«Наш паровоз вперёд летит…».
З відомої комуністичної пісні

В епоху парових машин (ПМ) паровоз дійсно «летів» в порівнянні з кінними упряжками. Але низький ККД від 1 до 20%, обмежена бистрохідність до 1000 об/хв, обмежена агрегатна потужність і великі габарити і маса витіснили ПМ. На заміну прийшов двигун внутрішнього згоряння (ДВЗ).

ПМ це тепловий двигун зовнішнього згоряння, який перетворює енергію пари в механічну роботу.

Перша ПМ була побудована в ХVІІ віці Дені Папеном. В двигуні Папена вода перетворювалась в пару в середині циліндра. На дні циліндра була невелика кількість води, яка нагрівалася вогнищем і охолоджувалася обливанням циліндра водою. Це було недоліком парового насоса.

В Росії перша діюча ПМ була побудована в 1766 році по проекту Івана Ползунова. Особливістю машини Ползунова було те, що вона мала автомат керування паром. Пар потрапляв в циліндри зовні.

Останнім часом почалося поступове відродження зацікавленості до пару. Конструктори знову повертаються до ПМ. Сучасні матеріали, технології і автоматика систем керування дозволяють зменшити габарити і масу парового двигуна (ПД).

Читач напевне звернув увагу, що ми одну і ту річ називаємо по різному – ПМ і ПД. Рахую такі назви не зовсім коректні. Це для нас стане ясним і безперечним, якщо ми розглянемо суть цих двох назв. Чи є між ними різниця? Є!

ПМ складається із котла, кривошипно-шатунного механізму, циліндра з поршнем, маховика і автоматики керування. ПД має котел в якому спалюється пальне і власне двигун як окремий агрегат по типу дизельного двигуна. Таким був гібридний ПД в якому поєднувався ДВЗ і ПМ. В ньому в циліндрі згоряв бензин і вприскувалася вода. Це пропонував ще Ніколаус Август Отто в кінці ХІХ століття. Все було б добре якби вода не попадала в картер. Вона накопичується і утворюється емульсія. Остання вбиває двигун.

Автором статті розроблений новітній безшатунний поршневий ПД. Про нього не раз писалося в журналі «ВіР». Це окремий агрегат по розмірам і габаритам не більший від дизеля. Перший раз думка про ПД виникла ще коли був курсантом Київського вищого танкового інженерного училища. Слухаючи лекції професора Валентина Чобіток в яких розглядалися зовнішні характеристики двигунів і зокрема ПМ, подумав: «Чому є ПМ, а ПД немає?». Але ця думка думкою і залишилася. Курсантські будні стерли її з пам`яті. І тільки через роки мені прийшлося розробити новітній ПД.

В основу винаходу покладено завдання створити такий ПД, в якому нове виконання циліндропоршневої групи, механізму, що перетворює зворотнопоступальний рух поршня в обертовий рух вала або навпаки, вузла нагрівання головки поршня, системи подачі води в циліндр, нагрівання водяної пари і її конденсації, дозволило б забезпечити перетворення порції води в пару в середині циліндра, а також підведення до пару, який розширюється, тепла, і за рахунок цього підвищити ККД ПД і зменшити його габаритні розміри. В новітньому ПД пропонується знову перетворювати воду в пар всередині циліндра, як і в двигуні Папена. Але використання останніх досягнень науки і техніки дозволяє перетворити цей недолік в перевагу.

Нагрівання головки поршня забезпечується гарячими газами спалюваного в котлі пального, тепловим насосом, а також дизельним ефектом – за рахунок виділення тепла від стискування газу в рухомому циліндрі. Нагрівання головки поршня стає можливим завдяки використання безшатунного механізму (БШМ). БШМ простий – складається з кульки, вала на якому виготовлена канавка під кульку і поршня. Канавка містить ліво- і правообертальні частини гвинта з`єднані плавними переходами. ПД з БШМ і нагріванням головки поршня гарячими газами має ще й нерухомий поршень.

В ПД вода в циліндр подається в необхідний момент і в строго відміряній кількості, щоб утворена з неї пара при розширені могла повніше віддати свою енергію поршню. Вода в новітньому ПД в картер не попадає за рахунок протитиску в газовому стику поршня і циліндра. Протитиск створюється високоекономічним поршневим компресором з БШМ. Є в мене і більш простіший варіант захисту масла в картері від води.

Запропонований ПД має зовнішню характеристику наближену до ідеальної і максимальну тягу на малих обертах. Це дозволить обійтися без трансмісії. Має дешеве робоче тіло і використовує низькосортне пальне.

ПД екологічно чистіший, високоекономічний, має невеликі габаритні розміри і найде широке застосування на автомобілях і тракторах, річкових та морських суднах, а також в якості двигуна, що приводить в рух електрогенераторні установки. Останнє застосування ПД можливе на сміттєспалювальних заводах для виробітку електроенергії.