Министерство образования Российской федерации

Самарский государственный аэрокосмический университет

Механизмы 
нетрадиционных энергоустановок.

 Учебное пособие.

Составители Б.П. Семёнов, Д.В. Герасимов.

Самара: СГАУ, 2003.

Пособие предназначено для студентов, изучающих курсы "Теория механизмов и машин" и "Кинематика ДВС и трансмиссий", а также может представить интерес для специалистов, проектирующих энергетические установки.

Содержание

Спираль развития энергоустановок автомобилей

Развитие модульных моделей механизмов ДВС

"Бесшатунный" ли двигатель С.С. Баландина?

Кулачковые механизмы нетрадиционных ДВС

Постановка задачи композиции геотермальной установки

Микроэнергетика дачного участка

Микроэнергетика транспортного средства

Роторно-поршневой ДВС

Объективная необходимость защиты интеллектуальной собственности

Список использованных источников 

СПИРАЛЬ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГОУСТАНОВОК АВТОМОБИЛЕЙ

Автомобиль – сухопутное безрельсовое транспортное средство с искусственно созданной автономной энергоустановкой. .Без этой терминологической поправки к автомобилям следовало бы отнести и транспортные средства с мускульным приводом – самобеглую коляску Кулибина и современные педикары, а также сухопутные парусники, например буеры, и даже … троллейбусы.

Первый самодвижущийся экипаж построил и назвал “автомобилем” (от греч. бэьт - сам и лат. modilis – подвижный ) в 1769 году французский военный инженер Кюньо. До настоящего времени сохранился более совершенный второй его автомобиль, созданный ориентировочно в 1770 году и помещенный в Музей искусств и ремесел в 1880 году, что исключает возможность подозрения более поздней его фальсификации. Двухцилиндровый двигатель этого транспортного средства, предназначенного для перевозки тяжелых артиллерийских орудий, был паровым.

Утверждением приоритета паровой энергоустановки автомобиля служит термин “шофёр” (франц. chauffeur – основное значение – кочегар, от chauffer – топить), ранее широко применявшийся для определения профессии водителя даже при установке на самоходном транспортном средстве двигателя внутреннего сгорания.

Паромобили создавались и получили ограниченное практическое применение в 18 – 19 веках. В разных странах Европы и Америки в “эпоху пара” автомобильные паросиловые установки были намного компактнее паровозных и по ряду параметров принципиально отличались от паровозных, например котлами “мгновенного” парообразования. Последний серийный легковой автомобиль с паровым двигателем “Добль-Беслер” образца 1929 года не уступал лучшим образцам автомобилей с ДВС, был бесшумным и экологичным, но его время прошло.

Технический прогресс заставляет пересматривать привычные представления. “Эпоха электричества” ориентировала нарождающуюся автоиндустрию на электропривод. В 1900 году лидер американских производителей автомобилей фирма “Колумбия” выпустила 1500 электромобилей, на втором месте оказалась фирма “Локомобиль” – 750 паровых автомобилей. В России электромобили выпускали, в частности, фабрики Романова, Фрезе, Меллера, но первым автомобилем “Дукса” был “шарабан американского типа с паровым двигателем мощностью 7 л.с.”. В Европе легковые городские автомобили с электродвигателями использовались до второй мировой войны в качестве такси, множество фирм выпускали и грузовые электромобили. В настоящее время серийные электромобили можно встретить в Европе, Америке и Австралии. К сожалению, для российского автопрома этот вид транспорта остается экзотическим, достойным внимания лишь как неплохой рекламный объект для международных автосалонов.

        Надо было обладать даром предвидения, чтобы в начале 20-ого века на фоне массового (по тем временам) производства паромобилей и электромобилей увидеть коммерческую перспективность применения на автомобильном транспорте двигателей внутреннего сгорания. Генри Форд, сотрудник компании Эдисона, свято верившего в будущее электромобилей, сумел не только создать удачные “еретические” – для того времени - конструкции массовых автомобилей, но и после организации собственной компании окончательно утвердил на многие годы приоритет ДВС на транспортных средствах. Двадцать лет лидерства компании Форда (с 1904 года) похоронили многие фирмы, выпускавшие не только паровые, но и электромобили.

        Столетие абсолютного мирового господства ДВС на автотранспорте не могло не привести к конфликту с окружающей средой. В последние десятилетия введены жесткие требования к токсичности выхлопных газов, а истощение мировых невосполнимых запасов углеволородного сырья интенсифицировали исследования по альтернативным источникам энергии, в частности для автотранспорта.

        Простой возврат к историческим корням автомобилестроения невозможен. В последние десятилетия все ведущие автоконцерны серьезно финансируют исследования не по реанимации паро- и электромобилей, а по созданию перспективных энергоустановок с учетом достижений науки и технологий. Современный паровой энергоагрегат с мехатронной системой, управляемой бортовым компьютером, может отличаться от двигателя Уатта как ламповая ЭВМ от ноутбука. Электропривод в сочетании с топливным элементом ликвидирует проблему химических аккумуляторов. Использование в массовом производстве супермаховиков или ионисторов в качестве аккумуляторов энергии, пневмодвигателей и принципиально новых ДВС, альтернативных видов топлива и других технических решений может в недалеком будущем изменить качества и привычный облик автомобиля.

Особого внимания достойны механизмы машин объемного вытеснения двигателей внутреннего сгорания Кривошипно-ползунный механизм, в большинстве современных ДВС, можно рассматривать как источник многих проблем, компенсируемых усложнением прочих его систем. Перспективен поиск принципиально новых механизмов силового агрегата, обеспечивающих возможность изменения крутящего момента при любой частоте вращения выходного вала, а не традиционный путь создания двигателя с последующей корректировкой его жесткой моментной характеристики путем добавления механизмов сцепления и коробки передач [15].

РАЗВИТИЕ МОДУЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ МЕХАНИЗМОВ ДВС

Постоянное повышение требований экономичности и экологичности определяет практический интерес автомобильной индустрии к поисковым исследованиям в области создания нетрадиционных силовых установок и, в частности, двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Кривошипно-ползунный механизм – основа подавляющего большинства современных ДВС – вполне устраивал автомобилестроителей до тех пор, пока можно было мириться с большим расходом топлива и токсичностью выхлопных газов. Постоянно усложняются различные его системы при неприкосновенности триады “поршень – шатун - кривошип ”. Эволюционный путь совершенствования двигателей на основе кривошипно-ползунного механизма к настоящему времени принципиально практически себя исчерпал. Приходится искать альтернативные механизмы, реанимируя забытые технические решения и предлагая новые.

При оценке перспективности нетрадиционных принципиальных решений практическую ценность представляют результаты сравнительного анализа кинематического и динамического совершенства предлагаемых различных по структуре и конструкции вариантов. К сожалению, большинство современных компьютерных систем, чаще всего ориентированных на определенный набор наиболее распространенных компоновок ДВС, не обеспечивает этой возможности.

Модульный метод создания кинематических и динамических моделей различных по структуре механизмов основан на их отображении системами стандартных векторных замкнутых контуров (модулей) [1] . Модульное моделирование различных по назначению механизмов апробировано в практике поискового и реального проектирования [2,3], а также в учебных курсах “Теория механизмов и машин” и “Кинематика ДВС и трансмиссий ” на кафедре основ конструирования Самарского государственного аэрокосмического университета [4].

Для различных по структуре и конструкции предлагаемых механизмов из векторных модулей компонуются основные кинематические модульные модели, дополнение которых данными о массовых характеристиках звеньев и внешних нагрузках на них позволяет получить основные динамические модульные модели. Для оценки возможностей принципиальных схем предлагаемых ДВС часто вполне достаточно ограничиться результатами анализа динамических моделей без учета потерь мощности на трение при использовании упрощенных индикаторных диаграмм.

Дальнейшее развитие динамических модульных моделей можно проводить с учетом процессов трения, особенностей термодинамических процессов, нагрузочных и тепловых деформаций звеньев, а также технологических и сборочных погрешностей.

При анализе потерь мощности на трение представляет возможность использования различных моделей трения, например, с учетом скорости движения поршня. Практическую ценность подобные модели могут представить и при оценки эффективности применения различных присадок к маслам, повышающих ресурс и долговечность двигателей.

Например. результаты экспериментальных исследований показали высокую эффективность применения в виде добавок к автомобильным маслам фторполимерных материалов, образующих в процессе эксплуатации противоизносные, антифрикционные покрытия для улучшения различных эксплуатационных параметров. Из фторсодержащих материалов лучше всего для этих целей подходит политетрафторэтилен (ПТФЭ), обладающий уникальной совокупностью свойств: высокой химической и термической стойкостью, рекордными антифрикционными параметрами. [5]

Типичным представителем семейства фторполимерных добавок является первая отечественная добавка к маслам Форум®, содержащая высокодисперсный, поверхностноактивированный ПТФЭ. Присутствие в качестве основного компонента добавки ПТФЭ с размером частиц 0.1-0.6мкм, с наличием на их поверхностях активных центров, позволяет обеспечить высокую адгезию ПТФЭ как к металлам, так и к другим неметаллическим материалам, образуя на их поверхностях тонкий полимерный слой, сохраняющий в условиях масляной среды свою работоспособность до 80 тыс. км.

Успешно проведенные испытания в ряде научных и промышленных организациях России и за рубежом показали, что во всех случаях добавка Форум® существенно снижает износ двигателя, уменьшает угар и сохраняет качество масла, экономит топливо и повышает мощность двигателя.

Повышение ресурса и выходных параметров двигателя с применением добавки Форум® объясняется резким снижением значения коэффициента трения в зонах относительного перемещения соприкасающихся деталей, вибрации и динамических нагрузок. Роль антифрикционного ПТФЭ покрытия на трущихся поверхностях существенно повышается с увеличением давления в парах трения, особенно в случаях критических давлений, приводящих к разрыву масляного клина в зонах трения. [6]В этом случае функции масляного клина выполняет ПТФЭ покрытие, предотвращающее сухое трение.

Однако применение каких либо добавок или присадок к маслам для разрабатываемых двигателей требует тщательного анализа и экспериментального подхода с проведением на начальном этапе стендовых испытаний. Но проведение полномасштабных испытаний присадки на конкретном двигателе связано с большими финансовыми затратами и длительными сроками.

Создание более совершенных динамических модульных моделей механизмов ДВС, допускающих, в частности, качественную и количественную оценку влияния присадок, может в ряде случаев при существенном сокращении объема экспериментальных исследований прогнозировать работоспособность перспективных энергоустановок [16].

“БЕСШАТУННЫЙ” ЛИ ДВИГАТЕЛЬ С.С. БАЛАНДИНА?

         Известны два издания [7, 8] книги, в которой приведены теоретическое обоснование и результаты испытаний оригинальных двигателей внутреннего сгорания со своеобразной кинематической цепью основного механизма (рис.1а,б).

а)                                                             б)

Рис. 1

Два ползуна (поршня) 1 и 2 установлены с возможностью свободного перемещения вдоль цилиндров 3 и 4 с перекрещивающимися осями. Звено 5 шарнирно связано в точке перекрещивания осей цилиндров 3 и 4 со стойкой, а также двуплечим соединительным звеном 6 с ползунами 1 и 2. Длина звена 5 равна длине плеч звена 6 при равенстве угла между ними двум углам между осями цилиндров 3 и 4. Цилиндры 3 и 4 выполнены жестко связанными, в виде блока.

Блок цилиндров 3 и 4 кинематической цепи механизма двигателя С.С.Баландина обращен в стойку, установлен неподвижно, при этом звено 5 стало кривошипом, а соединительное звено 6 – шатуном[*], конструктивно выполненным в виде коленчатого вала.

Значительно раньше, до 1910 года, был создан авиационный двигатель “Burlet” [9], принципиальная схема которого приведена на рис.2а,б. Звено 5 кинематической цепи рис.1 обращено в стойку, установлено неподвижно, при этом блок цилиндров 3 и 4 стал кулисой, а соединительное звено 6 – кривошипом. Этот двигатель – бесшатунный.

                            а)                                                                        б)

Рис. 2

Можно предположить, что бесшатунный двигатель “Burlet” был известен главному конструктору С.С.Баландину, но “мода” на ротативные авиационные двигатели прошла и после модификации иностранного прототипа был запатентован двигатель, названный “по инерции” бесшатунным.

Однако, по конструкции прототип значительно проще своей модификации, требующей установки дополнительной согласующей кинематической связи двух кривошипов и высокой точности изготовления её деталей. Можно сожалеть об отсутствии в изданиях [7, 8] упоминания о двигателе “Burlet”, что лишило поколения специалистов и изобретателей выбора перспективного направления творческого поиска.

В теории механизмов крупными специалистами считают себя все – от слесаря до академика, часто на том основании, что в детстве крутили ручку швейной машинки. По этой причине технические курьёзы возникают даже в очень ответственных изделиях [10]. Возможно, по этой же причине в последние годы в технических вузах планомерно сокращается и курс ТММ – одной из основных дисциплин для “непрестижных” сегодня инженерных специальностей [17].

Кулачковые механизмы нетрадиционных двс

         в современных двигателях внутреннего сгорания (ДВС) кулачковые механизмы         применяют в качестве вспомогательных, в частности в системах газообмена и в топливных насосах высокого давления. Основные механизмы подавляющего большинства известных ДВС, обеспечивающие преобразование циклических возвратно-поступательных перемещений поршней в однонаправленное вращение выходного вала, представляют собой различные конструктивные модификации кривошипно-ползунного механизма. Однако, еще до массового применения ДВС предлагались и кулачковые механизмы машин объемного вытеснения.

         Безраздельное господство кривошипно-ползунного механизма в качестве основного механизма ДВС до сих пор гипнотизирует специалистов-двигателестроителей, несмотря на свои принципиально ограниченные возможности. Не обеспечивает этот механизм возможности оптимизации термодинамического цикла: процесс преобразования энергии топлива в энергию продуктов сгорания происходит при интенсивном увеличении рабочего объёма. Профилирование кулачка может обеспечить более благоприятные условия не только для повышения экономичности и литровой мощности, но и экологичности двигателей

         Энтузиасты в нашей стране давно предлагали и изготавливали, чаще всего в полукустарных условиях, двигатели на основе кулачковых механизмов. Коловратный двигатель [11] по патентам 4665 и 13126, чертеж которого из патента приведен на рис.3, создавался в 20-е годы прошедшего века, придумывал и построил едва ли не несколько десятков необычных двигателей Абрамов В.А., патентные архивы всех стран хранят множество других аналогичных “несовременных” технических решений.

         Основной недостаток кулачковых механизмов – высокий уровень контактных напряжений в линейном или точечном контакте кулачка с толкателем или шарнирно связанным с ним роликом. Знали об этом и создатели авиационных двигателей “Dyna-Cam”. Современные материалы и технологии, по утверждению создателей семейства этих аксиальных двигателей, обеспечивают работоспособность и надежность в пределах летного ресурса [12].

      Кулачковые механизмы можно встретить и в составе сложных механизмов двигателей с необычными свойствами. Австралийский многоцилиндровый двигатель со степенью сжатия 1.047:1 [13], принцип действия

    которого поясняет рис.4, при большой частоте перемещений поршней имеет на выходном валу малую частоту вращения при большом крутящем моменте.

         Простой по конструкции кулачковый механизм использован в четырехтактном двигателе OX2 (рис.5).

 Испытывается его опытный турбовариант объемом 1,1 литра [14]. Достоин внимания факт государственного финансирования работ по его созданию при протоколе о намерениях, подписанном руководством GM еще на начальном этапе разработки около 3-х лет тому назад.

         Эволюционный путь совершенствования традиционных механизмов ДВС практически исчерпан. Трудно предположить возможность массового применения кулачковых механизмов в качестве основных механизмов автомобильных двигателях, но результаты испытаний опытных образцов, созданных с использованием современных технологий, помогут найти принципиально новые варианты ДВС [18].

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ КОМПОЗИЦИИ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ

         Геотермальные установки используют разность температур двух средств, например, воды и воздуха, земли на относительно небольшой глубине и воздуха и т.д. Наиболее простые геотермальные установки используются в системах кондиционирования зданий, однако, известно и их применение в качестве систем, вырабатывающих электроэнергию.

         На одной их московских международных выставок рекламировалась энергоустановка, система труб которой размещалась на глубине полтора- два метра участка площадью в шесть соток и была связана с радиатором на стене коттеджа, обеспечивающая, по данным разработчиков, круглогодично все энергетические потребности его обитателей.

         В настоящее время автономные энергоустановки обычно сочетают геотермальные системы и традиционные энергоблоки (ДВС с электрогенератором) для работы в пиковом режиме и при малой сезонной производительности геотермальной установки, например, в период равных температур используемых средств.

         Особый практический интерес может представить создание геотермальных установок для районов с низкой среднегодовой температурой, например, для районов Крайнего Севера, но и в средних российских широтах их применение было бы вполне технически и экономически оправдано.

         Относительно большие капитальные затраты на создание подобных систем энергоснабжения при отсутствии положительного эффекта не «где-то на Западе», а у соседа, объясняет осторожное отношение к ним потенциальных заказчиков. Дизельная электростанция в подвале коттеджа с цистерной мазута, закопанной на участке, и многокилометровая персональная линия передачи намного привычнее любой нетрадиционной энергетики.

         Известные варианты геотермальных установок не получают достаточно широко распространения в наших российских условиях и из-за большого объема вскрышных работ при закладке системы труб, а также трудности проведения ремонтных работ в случае разгерметизации последней.

         Предлагается более технологичный подход к размещению подземной части геотермальной системы, исключающий перекопку участка при ее создании и ремонте. Разработка и создание подобной системы ориентировано на использование современных материалов и технологий и может представить практический интерес для различных климатических регионов [19].

МИКРОЭНЕРГЕТИКА ДАЧНОГО УЧАСТКА

         Энергетика садово-дачного участка для большинства российской трудоспособного населения имеет специфические особенности. Использование электросети и централизованного водоснабжения связано с большими организационными и материальными трудностями, а во многих случаях невозможно даже теоретически. Эпизодическое посещение дачного участка определяет проблематичность использования и хранения на нем традиционных автономных источников энергии. Кратковременность энергопотребления допускает возможность предварительного аккумулирования энергии.

         Возможность накопления энергозапасов определяет рациональность создания для широкого практического применения системы энергетических установок малой мощности и аккумуляторов, рассчитанных на постоянный сбор и кратковременный расход энергии. Наиболее простыми и доступными видами энергии, допускающими реализацию накопительного режима, можно считать электрическую энергию, а также потенциальную энергию бака с водой.

         Для создания специфических «дачных» энергоустановок малой мощности могут быть использованы: солнечные батареи, геотермальные установки и ветрогенераторы. Кремневые батареи и геотермальные установки по стоимости существенно дороже ветрогенераторов. Однако, с учетом бесконтрольного режима работы следует признать ограниченные возможности и их широкого применения.

         Широкому массовому применению известных ветроэнергоустановок при отсутствии регулярного квалифицированного обслуживания препятствует, как ни странно, их техническое совершенство. Стремление к созданию конкурентоспособной продукции приводит к применению современных дорогостоящих электрогенераторов и скоростных винтов с системой флюгирования, мачт с расчалками, что ограничивает возможность приобретения и размещения на ограниченных дачных участках этих «источников повышенной опасности».

         Накоплен определенный положительный опыт создания «плохих» роторных ветроустановок малой размерности, не требующих систем флюгирования, простых по конструкции и обладающих определенной «вандалозащищенностью» из-за малой себестоимости. Их размещение на высоте 3-4 метров на простой мачте (деревянный стержень, основание – полудюймовая труба) не занимает полезной площади, при этом достигается попутный полезный эффект – отпугивание птиц.

         Использование аккумулятора достаточной энергоемкости наиболее эффективно при импульсном режиме зарядки, что требует специального промежуточного устройства для предварительного накопления энергии от ветроустановок.

         Для массового распространения предлагаемых микроэнергоустановок необходимо создание бесколлекторного электрогенератора, стоимость которого была бы соизмерима со стоимостью ее ротора.

         Предлагаемая роторная установка, снабженная микропневмонасосом, позволяет при помощи эрлифта с использованием трубочек от медицинских систем решать проблему создания за 2-3 суток запасов воды, достаточных для разового полива участка. Возможно применение ветроустановки с погружным микронасосом, размещаемым в скважине или в колодце.

         Теоретически возможно создание аккумулирующей установки, ориентированной на сбор воды в баке на достаточной высоте с последующим преобразованием ее потенциальной энергии в электрическую при поливе дачного участка.

         Не имеет смысла критиковать энергетическое несовершенство и экономическую наивность предлагаемого подхода к решению специфической энергопроблемы «одичавших» дачных массивов. Положительный опыт накоплен, для массового его распространения необходимо сочетание экономических условий, при котором массовое производство доступных по цене микрогенераторов станет не менее привлекательным, чем тиражирование трубок мобильных телефонов [19].

Микроэнергетика транспортного средства

В нашей стране мало уделяется внимание совершенствованию и популяризации транспортных средств с мускульным приводом - велосипедам, веломобилям и гелиомобилям. В экономических и технически развитых странах владелец престижного автомобиля не считает зазорным крутить педали велосипеда, а не только велотренажера, по двум причинам: для здоровья, а часто и для создания нужного имиджа (с бизнесменом, проезжающим на велосипеде двадцать километров ежедневно на работу, можно иметь дело). 

Необходимо помнить и об инвалидах, для которых велоколяска - транспортное средство и на улице и в помещении. 

Велосипед, как транспортное средство, имеет ‘возрастную нишу ‘от 15 до 35 лет, когда ему не изменяют лишь спортсмены. Повышение мобильности велосипеда, а следовательно и интереса к нему, может способствовать его дополнение маломощной вспомогательной силовой установкой. Современный подход к решению этой задачи –использование электропривода. Электровелосипеды получили широкое распространение, в частности, в европейских странах. Известно, что электровелосипеды для Германии выпускал львовский мотовелозавод, а российская компания на Кипре изготавливала лучшие в мире электровелосипеды бывшего российского журналиста Шкондина.

Но велосипед, как и Восток-‘дело тонкое’. Можно создать двухколесное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания или с электроприводом ,похожее на велосипед, но желательно ничего не трогать в велосипеде при оснащении его дополнительной компактной энергоустановкой. 

Мускульный привод велосипеда не обеспечивает нужного комфорта и утомителен при длительной езде и преодолении подъёмов. Во многих случаях желательно хотя бы кратковременно дополнить энергетику велосипеда. Вспомогательная энергоустановка представляет практический интерес для установки на любых транспортных средствах с мускульным приводом.

На первый взгляд проблемы вспомогательного привода велосипеда не существует. Можно приобрести двигатель Д-4 или Д-6, современный двигатель зарубежной фирмы, а при желании – оснастить велосипед электроприводом с аккумулятором. Практически этот путь предпочитают редкие любители велоэкзотики. Велосипед, дополненный Д-4 превращается в мопед, а суммарная стоимость подобного симбиоза превышает стоимость хорошего мопеда или мокика. Кроме того, велосипед теряет свои основные качества – малый вес и неприхотливость в эксплуатации.

Вспомогательная дополнительная энергоустановка велосипеда должна быть дешёвой, простой, лёгкой, малогабаритной, требовать минимального ухода в процессе эксплуатации, а ей мощность может быть значительно меньше одного киловатта.  

Предложен оригинальный подход к созданию вспомогательной велоэнергоустановки, допускающей возможность установки на большинство типов современных велосипедов, а также веломобилей и инвалидных колясок; разработан вариант узла привода и системы управления.

Проведен анализ применимости в предлагаемой энергоустановке как оригинальных ДВС, так и электро- и пневмоприводов [19]. 

РОТОРНО-ПОРШНЕВОЙ ДВС 

  Кривошипно-ползунный механизм, используемый в большинстве современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС), нельзя считать идеальными для преобразования энергии топлива в механическую работу. Прежде всего он не обеспечивает оптимальности термодинамического процесса - сгорание топлива происходит при переменном объеме, кроме того, максимальное давление газов передается на коленчатый вал при минимально эффективном плече. По этим причинам ведется постоянный поиск принципиально новых машин объемного вытеснения. Наибольшую известность и практическое применение, как альтернатива традиционному поршневому двигателю, получил роторно-поршневой двигатель (РПД) Ванкеля. Однако, широкому применению этого двигателя в массовом производстве, препятствует требования высокой точности изготовления основных его деталей и ограниченный ресурс радиального уплотнения. В настоящее время, множество небольших зарубежных фирм, а также КБ РПД АвтоВАЗ, выпускают эти двигатели штучно или малыми сериями. 

         Поиск перспективной конструкции РПД потребовал нестандартной формулировки задачи: найти механизм машины объемного вытеснения с перспективным подходом к решению проблемы радиального уплотнения ротора с рабочей поверхностью корпуса, ориентированный на массовое прозводство.

         В процессе композиции механизма РПД предложен вариант, имеющий следующие принципиальные особенности: 

-   ротативный вариант механизма, 

-   применение простых по форме и технологичных деталей, 

-   использование золотниковой системы газораспределения, 

-   использование калильного зажигания. 

Предлагаемый вариант ориентирован на дальнейшую установку в силовой блок, допускающий возможность независимого регулирования частоты вращения и крутящего момента на выходном валу.

Имеется динамическая модульная модель, допускающая возможность сравнительной оценки кинематического и динамического совершенства дальнейших модификаций предлагаемого двигателя.  Эскизный проект принципиально нового РПД может послужить основой для дальнейшей конструкторской проработки [20]. 

Объективная необходимость 
защиты интеллектуальной собственности

         Одна из причин застоя в нашей промышленности по мнению некоторых компетентных российских специалистов – недостаточное внимание проблеме защиты интеллектуальной собственности. В современных условиях использование лишь традиционных технологий не обеспечивает конкурентоспособности выпускаемой продукции. Ориентация на массовую закупку лицензий гарантирует отставание от лучших технических образцов, как минимум, на пять –десять лет. Только разработка и патентование перспективных технических решений гарантирует возможность их дальнейшего лицензирования и оправданную закупку известных прогрессивных технологий. 

         Современное российское патентное законодательство существенно отличается от прежнего. Сегодня патентом распоряжается не государство, а патеновладелец, имеющий возможность получения двух патентных документов: заявки на выдачу патента и патента. Необходимо обратить внимание на принципиальную особенность нового документа – заявки на выдачу патента. Принятая к рассмотрению заявка утверждает не исключительное право на предлагаемый объект интеллектуальной собственности, а приоритет автора, блокируя в течении восемнадцати месяцев после публикации возможность его патентования другим заявителем. К сожалению, далеко не все руководители, потенциальные авторы изобретений и даже патентоведы понимают практическую пользу этого документа. 

Наиболее дальновидно действуют на российском патентном пространстве и показывают нам пример иностранные компании. На имя иностранных патентовладельцев выдано российских патентов в 1996 году 16%, в 1999 –более 20%, а в 2000 – более 23%. Следует учитывать тот факт, что эти пакеты “зарубежных” российских патентов, оформлению которых предшествовал конъюктурный анализ грамотных специалистов, по своей практической значимости вполне соизмеримы с общей массой патентов отечественных авторов. Дело в том, что среди общей массы российских патентов последнего десятилетия – как и в других странах –можно встретить и “патенты-пустышки”, например на “вечные двигатели”, изобретения-усовершенствования и т.п., значительно реже встречающиеся при зарубежном патентовании.

         Зачем иностранцы идут на финансовые затраты, патентуя свои разработки в России? Прежде всего для завоевания российского пространства для сбыта своей продукции, а также для устранения в обозримом будущем конкурентов. Патентуя даже не конкретную конструкцию, а лишь её отличительные признаки, можно заставить своего потенциального конкурента, самостоятельно создавшего его аналог, приобрести лицензию на его массовое производство. Факты свидетельствуют о творческом подходе к развитию подобной практики. В 2002 году отмечено появление российского “зонтичного патента ” на объект оборонной техники, созданной отечественными специалистами еще в семидесятые годы, выданный на имя американского патентовладельца. 

         Желаете избежать неприятностей с выпуском продукции в ближайшем будущем – защитите её патентами. Можно сформулировать некоторые общие рекомендации по защите интеллектуальной собственности в современных условиях: 

1. Подавать как можно больше заявок на выдачу патентов, не дожидаться изготовления опытного образца и результатов его испытаний, а утверждать приоритет технической идеи или технического решения.

2. Не копировать, а создавать принципиально новые устройства и способы, стимулировать упреждающее патентование. 

3. Руководитель должен чаще брать на себя ответственность за судьбу новой идеи. 

    Желаете “похоронить” перспективную техническую идею – устройте ей коллективное обсуждение, соберите экспертный совет.

4. Не пренебрегайте патентованием “мыльных пузырей” – интересных технических решений, не имеющих прямого отношения к профилю Вашей компании. 

   Принятие решения о целесообразности патентования устройства, способа или полезной модели, проблема подачи заявки на выдачу российского, европейского или зарубежного патента зависит от многих обстоятельств для каждого конкретного случая. 

Повышение внимания руководителей к вопросу защиты интеллектуальной собственности обеспечит более благоприятные условия развитии нефтедобывающей отрасли и российской промышленности в целом [21]. 

Список использованных источников 

1.   Семенов Б.П. Элементарные векторные модули. – Самара, Изд-во СНЦ РАН, 2003. 

2.   Семёнов Б.П., Герасимов Д.В. Примитивизм как направление композиции механизмов двигателя / Motauto99 Proceeding, Internal Combustion Engines, Plovdiv, 1999. 13-15 October.

3.   Семенов Б.П., Косенок Б.Б. Учет процессов трения при композиции механизмов // Тез. докл. Российского симпозиума с международным участием. - Самара, 1989.

4.   Семёнов Б.П.. Кинематика двигателей внутреннего сгорания. Курс лекций. – Самара: СГАУ, 1993. 

5.   Применение новых высокодисперсных фторполимеров при эксплуатации автомобилей. Каргин Н.Т , Осипов М.Н., Цветников А.К. и др. ./ Сб. трудов первой МНПК «Автомобиль и техносфера»,-КГТУ, Казань, 1999 

6.   Трибологические характеристики подшипников скольжения с фторопластовым покрытием Каргин Н.Т., Осипов М.Н., Цветников А.К., и др./ Сб. трудов второй МНПК «Автомобиль и техносфера»,-КГТУ, Казань, 2001 

7.   Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. – М.: Машиностроение, 1968.

8.   Баландин С.С. Бесшатунные двигатели внутреннего сгорания. – М.: Машиностроение, 1972. 

9.   Балдин С. Воздухоплавательные двигатели.- С-Петербург: Типография Усманова, 1910.

10. Решетов Л.Н. Конструирование рациональных механизмов. – М.: Машиностроение, 1972.

11. Черненко Г. Кто изобрел “ракетоплан”? / Журнал “Изобретатель и рационализатор”, №1 – М., 2003, с. 22-23.

12. The new name in engine power / http://www.dynacam.com.

13. Global challenge for engine technology / http://ozemail/com.au/splitcyc/goal.htm.

14. Advanced Engines Technologes  / http://www.ox2еngine.com. 

15. Семёнов Б.П. Спираль развития энергоустановок автомобиля / В сб. докладов 3-й МНПК "Автомобиль и техносфера". Казань, 2003. 

16. Семёнов Б.П., Каргин Н.Т., Осипов М.Н. Развитие модульных моделей механизмов ДВС / В сб. докладов 3-й МНПК "Автомобиль и техносфера". Казань, 2003. 

17. Семёнов Б.П. "Бесшатунный" ли двигатель С.С. Баландина / В сб. тезисов докладов III МНТК "Проблемы и перспективы развития двигателестроения". Часть 2. Самара: СГАУ, 2003.

18. Семёнов Б.П. Кулачковые механизмы нетрадиционных ДВС / В сб. тезисов докладов III МНТК "Проблемы и перспективы развития двигателестроения". Часть 2. Самара: СГАУ, 2003.

19. Предложения инвесторам / В сб. "Энергосбережения                ". Самара:           2003.

20. Мищенко Е.М. Роторнопоршневой ДВС. Научн. руководитель доцент, к.т.н. Семёнов Б.П. / В сб. тезисов докладов XXX НТК "Королёвские чтения". Самара: СГАУ, 2003. 

21.  Семёнов Б.П. Объективная необходимость защиты интелектуальной собственности / В сб. докладов VI НПК "Состояние и перспективы работ по повышению нефтеотдачи пластов". Самара, 2002.