Текст книги "Пришелец"

Автор книги: Артур Макгваер

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 13 страниц)

Глава 18. Теория ДВС

Быстро раскидав велосипед на части, благо что сборка его была отменная и гайки откручивались после не очень сильного нажима на ключ легко, Матвей собрал мелочёвку в пустую бутылку с широким горлом которую спрятал в чулане, а крупные части велосипеда поставил у стены. Затем разбортовал колёса, сняв покрышки и вытащив камеры. Пощупав гладкую резину камер, Макаров удивлённо заметил:

– Смотри-ка, а камеры-то, не чёрные, а белые!

– А что тут такого? – удивился Бронштейн. Самые качественные камеры как раз белые, из бразильского каучука.

– Удивительно просто, в моё время камеры были, как правило, чёрные.

Ниппель на камере оказался, как заметил Макаров, «старого типа» – сам ниппельный механизм представлял из себя фигурную трубочку из латуни, запаянную с одного конца, с двумя отверстиями в трубке около пайки, закрытыми ниппельной резинкой. Колпачки, накручивающиеся на ниппель были на цепочках, закреплённых на расположенных рядом с отверстием соска спицах.

Всё было очень качественно обработано. Никаких заусенцев, острых граней. Подшипники колёс и каретки педального вала были без сепараторов. Фактически это были просто металлические шарики, свободно крутящиеся в подшипниковых пазах, в количестве, достаточном для заполнения кольцевого паза. Втулка задней оси оказалась до боли знакомой Макарову конструкции – «торпедо». Лишь несколько большие размеры отличали её от тех, что стояли на велосипедах времён детства пришельца.

Накачав спущенные во время разборки камеры при помощи насоса, Матвей вложил их в покрышки и также спрятал в чулан.

– Кататься на велосипеде пока не будем. Думаю, что вел в разобранном виде можно будет забрать в Питер, когда ты туда поедешь завоёвывать Олимп столичной науки. Там соберём. По крайней мере, там не будет людей, что гарантированно попытаются спереть его у тебя, – подвёл итог Макаров. И нужно бы противоугонный замок для велосипеда собрать, раз мы к заводскому оборудованию доступ получили.

Пообедав, Матвей направился на велозавод.

– Здравствуй! – немного раздражённым тоном встретил его Семён. Опаздываешь!

– Разве? – удивился Матвей. У нас занятия после шести часов.

– Всё равно, мог бы прийти после обеда, а ты на час опоздал! – не успокаивался секретарь. У ребят затруднения возникли…

Пройдя в цех, Матвей увидел группу рабочих, стоявших вокруг монтажного стола, на котором лежали детали небольшого, Макаров опознал велосипедный двигатель, мотора.

– Привет трудовому классу! – попривествовал собравшихся Матвей.

– Здорово, – отозвался бригадир, руководивший группой. Спасибо тебе за вчерашнюю «сортировку». Удачно получилось – знания рабочих в твоих группах дополняют друг друга, так что мы сегодня десять генераторов собрали.

– Я так понял, у вас возникли какие-то затруднения?

– Да вот исчерпали мы запас мощных бензиновых моторов от мотоциклеток. Есть дюжина велосипедных моторчиков «Фафнир». Но… Слабые они. Всего одна лошадь мощности по паспорту. Для генераторов мало, у нас требуют чтобы мы выпускали генераторы минимум на четыре лошадиные силы. И это электрической мощи. Вот, думаем, как соединить четыре таких мотора в один многоцилиндровый…

– А что за моторы? Четырёхтактные или двухтактные?

– Двухтактные.

– Какой объём?

– Чуть меньше полулитра.

– Хех, движок-то для своего литража слабоват. С пятидесяти кубиков, почти вдесятеро меньшего объёма вполне можно пяток лошадей в номинальном режиме снять!

– С пятидесяти?!! Врёшь! Рабочие, сгрудившиеся вокруг стола, возбуждённо загомонили.

– Не может этого быть!

– Ребята, а почему вы так решили? – задал коварный вопрос Макаров. Вроде, кроме меня, тут спецов по моторам нет?

Из группы вышел молодой мужчина лет тридцати, и ответил:

– Теорию я может и не знаю, как ты, но с движками дело имел. Где это видано, с такого крохи получить больше лошадиной силы? Движки под десять лошадей, что мы собирали, они больше литра объёмом!

– Вот, а тут полулитровый – и всего ОДНА лошадь! Непорядок! Если в литровом, как ты говоришь, десяток лошадей! – отреагировал Макаров.

Завязался спор, «авторитет» в моторах не хотел уступать, ссылаясь на свой опыт.

Положил конец спору Семён, своим авторитетом комсомольского вожака он пресёк бесполезную болтовню, предложив Матвею осветить теорию ДВС на запланированной на сегодня лекции.

Бронштейн и Макаров внимательно осматривали части разложенного на столе моторчика на предмет его «щадящей» форсировки. Поскольку других мощных двигателей не осталось, решили потратить рабочую смену на доскональное ознакомление с имеющимися в запасе моторчиками.

– Семён, а какая форма управления у вас на заводе? – внезапно оторвавшись от рассматривания хитровымудренного карбюратора, спросил Макаров. Сей шедевр немецкого творчества, позволявший «Фафниру» работать на керосине, содержал в себе… фитиль, который нужно было поджигать для подогрева топлива и поступающего в карбюратор воздуха. Что обеспечивало уверенный пуск моторчика даже в суровую русскую зиму.

– Какая-какая, рабочая! – сварливо отозвался тот. И ты, Матвей, уже третий день у нас работаешь, а этот вопрос только сейчас задать додумался.

– Рабочая это как? Рабочий коллектив собственник предприятия? Или принимает участие в управлении?

Из последующих реплик Семёна прояснилось, что форма собственности – государственная, т. е. государство, а точнее, местные власти, снабжают завод сырьём и расходниками, а также обеспечивает заказами. Зато управление осуществляется рабочим советом, проводимом раз в неделю. На котором определяют текущий план, назначают управляющих и мастеров. Раз в полгода производятся выборы директора.

Судя по довольно сильному бардаку, царящему на заводе, такое управление больше дезорганизовывало производство, нежели обратное. Хотя было много и положительных моментов.

– Вот гляжу я на этот завод, Митя, – внезапно обратился к Бронштейну Макаров. И вижу множество преспектив, из которых, увы, реализуется самая непритязательная, «каквсегдайская». Нет у ребят знаний, как заставить завод работать в их интересах, и защитить их. Поэтому, судя по тому, что я читал о вашем времени, где-то через полгода начнут наводить «порядок», что выразится в назначении директората «сверху», и ввод на заводе армейских порядков, скорее всего.

– А разве это плохо?

– Ты пока, Митя, в политике величина фантомно отличная от нуля, хотя уже знаешь чуть-чуть больше остальных простых граждан. Я вот, с высоты своих знаний, вижу, что наиболее вероятное развитие дальнейших событий на заводе – провал не то что в госкапитализм, а даже скорее в «госфеодализм». Армейские порядки по своей природе как раз феодализм и порождают, как продукт своего закономерного развития. А оно нам надо?

– Может с ребятами на эту тему поговорить?

– Дурачёк! Ты что, не видешь, что у них в головах лозуг на лозунге и лозунгом погоняет. Это пока неплохо, – они пытаются «вмять» жизнь в свои идеалы, а жизнь – сопротивляется. Понимания происходящего у них нет, теория Маркса-Ленина о подобных вещах хранит «партизанское» молчание. Сообрази на раз, как они воспримут твои разглагольствования? Как контру!

– Что же делать? Ребята то-ведь, прогрессивные. Многие за дело всерьёз, а не для галочки болеют! Как их просветить-то?

– Вопрос непростой. Но вспомни, КЕМ ты тут назначен. С другой стороны, напрямую агитировать нельзя – шаблоны в головах аудитории «сдетонируют» правоверным марксистским негодованием.

– А что, теория Маркса совсем не годится?

– Как говорил Винни-Пух, не то чтобы совсем. Просто она подменяет действительно научное изучение данных вопросов политикой, а то и хуже – религией! В результате, марксизм перестаёт быть наукой и превращается… превращается в очередную разновидность «опиума для народа». Марксизм же ведь, Митя, если сравнивать его развитие с развитием мирового научного знания, это даже не теория Ньютона, что говорить об Энштейне, а теория Аристотеля в лучшем случае, с его «осьминогими мухами» и движением только под действием силы. Вот например, рассмотрим диалектику…

– А что с ней не так?

– А то, что научность начинается только тогда, когда в существующее «философское течение» приходит математика. Что есть диалектика с точки зрения математики?

– Любопытно. Я как-то в таком ключе над марксистской теорией не задумывался…

– А что ты читал у марксистов?

– «Капитал» Маркса, «Диалектику Природы» Энгельса, его же работу «Анти-Дьюринг», читал работы Гегеля.

– Ну так вот, Бронштейн, тебе задание: – выразить математическим языком все основные принципы диамата! Не бойся, математика хотя и высшая, но довольно простая.

Некоторое время Бронштейн задумчиво вертел в руках цилидр мотора. Затем мысленно произнёс:

– Если смотреть с вершин ТВОЕГО знания, Макаров, с вершины теории нелинейных систем, симметрий и прочего, то диалектика, например, её принцип единства и борьбы противоположностей, хорошо перелагается на язык симметрий. Простейшая симметрия нечто-антинечто. Которые возникают вместе…

– Матвей, чего ты копаешься? – недовольно окликнул задумавшегося Митю бригадир. Давай начинай занятия! Ребята бумаги и чернила раздобыли, так что будем дельные твои мысли конспектировать.

– Итак, ребята, начнём. Совсем просто в поднятых сегодня вопросах разобраться не получиться, ибо теория ДВС до сих пор не создана…

– Например, диктовал «сгенерированную» Макаровым лекцию Бронштейн, цикл «идеального теплового двигателя» Карно, который занял прочное место в теории ДВС, на самом деле худо-бедно описывает работу паровых машин и двигателя Стирлинга. Последний действительно, обладает неизменным по составу рабочим телом, которое расширяется в цилиндрах и повторно используется в каждом рабочем цикле в идеале. Неизменное по составу рабочее тело и его рециркуляция – обязательное условие для двигателя Карно. Для описания же работы ДВС рассуждения Карно… не пригодны! И вот почему…

На лицах пары работников, что успели поучиться до революции в высших учебных заведениях Киева, где преподавали термодинамику, появилось недоумение.

Почему ДВС нельзя описывать в рамках догмы Карно? Давайте разберёмся – продолжил Матвей.

– Во-первых, рабочее тело в ДВС не используется при работе двигателя повторно, а выбрасывается в окружающую среду. С точки зрения полноценной термодинамики это чрезвычайно важная особенность, качественно меняющая картину работы двигателя! В частности, возможна ситуация, когда двигатель будет вырабатывать больше механической энергии, чем выделилось при взаимодействии топлива и окислителя! За счёт превращения части тепла исходного тепла окислителя и топлива в полезную работу. Это на первый взгляд противоречит классической термодинамике, созданной трудами Карно. Но если взглянуть на проблему шире, то становится ясно, что противоречия-то как раз нет! Второе начало термодинамики – неубывание энтропии, в данном случае выполняется. Просто те, кто загипнотизирован «циклом Карно», как единственной возможной реализации идеального теплового двигателя, не замечают, что в ДВС, где состав рабочего тела меняется, и оно выбрасывается после осуществления рабочего хода, возникают принципиально иные возможности, которые в двигателе Карно не рассматриваются.

Проиллюстрируем их. Рассмотрим тепловую машину, которая может работать… без холодильника!

Кто-то из инженерно образованных слушающих выкрикнул:

– Невозможно!

– Возможно! Если по-пристальнее проанализировать работу двигателя с изменяющимся рабочим телом, либо удаляемым после рабочего хода.

– Простейший случай. Есть цилиндр, разделённый поршнем на две части, находящийся в состоянии теплового равновесия, т. е. температура везде в нём одинакова. Поршень теплопроницаем, т. е. тепло проходить через него может. Цилиндр же теплонепронецаем. Получили хорошую карикатуру на реальный ДВС. В одной части – находится сжатый газ, в другой части газа нет. Т. е. там пустота. Или нет? Нет! Поскольку у нас есть требование теплового равновесия, то с другой стороны у нас будет газ… фотонов теплового излучения, находящихся в состоянии теплового равновесия. Назовём такой фотонный газ… Флогистоном! Но его давление будет настолько мало по сравнению с давлением создаваемым атомами газа, в диапазоне обычных температур, при которых ещё возможно существование цилиндра и поршня из обычного вещества элементы которого описаны в таблице Менделеева, что ощутимого давления на поршень он не разовьёт. Более того, подобный газ тепловых фотонов будет и в той части цилиндра, где находится обычный атомарный газ. Поэтому давление теплового фотонного газа будет скомпенсировано с обеих частей поршня. Пусть у нас поршень имеет возможность двигаться в сторону пустого пространства. Он и двинется, преобразуя энергию теплового движения атомов газа в свою механическую. Если поршень движется очень медленно, то вся система будет находится в состоянии теплового квазиравновесия, и газ совершит работу, без холодильника!

– Именно к подобным классам тепловых двигателей принадлежит ДВС! Отсюда следует возможность более эффективного преобразования энергии выделяющейся при взаимодействии молекул топлива и окислителя, чем это принято считать, опираясь на цикл Карно, который как уже видно, не применим к реальному ДВС, ибо не выполнены два главных условия – неизменность рабочего тела, и его циркуляция.

Отсюда следует, что учтя эти особенности и отказавшись от цикла Карно при анализе конструкций ДВС как от «путеводной» карты, можно найти «космосы» возможных конструкций ДВС, которые будут обладать очень высоким КПД преобразования энергии взаимодействия топлива и окислителя в механическую энергию, в пределе даже превосходящую 100 %!!!

Глава 19. Мотор «Ибадулла»

Это заявление вызвало шум в аудитории и недоверчивые выкрики.

В основном шумели трое работников, имевших за плечами изрядный опыт практического обслуживания разнообразных ДВС, преимущественно авто, и один мастер был с черноморского флота, знаком с судовыми дизелями. Он, к удивлению Бронштейна, поддержал его.

Переждав шум, Матвей произнёс: – И всётаки она вертится! То бишь, есть реальный опыт создания ДВС с КПД 60 %, требующий минимальной переделки бензинового двигателя, и опыт создания ДВС с КПД 110 %, правда, до рабочего состояния этот двигатель не был доведён.

– Откуда ты это взял?! – выкрикнул один из несогласных.

Макаров перехватил управление у Бронштейна, и начал излагать только что придуманную им легенду:

– Во время Гражданской войны я как-то раз собирал зимой оставшиеся после погрома доходных домов вещи, чтобы использовать их вместо дров. Холодно было, а дрова не купить.

Аудитория замерла, внимательно слушая легенду.

– Попалась мне на глаза тетрадка, с интригующим названием «Новая теория двигателей внутреннего сгорания». Автором этого дневника был инженер грозненских нефтепромыслов небезызвестного Нобеля, Хаджи Ибадулла. Этот человек, самостоятельно сумел пройти путь от обходчика-сторожа нефтяных скважин, до инженера. Обладая пытливым умом, он обнаружил те самые сомнительные допущения в теории ДВС, и решил самостоятельно заняться иследованиями. Благо что возможность была – Нобель активно использовал на своих промыслах мотоциклетки и авто.

Ещё будучи мастером в мастерской по ремонту моторной техники, он переделал согласно своим умозаключениям велосипедный движок, наподобие тех, что остались у нас. В результате, мощность двигателя выросла раз в пять, и мотор позволил разогнаться до 100 км/ч велосипеду. Кстати, это был сумашедший риск со стороны изобретателя, он чуть не погиб, хорошо что сумел найти ровную дорогу для испытаний. Но участок грейдерной дороги был не слишком длинён, и изобретатель чуть было не вылетел с дороги на скалы. Это к тому, что современные велосипеды не предназначены для высоких скоростей, ежели кто из ныне меня слушающих, захочит поставить форсированный «Фафнир» на свой велосипед.

Самое любопытное, что велосипедный двигатель стал потреблять меньше топлива, и меньше нагреваться. Если раньше, по записям Ибадуллы, цилиндр и выхлопная труба мотора нагревались так, что от выхлопного патрубка можно было прикурить, то после переделки цилиндр был на ощупь едва тёплым, а выхопной патрубок можно было после продолжительной интенсивной поездки держать рукой.

Ибадулла разобрался в том, что происходит в двигателе его конструкции, и сумел пойти дальше – создал двигатель смешанного керосино-водяного питания, представляющий из себя две турбины, одна – компрессор, нагнетающая воздух, а другая – вырабатывающая энергию. Турбины оригинальной конструкции. Так вот, выхлоп этого мотора был… холодным! И его энергетический КПД, соотношение выработанной механической энергии и энергии заключённой в потреблённом топливе, достиг 110 %!

Ценным в дневнике, помимо описания сверхмотора было то, что Хаджи сумел понять, почему его выкладки не повторили в 19 веке, когда шло активное создание классической термодинамики. Помимо «загипнотизированности» авторитетом Карно, тут сыграл роль шкурный интерес производителей моторов и топлива для них. Супермотор слишком хорош. Если оценивать последствия его внедрения в рамках буржуазных экономических требований, он не даёт сверхприбыли, и резко снижает доход производителей топлива. Это и отразилось в эволюции конструкций ДВС.

– Ты что, Матвей, хочешь сказать, что в инженерном деле, моторостроении например, основную роль играют интересы буржуазии, а не объективные технические закономерности? – выкрикнул мастер-двигателист.

– Ага. Давайте просто проанализируем моторчик «Фафнир» на наличие «буржуазных извращений» в его конструкции.

– Например: хитровымудренное расположение крепежа. Которое потребовало от нас изготовить особые ключи. Очевидно, это сделано специально, чтобы пользователь мотора не мог его самостоятельно чинить, что подразумевает самостоятельную разборку. Таким образом навязываются услуги сервиса или покупка нового мотора.

Началось бурное обсуждение озвученной Макаровым темы. Затем кто-то спросил:

– А где тетрадь?

– Увы, не получилось у меня её домой забрать. Я увлёкся чтением, и прозевал момент, когда собранным мной барахлом заинтересовались любители лёгкой поживы. В общем, дали мне по шее и отобрали санки с горючим хламом, и тетрадку прихватили. Я её пытался отбить, так мне ножом пригрозили. Так тетрадка и пропала, скорее всего, сгорела в печке «пилтдаунского человека», не способного понять, что он сжёг. Но я описание первого мотора, очень подробное, помню, и могу его воспроизвести, переделав «Фафнир». Думаю, пяток лошадей выжать удасться…

– А что, произнёс черноморец-дизелист, вот сейчас давай и переделаем! Чего время терять?

– Я за! – отозвался Бронштейн. А как другие товарищи смотрят на предложение поработать сверхурочно?

Многие согласились остаться, комса Семёна осталась в полном составе.

Закипела работа. Чтобы иметь возможность гибко настраивать степень сжатия двигателя, головку цилиндра сделали самодельную, с контрпоршнем. Предусмотрели гнездо для свечи. Исходная степень сжатия топливовоздушной смеси «Фафнира» по результатам измерения была маленькой, так, по-видимому, немецкие инженеры боролись с детонацией керосина. И наплевать на аппетит мотора.

– Степень сжатия – четыре. КПД у «Фафнира» меньше чем у паровоза! – прокомментировал Макаров. У моторчика просто гигантские резервы для форсировки, учитывая немецкую основательность конструкции! Правда, неясно, насколько прочен материал шатуна, коленвала и цилиндра… Но выглядет очень крепким!

На опыты решили пустить самый «избитый» экземпляр моторчика, что нашёлся на складе. Пришлось его основательно разобрать, распрессовать коленвал, из-за сильного радиального люфта подшипника НГШ. Верхний подшипник и поршень были изношены в хлам. Подшипник НГШ, будучи извлёчён, оказался весьма необычной конструкции. Макаров, а через его память и Бронштейн подсознательно ожидали увидеть роликовый подшипник. Но оказалось, что в «Фафнире» установлен оригинальный подшипник из баббита. Представлял он собой пять колец, вложенные друг в друга, и с медным покрытием внутренних сторон колец. Подшипник токарь Алексей выточил из куска баббита новый. Пришлось после запрессовки крайних обойм в шатун и на палец коленвала притирами подгонять размер трёх внутренних колец, а затем меднить их. После сборки коленвал отдали Матвею, и он, припоминая опыт сборки совкомоторов Макарова, с необходимостью «лечить» тучи косяков, если хочешь получть нормальную работу на уровне моторов ведущих западных производителей, провёл балансировку коленвала, добиваясь его равновесия с шатуном в любом положении относительно оси.

Пока работали с коленвалам был расточен изношенный цилиндр, до исчезновения выработки, и отхонингован. Выточили новый поршень из куска меди, при помощи притира подогнали его диаметр точно к диаметру цилиндра. Кольца поэтому не потребовались. Два спеца по моторам – противники Матвея, были возмущены этим обстоятельством, утверждая, что движок заклинит.

Старый поршневой палец притёрли, убрав выработку, и покрыли медью, электролитическим способом, вращая палец и натирая его куском войлока, пропитанным медным купоросом, подавая на войлок и палец электрический ток.

К моменту установки поршня на шатун, закончили делать головку цилиндра с контрпоршнем.

Наконец движок собрали. На цапфу коленвала вместо ведущего шкива прикрепили массивный маховик, дополнительно закреплённый на подшипнике в стание, в которой жёстко закрепили мотор.

Собрали магнето, причём Матвей предложил доработать регулировочный механизм контактов прерывателя, чтобы получить возможность в процессе работы двигателя менять угол опережения зажигания.

Выточили новый жиклёр для карбюратора, с отверстием уменьшенного диаметра.

Наконец все части мотора были закреплены. Начались испытания.

Через час, подключив движок при помощи приводного ремня к десятисильному генератору, убедились, что мощность настроенного мотора выросла аж в восемь раз!

«Фафнир» мощно тянул, устойчиво работал даже на очень малых оборотах, и потреблял керосина раза в три меньше чем исходный экземпляр, при своём аппетите не способный поддерживать дугу сварки, с чем легко справлялся форсированный образец «Фафнира».

– Ничего себе степень сжатия! – выпалил кто-то, когда поработавший пару часов движок разобрали, чтобы оценить последствия форсировки. Двадцать два!

– Действительно, как у дизеля! Может это и есть дизель?

– Ага, со свечой.

– Нет, у дизеля КПД всё-таки поменьше. У этого чуда КПД за шестьдесят!

– И действительно, почти не грелся! Час под нагрузкой работал, а цилиндр тёплый! Тогда как контрольный движок, плюнешь на цилиндр – шипит, от разогрева!

Семён, вызвавшийся записывать схему форсировки, закончив что-то чертить в тетради, закрыл её и похлопав по обложке, произнёс: – ну, считай, что восстановили схему мотора этого Ибаддулы!

– Кстати, а как мотор назовём? – вдруг предложил дизелист.

– Я считаю, что было бы справедливо назвать его по имени того инженера, – отреагировал Макаров. Есть дизель, так почему бы не быть ибадулле?