Автор российской инновационной разработки встретился с инженерами, потенциальными партнёрами и инвесторами на площадке Союза ВОИР.
В Федеральном центре поддержки технологического предпринимательства «Выбирай своё» в Москве состоялась презентация проекта «Автоном-26» — гибридного дизель-газопоршневого агрегата мощностью 50 кВт, разработанного главным конструктором конструкторского бюро Вуля, членом Союза ВОИР Алексеем Вулем. В основе установки — глубоко модифицированный блок цилиндров ВАЗ-2108, конвертированный в дизельную версию с последующим переводом на многотопливный газопоршневой цикл.
Конструкция: стальной поршень и однородные материалы
Ключевое конструктивное решение проекта — отказ от алюминиевого поршня в пользу стального. По словам разработчика, производство поршневых алюминиевых сплавов с содержанием кремния около 20% в России фактически отсутствует, тогда как запатентованная конструкция стального поршня обходится в 10–20 раз дешевле аналогов BMW, Mercedes и Renault.
Второе принципиальное решение — единый материал блока и головки цилиндров. В стандартных двигателях с чугунным блоком и алюминиевой головкой коэффициент теплового расширения этих деталей различается вдвое: в рабочем диапазоне температур головка смещается относительно блока почти на миллиметр. Перевод обеих деталей на чугун устраняет перекашивающие напряжения в газовом стыке и повышает ресурс при высоких давлениях сгорания.
Итоговые характеристики дизельной версии: рабочий объём 1,7 л, мощность 75 кВт с турбонаддувом. Турбокомпрессор — китайского или отечественного производства, топливная аппаратура — отечественных заводов либо Bosch. Собственные форсунки обеспечат многотопливность и устойчивость к воде в топливе.
Экономика топлива: от 22 до 3 рублей за киловатт-час
Установка запускается на дизельном топливе, после прогрева переключается на газодизельный цикл, а затем — полностью на газ с искровым воспламенением. Стоимость выработки электроэнергии при этом снижается поэтапно: дизель — 22–25 руб./кВт·ч, газодизель — около 12 руб./кВт·ч, чистый газ — 3–4 руб./кВт·ч.
Высокое октановое число природного газа требует высокой степени сжатия: в моторах с низкой степенью сжатия высокооктановое топливо сгорает на такте расширения, что приводит к перегреву поршней и клапанов. Именно поэтому разработчик сначала отрабатывает конструкцию на максимально жёстком дизельном цикле, а затем переходит к газовому — более мягкому и ресурсосберегающему режиму работы.
Расчётный моторесурс в базовой версии составляет 5 000 часов. При работе на газу с учётом утилизации тепла установка окупается примерно за 4 500 часов. Алексей Вуль признал, что ресурс находится на пределе, однако отметил резервы для роста — дегазация масла, сухой картер и ряд других технологических решений, которые способны увеличить его в два-три раза.
Три сценария применения
Гибридный автомобиль. Агрегат встраивается в Ниву или аналогичный автомобиль вместо штатного двигателя. Электрогенератор монтируется в колокол маховика. Машина превращается в параллельный гибрид: в городском цикле с буферным аккумулятором можно проехать 20–30 км на электротяге с отключённым ДВС без изменений в трансмиссии. Та же установка мощностью 100 л.с. пригодна для Газели, Соболя или УАЗ «Патриот».
Ремоторизация тепловозов. По данным разработчика, от 70 до 90% российского тепловозного парка выработало ресурс. Тепловозные двигатели Д-49, формально отечественные, используют расходные материалы немецкого производства — вкладыши и фильтры, — поставки которых прекратились. При переходе на отечественные аналоги ресурс снижается в 10 раз.
Автор предложил заменить один крупный дизель девятью агрегатами «Автоном-26», установив их в девять технологических отсеков тепловоза ТГМ-4 по числу люков. Установки работают в схеме последовательного гибрида, синхронизированные частотным приводом по частоте 50 Гц. Поломка одного-двух агрегатов не останавливает тепловоз: каждый модуль весит около 250 кг и демонтируется силами четырёх человек за полчаса. По расчётам разработчика, переход на такую схему снизит эксплуатационный расход топлива в 3–4 раза — в том числе за счёт устранения холостого хода, на который сейчас приходится до 70% расхода дизеля. Ремонт десяти малых моторов в рядовой мастерской обходится значительно дешевле капитального ремонта одного агрегата с коленвалом массой 5–6 т.
«Жизнемобиль». Нива с двигателем «Автоном-26», теплообменником и частотным преобразователем в багажнике превращается в мобильную теплоэлектростанцию. Система охлаждения двигателя с температурой теплоносителя 80–85 °C подаёт через теплообменник 70–75 °C в систему отопления здания. Подключение занимает минуты через быстроразъёмные соединения. Концепцию можно применять для энергоснабжения больниц, школ и любых объектов, лишившихся централизованного питания.
Производство и инвестиции
Для изготовления агрегата не требуется специализированного оборудования: по словам Вуля, достаточно обычных станков уровня советских предприятий 1980–2005-х годов. Возможным узким местом является усталостная прочность коленвала — для неё могут потребоваться оригинальные технологии термообработки. Срок запуска мелкосерийного производства — около года.
Плановая цена установки — менее 1 млн руб. при рентабельности 20%. Проект финансируется из собственных средств. Для проведения ОКР и получения опытных образцов необходимо около 25 млн руб. Второй этап — мелкосерийное производство до 500 единиц в год — оценивается в 100 млн руб. Третий этап предполагает роботизированную линию мощностью 10 000 двигателей в год.
Народная механика и поиск команды
В ходе обсуждения участник из Санкт-Петербурга предложил развернуть на базе проекта сеть малых мастерских в регионах. Алексей Вуль поддержал идею: по его мнению, достаточно распространить чертежи и рекомендации по сборке — по аналогии с американской практикой продажи DIY-китов, — чтобы в каждом городе появились мастерские, собирающие генераторы. Параллельно разработчик объявил о наборе в команду людей в возрасте от 20 до 40 лет с мотивацией, которых готов обучить работе на станках и в системах 3D-моделирования.
Союз ВОИР, по словам председателя организации Антона Ищенко, намерен сопровождать проект на всех этапах — от экспертизы технических решений и поиска партнёров до содействия в привлечении финансирования и выстраивания производственной кооперации.
🌐 Официальный сайт Союза ВОИР – https://voir.tech/
📱 Сообщество ВКонтакте https://vk.com/voir.tech
📱 Официальный Телеграм канал - https://t.me/inventVOIR
По всем вопросам обращаться info@voir.tech или +7 (985) 064-88-22