Зная не по слухам, а по реальной практической работе в области повышения эффективности двигателей внутреннего сгорания о исключительной важности снижения уровня всевозможных потерь мощности двигателя от кривошипно-шатунного механизма, коллектив экспертов и исследователей нашей компании с большим профессиональным интересом ознакомился с статьёй «Двигатель внутреннего сгорания с составным поршнем», опубликованной на сайте Ярослава Ващука.

Автор статьи, кандидат технических наук Владимир Георгиевич Федосеев, предложил необычное решение проблемы предотвращения механических и термодинамических потерь мощности двигателей внутреннего сгорания, которое заслуживает серьёзного профессионального обсуждения.

Итак, с точки зрения техники, как отмечено выше предлагаемое техническое решение представляет несомненный интерес благодаря оригинальности и так сказать элегантности самого решения, если рассматривать его в отрыве от реальной ситуации на рынке продуктов и компонентов автомобильной техники и технологии.

Предлагаем вниманию читателей предварительный общий анализ существующего положения, который хорошо знаком специалистам, постоянно интересующимся этой областью техники.

Итак, давайте рассмотрим существующую ситуацию с эффективностью транспортных средств, использующих в качестве силовой установки двигатель внутреннего сгорания.

Как видно из приведенных иллюстраций на английском языке потери, отнесённые к двигателю внутреннего сгорания, как таковому, являются самыми существенными, - 62.4% от энергии сжигания топлива теряются именно в двигателе и львиная доля этих потерь, - потери от кривошипно-шатунного механизма:

Специалисты-аналитики просчитали экономически целесообразные варианты модернизации транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания и оценили приблизительный экономический эффект от каждого из видов модернизации или модификации.

Далее следуют характеристики каждого из селективно выбранных вариантов инновационного воздействия на сложившиеся стереотипы путей экономии энергии и модернизации транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания.

Для того, что бы сориентироваться в характере предложенного технического решения и его месте в технологическом поле, связанном с модификациями цилиндропоршневой группы двигателей внутреннего сгорания специалисты компании совместно с патентными адвокатами, работающими с нашей компанией выполнили предварительный патентный поиск и определили наличие на сегодняшний день 2068 патентов в этой категории техники.

После того, как область поиска была ограничена только составными (гибридными, комбинированными поршнями) оказалось, что по состоянию на 14 августа 2011 года зарегистрировано 110 патентов, самый новый из которых выдан 2 августа 2011 года, а самый первый в этой группе получен 13 апреля 1976 года.

Первичный анализ этих патентов показал, что основная цель, которую авторы изобретений ставили, - это как раз снижение уровня потерь мощности, вызванных наличием кривошипно-шатунного механизма.

Ниже приведены аннотации наиболее характерных изобретений этой группы.

Что важно и характерно:

• Ни одно из этих изобретений не подано от какой либо компании, которая специализируется на выпуске двигателей или их компонентов; Большинство заявок подано от одиночек и энтузиастов;
• Ни в одном из этих изобретений не используется, предложенный автором составной характер поршня, в котором малый центральный поршень в момент максимального сжатия выступает за пределы большого поршня;

На этом факторе стоит остановиться более детально.

В конструкции поршней современного двигателя, головка поршня, её профиль имеют громадное значение . Давление впрыска составляет 2000 атмосфер и профиль верхнего торца поршня должен быть таким, что бы сформировать нижний, ограничивающий локальный объём сгорания, контур.

То есть обязательным условием полного сгорания является именно та геометрия верхнего торца поршня, при которой центр цилиндрической поверхности поршня располагается существенно ниже чем его краевая окружность. При такой геометрии на верхнем торце поршня формируется своеобразная приёмная чашка, которая ограничивает область распыления топливной смеси и соответственно ограничивает и формирует локальную. область горения с гомогенизацией свойств пламени по всему объёму факела пламени.

Исходя из этих соображений можно предположить, что при всей привлекательности чисто механического решения составного поршня, предложенного автором, его влияние на локальный процесс сгорания топливной смеси может быть ограниченно негативным и это может повлиять на уровень токсичных загрязнений в выхлопных газах.

Но как ни странно в самой идее составного поршня есть очень важное содержание и, как нам представляется, это может в будущем быть применено в гибридно – комбинированных двигателях, но это должно стать темой самостоятельного исследования и мы готовы это технологическое направление осветить в следующих публикациях.