Как уменьшить трение, если уж совсем без трения нельзя? Этот вопрос занимает всех, кто имеет дело с механизмами, – от водителей до инженеров-энергетиков.

И неспроста – ведь чем меньше износ при взаимном перемещении сопряженных деталей в двигателе, трансмиссии или редукторе, тем меньше затраты на дорогие запчасти и ремонты, выше КПД, ниже расход топлива и масла.

Между тем, по данным Научно-исследовательского автомобильного и автомоторного института (НАМИ), около 85 процентов износа деталей ДВС случается из‑за абразивной пыли, проникающей с воздухом, топливом и маслом в зазоры между деталями. И лишь пятнадцать процентов – на совести водителя, вольно или невольно создающего перегрузки двигателя на подъемах и участках бездорожья.

Таким образом, чтобы уменьшить износ деталей, нужно, прежде всего, перекрыть доступ пыли по трем системам: забор воздуха, подача топлива и система смазки. Для всех трех систем изобретатель из Рязани, наш постоянный автор Николай Егин разработал электростатические фильтры на активированных углеродных материалах – ОЗОН-6, СТАРТ-2 и РЕМБО (мы информировали об этом читателя на страницах нашей газеты несколько лет назад).

Фильтры успешно выдержали самые жесткие испытания в различных климатических зонах России, Казахстана, Узбекистана и Украины. В экспериментах были задействованы отечественные и иностранные автомобили с карбюраторными, инжекторными и дизельными ДВС, а также трактора, комбайны и другие виды техники. Испытания проводились даже в цехах формовки литьевых опок, где песка и пыли, мягко говоря, предостаточно.

Результаты не только показали большую экономию материальных, трудовых и денежных средств от внедрения разработок, но и позволили выявить новый подход к определению ремонтопригодности узлов и агрегатов, а также к самой работе станций технического обслуживания и ремонтных заводов.

Судите сами. При нынешних ценах на запчасти текущий и капитальный ремонты даже для ДВС, не снятых с производства, составляют от 20 до 40 процентов их номинальной стоимости. Одно это заставляет задуматься о целесообразности приобретения новой техники вместо ремонта старой.

А для двигателей, снятых с производства, ситуация и вовсе парадоксальная. Всего несколько основных деталей, например новая поршневая группа и новый коленчатый вал, стоят дороже остаточной стоимости всего ДВС, что делает совершенно бессмысленным его капитальный ремонт. Такая ценовая политика выгодна производителям-монополистам, но убийственна для потребителя.

Установка системы СКОБИЗ (скольжение без износа), разработанной Н. Егиным (патент РФ № 1272143 и др.), на новый или капитально отремонтированный агрегат продлевает сроки его эксплуатации в 4‑5 раз по сравнению со штатными сроками завода-изготовителя или ремонтного завода. Теперь восстановление даже очень старой техники становится рентабельным и обеспечивает значительную экономию средств, что особенно важно для сельской местности и дорог без покрытий.

Системой СКОБИЗ заинтересовались специалисты НАМИ, которым автор продемонстрировал упрощенный вариант устройства. Признано, что изобретение представляет практический интерес, особенно для двигателей большегрузных автомобилей. Тогда же Главному научно-техническому управлению Минавтосельхозмаша было рекомендовано рассмотреть возможность внедрения системы в производство.

К сожалению, благие пожелания остались лишь в бумажном варианте, а проблема по‑прежнему актуальна для всего автотранспорта, независимо от его мощности и грузоподъемности. Да и не только для автотранспорта.

Что же представляет собой система СКОБИЗ? Она включает в себя три штатных фильтра двигателя – воздушный, топливный и масляный, доработанных электростатическими сборниками загрязнений из активированного углерода с сильно развитой поверхностью (ноу-хау из области нанотехнологий).

Стоимость доработки штатных фильтров составляет 20‑25 процентов от их себестоимости в серийном производстве или от розничной цены в автомагазине. Этот комплект из трех фильтров обеспечит сохранность деталей от абразивного износа на 85 процентов. Остальные 15 процентов, как мы уже отмечали, приходятся на перегрузки двигателя на тяжелых участках дороги, когда масляные пленки разрываются или выдавливаются из зазоров между деталями.

Так уж сложилось, что одна из главных систем двигателя – система смазки – контролируется, как и полвека назад, только по косвенным признакам: температуре и давлению. За это время произошли революционные изменения во всех системах и механизмах ДВС. Внедрены малогабаритные датчики, компьютеры слежения и управления движением, а смазка деталей так и осталась практически без контроля.

Вот реальная ситуация. Насос исправно подает масло в магистраль, давление в норме, температура тоже. Только водитель на подъеме или в бездорожье выбрал неоправданно повышенную передачу или снизил подачу топлива, отчего коленвал испытывает перегрузки. Это приводит к истончению масляных пленок на коренных и шатунных вкладышах, а местами – в разрывах этих пленок – трение и вовсе становится сухим. Такие ошибки, даже кратковременные, ведут к аварийному износу деталей.

Для устранения негативного влияния «человеческого фактора» в работе двигателя Егин разработал электронный датчик совокупных масляных пленок между подвижными и неподвижными (базовыми) деталями (пат. РФ № 1592635), вошедший затем в систему СКОБИЗ. Датчик состоит из медно-графитной щетки, подключенной к торцу коленвала при его выходе на шкив привода генератора, а также микросхемы с индикатором величины активного сопротивления масляных пленок между подвижным валом и неподвижными вкладышами (подшипниками скольжения), измеряемой в сотых и даже тысячных долях Ома.

Пока нагрузка не превышает норму, пленки масла сохраняются и чувствительный датчик регистрирует их активное омическое сопротивление, фиксируемое на индикаторе. При разрыве пленки от перегрузки ДВС ее сопротивление стремится к нулю, а индикатор подает сигнал тревоги. Водитель переходит на пониженную передачу и увеличивает обороты двигателя. Нагрузка снижается, и масляные пленки восстанавливаются.

Все устройство помещается в корпусе стрелочного или цифрового индикатора, который легко монтируется на приборной панели и соединяется одним проводом с датчиком на шкиве коленвала.

Стоимость такого прибора в настоящее время – не выше 350 рублей, а экономический эффект от его использования, до капитального ремонта двигателя, составляет до 1,5 миллиона рублей,
в зависимости от типа и мощности ДВС.

Система СКОБИЗ прошла испытания в Якутии на автотранспорте повышенной грузоподъемности, где длина коленвала достигает четырех метров, а вес – полутора тонн. В экстремальных условиях рудника она показала высокую надежность и сэкономила больше 2 миллионов рублей за год на одном только карьерном самосвале типа БелАЗ 75211 грузоподъемностью 180 тонн.