вала. Мотор работает по двухтактному циклу.
Подача горючего осуществляется через карбюратор, который крепится непосредственно к картеру 8 мотора. В патрубке карбюратора имеется лепестковый клапан 10 (на схеме указан в картере). Свеча 6 ввернута в утолщенную стенку цилиндра 1 и вращается вместе с ним. Это обеспечивает пол-ную герметичность цилиндра во время работы и устраняет силы, противодействующие на стенки картера. Высокое напряжение подводится к свече через скользящий контакт. Для удержания поршневых шарикоподшипников 4 в пазу служат направляющие полозья, между которыми скользят удлиненные в обе стороны пальцы шарикоподшипников.
Направляющие полозья укрепляются на болтах внутри картера по замкнутой кривой. (Полозья и удлиненные пальцы шарикоподшипников на схеме не указаны.)
При работе мотора трение между пальцами и полозьями отсутствует. Поршни удерживаются в пазу центробежной силой.
На рисунке под цифрами вы видите: цилиндр 1, поршни 2, поршневые кольца, 3 шарикоподшипники 4, 5, свечу 6, отверстия для болтов 7, корпус картера 8, водяную рубашку 9, клапан 10.
А АБРАМОВ, нонструнтор
2)Двигатель Фролова (Наука и Жизнь №9 1988)
На ВДНХ СССР этим летом проходила выставка «Изобретательство и рационализация-88». На ней были представлены три тысячи экспонатов. Здесь показаны несколько новинок, с которыми познакомились посетители выставки.
Универсальный двигатель внутреннего сгорания, изобретенный В. К. Фроловым (г. Николаев, клуб «Мотор»).
При массе в 7,5 кг он развивает мощность около 30 кВт.
Возвратно-поступательное движение поршней этого оригинального двигателя превращается во вращательное движение ротора.
Фролов Виталий Константинович - авиатор, пилот/борт-механик, спортсмен авто/мотокроссмен (мастер спорта), в прошлом, и ныне действующий изобретатель/рационализатор двигателей внутреннего/внешнего сгорания, пневмо/гидронасосов и просто хороший человек с золотыми руками и развитым чувством юмора.
Его кредо - СЕЙЧАС УЖЕ НИЧЕГО НОВОГО В МЕХАНИКЕ НЕ ИЗОБРЕСТИ! ДОСТАТОЧНО КОМПОНОВАТЬ РАНЕЕ ИЗОБРЕТЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ И ИСКАТЬ ИХ НЕТРАДИЦИОННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ. Первой его пробой сил стал двухтактный оппозит разработанный по заданию ВДВ. Этот двигатель должен быть легким, экономичным, безотказным в воздухе, на земле и воде. И что немаловажно, в боевых условиях иметь высокую живучесть. Так вот, этот двигатель получился ну ООООчень живучим!, поскольку в первую очередь он прижился на гражданке и использовался как в сверхлегкой авиации, так и в кольцевых мотогонках, так и в мотокроссах. Оппозитная схема вкупе с конической передачей позволила легко апгрейдить одноцилиндровые двигатели повышая как их объем, так и мощность. Пример тому - ИЖ Планета 5 на картер которой был установлен блок цилиндров от Юпитера.
На фото:
Фролов В.К. справа
Мотор получился компактным и бодрым. На второй передаче заднее колесо легко срывало в букс.
Вариантов оппозитных двухтактников было достаточно много. В основном они были предназначены для мотодельтапланов, поскольку довольно долгое время Фролов сотрудничал с ОКБ им. Антонова
Эта схема применяется и поныне. Сейчас разрабатывается блок-мотор для установки на низ кроссовогоЧЗ, что позволит реанимировать многие кроссовые мотоциклы в небольших мотоклубах.
Нетрадиционный подход Фролова проявляется с давних пор. Еще во времена службы в ВВС, генерал, обеспечивавший поддержку изобретателя, в сердцах сказал: "Уж лучше бы ты водку пил!", после того, как Фролов заставил свой АН-2 лететь хвостом вперед со скоростью 75км/ч
Однако вернемся к нашим моторам.
Основные усилия по модернизации и совершенству конструкций двигателей Фролов направил на поиск новых решений по преобразованию возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение ведущего вала. Пока что он признает незыблемость и необходимость цилиндро-поршневой группы двигателя. Экспериментов было много, в том числе и с двигателями Баландинской схемы.
Один такой двигатель был смонтирован в минском картере и внешне ничем не отличался от обычного мотора. Как известно, - шило в мешке не утаишь и вот, однажды, когда Фролов уехал в командировку, ребята картингисты, у которых он базировался в то время, втихаря поставили этот мотор на карт и выиграли чемпионат Украины. Уж как им удалость обойти техкомиссию одному Богу известно, впрочем в 70е годы техкомиссии не были уж очень строгими, возможно это их и спасло. А поскольку мотор все время был скрыт от любопытных глаз брезентом и ему еще только предстояли испытания, то ребята опять поставили его на место и только через несколько лет признались в содеянном
Второй двигатель по этой же схеме был изготовлен полностью самодельным
Убедившись в труднопреодолимости недостатков Баландинской схемы, Фролов продолжил поиск механизмов преобразования. Однажды на глаза попался механизм ткацкого станка, который стал главным звеном в сегментно-роторном моторе.
а затем перекочевал на четырехцилиндровый V-образник
В качестве базовых деталей использованы головки цилиндров, цилиндры и поршня от ЗАЗ 965А, такие, какие они есть, без каких бы то ни было переделок и доработок! При этом с двигателя объемом 993 см3 удалось снять 89 л.с. при 8800об/мин.
Верхняя часть двигателя сделана отдельным, съемным блоком
и установлена на нижнюю часть кроссового двигателя ЧЗ
Двигатель не имеетколенвала как такового, вместо него используется механизм напоминающий шарнир разных угловых скоростей, или как его принято называть - шарнир Гука.
Все вращающиеся детали работают на подшипниках качения. Масло подается под клапанные крышки и свободно стекая не только смазывает но и отводит тепло. Для охлаждения масла перед двигателем установлен узкий длинный радиатор. Двигатель смонтирован в гибридной раме
родословная которой уходит корнями в кольцевые мотогонки. Запуск не представляет труда как киком, так и электростартером. Эта ходовка была сделана скорее как стенд для ходовых испытаний, после того как двигатель погоняли на стационарном стенде. Сейчас, параллельно с ходовыми испытаниями, идет оптимизация конструкции двигателя и разработка новой рамы с помощью современных методов проектирования. Все разработки Фролова защищены авторскими свидетельствами, но он не торопится приподнимать покрывало тайны над ними.
(Мото, 2004г)
В этом двигателе нет коленвала
Мало что меняется в конструкции двигателей внутреннего сгорания (ДВС): в целом они такие же, что и 100 лет назад. И все же появляются сомневающиеся в незыблемости конструкции. Знакомьтесь: Виталий Константинович ФРОЛОВ из города Николаева (Украина) - бывший авиатор, автомо-токроссмен (он мастер спорта), изобретатель и мастер с золотыми руками. Он сначала усовершенствовал коленвал, а затем и вовсе изгнал его из своих моторов.
Забытое гениальное
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.
Мотостенд
Однажды на глаза Фролову попался ткацкий станок. Другой бы прошел мимо, но нашего пытливого героя натолкнул на нетрадиционное решение. И в 2001 году он изобрел собственную конструкцию механизма преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное. Изобретательство ради патентов - не его страсть: во Фролове жило неуемное желание воплотить идею в металле. Он построил не маленький движочек-игрушку, как было с мотором по «баландинскому» принципу, а полноразмерный силовой агрегат. Так появился на свет 4-цилинд-ровый 4-тактный V-образник. В качестве базовых деталей использовал головки цилиндров, цилиндры и поршни от «Запорожца», причем без особых доработок, разве что, в силу увеличившегося хода поршней, рабочий объем с 993 см3 возрос до 1100.
Так ведь уменьшился в размерах и картер (коленвала-то нет!), и двигатель в целом вышел в три раза легче(!) и в два раза компактнее (!) исходного мотора МеМЗ-966. Такой не грех установить на мотоцикл. Что и сделал.
Верхняя часть двигателя выполнена съемным блоком и установлена на картер кроссового двигателя ЧЗ-250 со сцеплением и КП. Чтобы демонтировать верх мотора, достаточно открутить всего четыре болта - 10 минут хлопот. Рама - от шоссейно-кольцевого «Ижа» с подвесками от «Чезета», бак - от «Явы». Мотор настолько компактен, что если посмотреть на аппарат сбоку, то он вписывается в габариты ижевского движка, а если смотреть сверху, то его не видно из-под бака. Силовому агрегату еще предстоит пережить доводку, а пока на нем установлены достаточно примитивные карбюраторы и контактное зажигание от «Жигуля»-«копейки».
Благодаря возможности значительно поднять обороты выходного вала механизма преобразования с мотора «сняли» 89 л. с. при 8800 об/мин. Масса «чумовоза» - около 180 кг. Согласитесь, для байка с кубатурой 1100 весьма недурно: у большинства зарубежных «одноклассников» она переваливает за 220-240 кг.
Свой мотоцикл Фролов настойчиво называет «мотостендом». Кстати, построенный в 1885 году Готтлибом Даймлером первый мотоцикл тоже по сути был мотостендом - на нем немец-первооткрыватель отлаживал новый в то время поршневой двигатель Отто.
Секрет - в цилиндре
Своими фантастическими показателями мотор Фролова обязан именно тому, что в конструкции нет коленчатого вала. Вместо него используется рычажный механизм преобразования, напоминающий шарнир Гука. С виду все просто, но объяснить, как он работает, никому толком не удается -это надо видеть. Изобретатель охотно демонстрирует механизм в работе. Но секрет все же есть - он заключен в некоей цилиндрической детали, которая крепится к проставке, установленной между блоком цилиндров и низом мотора. Фролов называет этот узел демпфером, или уравнителем крутильных колебаний - на него изобретатель и оформил патент.
Со стороны цилиндров в демпфер входит палец, вращающийся рывками, а с другой выходит шестерня конической передачи, вращающаяся достаточно равномерно и без вибраций. Дальше все тривиально - вторая шестерня конической передачи сидит на валу сцепления.
Коническая передача позволяет располагать мотор относительно трансмиссии в каком угодно положении -и в этом еще одно преимущество двигателя. Он обладает повышенным моторесурсом - в силу того, что здесь нет подшипников скольжения, а значит, не требуется смазка под давлением. Кроме того, практически отсутствуют боковые силы воздействия на детали цилиндро-поршневой группы, нет мертвых точек и момента инерции деталей, механизма преобразования движения поршня во вращение вала.
Изобретатель утверждает - признаться, в это верится с трудом - что в его механизме можно во время езды плавно изменять хода поршня, вплоть до нулевых. А это открывает перспективы двигателей с совершенно новыми качествами.
Задания на завтра
Его не следует считать непризнанным самоучкой-неудачником. О результатах творчества Фролова писали в авторитетных журналах «Крылья Родины», «Изобретатель-рационализатор», «Наука и жизнь», «Моделист-конструктор», «ИР Украины», «Авиация общего назначения» и других. Наш изобретатель получил пять авторских свидетельств, подал еще пять заявок.
Сейчас Виталий Фролов работает консультантом в недавно созданном Николаевском политехническом институте на кафедре ДВС. У него есть почитатели, в меру возможностей они помогают Виталию. Совместно с соратниками он организовал компанию «Двигатели Фролова».
К нему приезжали конструкторы с Ижевского и Киевского мотозаводов. Ижевчан заинтересовал 2-тактный оппозит, киевлянам он пообещал разработать 4- и даже 8-цилиндровый двигатель для трайка «Днепр-300», более того, продемонстрировал макет с действующей кинематической схемой. Подписан договор с Харьковским автодорожным университетом о разработках в области новых экологически безопасных двигателей для городского транспорта, а также мотора, который мог бы приводить в движение скутер или мотоколяску в течение двух часов, и для него хватало бы горючего из маленького баллончика с газом. Понятно, что это будет двигатель совсем другого типа. К примеру, если современные моторы Фролова обладают удельной мощностью 100 г/л. с., то в перспективе, убеждает изобретатель, показатель можно довести до 10 г/л. с. Кое-какие наметки у него уже есть, но он не торопится приподнимать покров тайны.
