06.02.2020 09:20
Экономика

Изобретение курганцев совершит прорыв в автомобилестроении

Изобретение курганских ученых может совершить прорыв в автомобилестроении
Текст:  Валентина Пичурина
Российская газета - Экономика УРФО: №25 (8079)
Курганские ученые создали экспериментальный образец механической бесступенчатой передачи, использование которой в автотранспорте позволит улучшить динамику разгона и экономить до 30 процентов топлива.
/ Владислав Солдаткин
Читать на сайте RG.RU

Изобретение они коротко называют "передачей Благонравова": автором идеи был знаменитый главный конструктор боевых машин пехоты доктор технических наук Александр Благонравов, который недавно, к сожалению, ушел из жизни.

Как поддержать интерес детей к изобретательству

- Сама идея не нова. Допустим, у нас есть источник энергии - обычно это двигатель внутреннего сгорания, бензиновый либо дизельный. Чтобы машина поехала, нужно энергию, появившуюся вследствие сгорания углеводородного топлива, каким-то способом доставить до колес. А вот как это сделать, все решают по-разному, - поясняет доцент кафедры "Безопасность информационных и автоматизированных систем" политехнического института Курганского госуниверситета Евгений Ревняков, защитивший под руководством заслуженного деятеля науки и техники РФ Благонравова диссертацию по исследованию характеристик и динамики механической бесступенчатой передачи.

Как известно, есть несколько типов коробки передач, начиная с механической, применявшейся еще в советской "Ладе"-"копейке" и до сих пор остающейся весьма популярной. Гидромеханический автомат, более совершенный, тоже существует давно - такие ставили на правительственные "Чайки", автобусы ЛиАЗ, а еще на БМП-3. Здесь сцепление заменяет гидротрансформатор, повышающий плавность переключения и улучшающий динамику, но более энергозатратный. Автомобилисты со стажем знают: у машин на "механике" расход топлива и время разгона меньше, чем у аналогичной модели с "автоматом". Поэтому инженеры не переставали искать техническое решение, сочетающее плюсы обоих типов - удобство, надежность и экономичность.

Лукашенко предложил Свердловской области расширить кооперацию в машиностроении

Результатом этого поиска стали вариаторы, принцип действия которых упрощенно напоминает работу велосипедных "звездочек". Популярность вариаторов растет благодаря высокому уровню комфорта при движении. Но их минус в использовании очень дорогого специального масла и снижении КПД при росте скорости. То есть опять же они во многом проигрывают классической механической трансмиссии.

Есть и другие виды, например, "робот" - механическая коробка, в которой автоматизирован процесс управления. В ней не используется гидротрансформатор, поэтому КПД весьма высок, однако есть проблемы с плавностью хода при трогании с места и переключении передачи.

Конструктор Благонравов предложил совершенно иную идею, чтобы передать энергию без ступеней и потерь.

- Принцип действия его передачи близок к тому, что используется в современных импульсных блоках питания электронных устройств. А они, как известно, характеризуются самым высоким КПД и компактностью, - рассказывает Евгений Ревняков. - Смысл импульсной схемы в том, что она передает столько энергии, сколько требуется.

Бизнес внедрять новинку не торопится: производителям машин проще купить готовые китайские детали, чем рисковать и вкладываться во что-то новое

Ее ключевая особенность - отсутствие потерь энергии при неподвижных колесах автомобиля, когда он только начинает трогаться с места (скажем, для гидротрансформатора именно на этом этапе потери максимальны). С технической точки зрения, да и с научной новация оказалась настолько сложной, что даже среди ученых не все с ходу поняли, как она может работать, признается Ревняков. Он поясняет идею своего учителя на примере механического будильника: заводя его, мы сообщаем пружине энергию, затем она движет стрелки часов. Если стрелки неподвижны, энергия не расходуется. Так и здесь: сначала двигатель закручивает пружину, во второй половине цикла она идет назад - отдает энергию двигателю. При этом пока автомобиль не начнет двигаться, энергия не расходуется.

Renault и Nissan возобновят совместную разработку новых моделей

Как это работает на практике, изучили сотрудники курганского отдела механики транспортных машин Института машиноведения УрО РАН. Первые испытания "передачи Благонравова" сначала на стенде, а потом на макете автомобиля в условиях эксплуатации на дороге провели старший научный сотрудник Андрей Юркевич, инженеры Владислав Солдаткин и Алексей Терешин.

Для испытаний на дороге использовали шасси УАЗа, которое предоставил завод "Зауралавтоматика". Инженеры этого предприятия также разработали блок управления передачей и оборотами двигателя. С машины сняли корпус, оставили только двигатель и трансмиссию, разместили датчики и оборудование. На раму установили механическую бесступенчатую коробку передач - получился такой экспериментальный ходовой макет. По условиям испытаний машина разгонялась до 55 километров в час - этого достаточно для движения городского транспорта. По словам Андрея Юркевича, скорость увеличивали не за счет прибавления оборотов двигателя, а за счет увеличения амплитуды колебания коромысел выпрямителей (это тоже идея Александра Благонравова). По мнению испытателя, главное преимущество такой передачи в том, что она позволяет двигателю работать при любой требуемой от него мощности всегда с минимально возможным расходом топлива.

- В отличие, например, от вариаторных бесступенчатых коробок, здесь нет "холостых" потерь энергии на трение, - поясняет Юркевич. - Сколько мы ни ездили, передача не нагрелась.

Уральский завод создаст для Минобороны "дальнобойный" беспилотник

Исследователи экспериментально доказали, что, используя это изобретение, реально на 20-30 процентов снизить расход топлива. Ни один водитель не откажется от такой экономии! Кроме того, не нужно "газовать", даже когда едешь в гору. А значит, будет меньше выбросов вредных веществ в атмосферу. Жмешь на газ - двигатель не урчит сильнее, как это бывает обычно, а ровненько работает на малых оборотах. Машина между тем разгоняется.

Использовать новинку можно не только в легковых автомобилях, но и в строительной, коммунальной, сельскохозяйственной, большегрузной технике. Говорят, она идеально подойдет для низкоскоростных машин очень большой мощности, например, колесных и особенно гусеничных вездеходов, буровых установок.

Между тем бизнес к изобретению пока относится с осторожностью и внедрять его не торопится. По мнению ученых, в этом нет ничего удивительного: производителям машин проще купить готовую китайскую коробку, чем рисковать и вкладываться во что-то новое.

- Есть общий закон развития техники, который гласит, что новое никогда не вытеснит старое до тех пор, пока оно не выйдет на предел своего развития, связанный либо с физическими и экономическими, либо с экологическими ограничениями, - констатирует Андрей Юркевич. - Пока общество не дозреет и не почувствует острую необходимость в новинке, массово она востребована, увы, не будет.

Инновации Образование Промышленность Наука Легковые авто Курган Урал и Западная Сибирь