Анатолий Матвеевич Дружинин

Анатолий Матвеевич Дружинин

Научный деятель

Дата рождения

28 декабря 1935 года

Место рождения

Электросталь, Московская область, РСФСР, СССР

Научная сфера

машиностроение, двигателестроение

Место работы

Казанский национальный исследовательский технический университет имени А. Н. Туполева

Учёная степень

кандидат технических наук

Учёное звание

доцент

Альма-матер

Рижское высшее авиационное военное училище;
Казанский авиационный институт

Известен как

изобретатель

учёный

Анатолий Матвеевич Дружинин (р. 28 декабря 1935, Электросталь, Московская область) — кандидат технических наук, доцент Казанского научно-исследовательского университета имени А. Н. Туполева; технолог по авиационным, ракетным двигателям и двигателям внутреннего сгорания.

Биография

Родился 28 декабря 1935 года в Электростали (Московская область); в 1941 году семья была эвакуирована в Нижний Ломов (Пензенская область).

В 1953 году окончил 10 классов средней школы, в 1953 — военное авиационное училище, в 1957 — офицерские курсы переподготовки. Служил в авиационном полку (1957—1959); Рижское высшее военное краснознаменное авиационное инженерное училище (1958-1960) Уволен с военной службы в 1960 году в связи с сокращением Вооружённых сил СССР.

Работал техником-технологом на компрессорном заводе (Казань), одновременно окончил вечерний факультет Казанского авиационного института.

С 1964 года работает в Казанском авиационном институте — старшим инженером, заведующим лабораторией, ассистентом, старшим преподавателем, доцентом (с 1974) кафедры производства двигателей летательных аппаратов. Создал факультет повышения квалификации ИТР и был первым его деканом. Одновременно читал лекции и вёл практические занятия по технологии производства ДВС.

Научная деятельность и инновационные идеи

В 1972 году защитил кандидатскую диссертацию.

Проблему повышения эффективности ДВС исследует более 30-ти лет, первое изобретение Поршневое уплотнение для ДВС (Авторское свидетельство, SU, № 1388572), в 1986г (всего изобретений больше 30-ти). В начале 80-х увлекся решением проблемы низкой эффективности двигателей. Первое изобретение «Поршневое уплотнение для ДВС» № 1388572 датировано 1986 г., первая публикация «Поршневое уплотнение для двигателей внутреннего сгорания» (ж. Автомобильная промышленность. № 12. 1994 г.). 2006 г. — победитель республиканского конкурса «50 лучших инновационных идей Республики Татарстан» (Новые поршневые уплотнения для двигателей внутреннего сгорания).

В результате более чем 30-ти летних исследований причин незакономерно низкого КПД двигателя, обнаружение ошибки в конструкции ДВС, можно отнести к научно-технической сенсации! Дефектные компрессионные кольца, неэффективные маслосъемные кольца, разработанные зарубежными и отечественными учеными и узаконенные ГОСТами по поршневым кольцам, явились тормозом в совершенствовании ДВС и поршневых компрессоров. В точных расчетах уплотнительных поршневых колец один из основных размеров, высоту кольца ГОСТ Р 53843-2010 предлагает «на выбор» для диаметра цилиндра 120 мм 4 размера: 2,5 мм, 3,0 мм, 3,5 мм и 4,0 мм. Разработчикам КАМАЗа «понравился» размер 3,0 мм. Нонсенс! Разве такое возможно?!

А. М. Дружинин вывел достаточно простую формулу определения высоты поршневого кольца с учетом влияния газодинамики на работу кольца. Оказалось, что высота компрессионного кольца двигателя КАМАЗ должна быть не 3,0 мм, а 5,227 мм (патент № 2341671).[1] Достаточно примитивные испытания на собственном автомобиле двигателя ВАЗ 21061 и первые стендовые испытания двигателя КАМАЗ-740 были успешными. Все характеристики двигателей, кроме одной, изменились в лучшую сторону. Существенно повысилась эффективность компрессионных колец со всеми, вытекающими отсюда положительными последствиями. Но пропуск в эксплуатацию остановили маслосъемные кольца. Так как компрессионные кольца «отказались» помогать маслосъемным кольцам, то разработанные без учета гидродинамики последние окончательно подтвердили свою «стандартную» несостоятельность. Пришлось заняться совершенствованием маслосъемных поршневых устройств, что и было успешно реализовано и подтверждено целой группой запатентованных конструкций.

Анализ конструкции ДВС, особенно его цилиндропоршневой группы, показал слишком вольное отношение к различным зазорам, поэтому пришлось провести их минимизацию (патент № 2425999).[2]

Представлялось сомнительным размещение поршневых колец по отдельным поршневым канавкам. В разработанных конструкциях они объединены одной поршневой расточкой (патент № 2372506), более того, впоследствии появилась целесообразность размещения в одной поршневой расточке уплотнительных и маслосъемных поршневых устройств (заявки № 2015147614), № 2016101750, и др.)

Находясь в «пекле» ДВС, несомненно, следовало ученым и практикам обратить внимание на термодинамические изменения формы и размеров всей кинематической системы «цилиндр — поршневые кольца — поршень». Особенно это касается цилиндра и поршня. Рабочая поверхность цилиндра должна быть выполненной конической формы, предваряя её дальнейшие тепловые расширения (патент № 2372508). Соответственно выполняются поршень и поршневые кольца (на момент написания несколько заявок направлены в ФИПС).

Введен новый элемент в поршневых устройствах — упругие разрезные обжимные поршневые кольца, которые перекрывают термодинамический зазор в поршневой расточке, не допуская прорыва рабочих газов в картер двигателя и моторного масла в камеру сгорания.

Более, чем актуальным становится извечное желание мотористов использовать воду в рабочих процессах двигателя, но не представляли, как это можно осуществить на практике. Многолетние исследования Центрального научно-исследовательского дизельного института (ЦНИДИ г. С. — Петербург) с различными видами водо-топливных эмульсий не были удачными. Причина та же, что и с газодинамикой для поршневых уплотнений. Не обратили внимания на особенность воды, её огромную теплоемкость, которую автор использовал во благо двигателю (патент № 2023196). Испытания на лабораторной установке дали хорошие результаты.

Можно не сомневаться, что вода и водные растворы в рабочих процессах, особенно судовых двигателей и многих других, в совокупности с проведенной модернизацией, это одно из перспективных направлений повышения эффективности ДВС, снижения вредных и загрязняющих примесей в выхлопных газах.

Все это более подробно и доступно изложено в учебном пособии «Модернизация двигателей внутреннего сгорания. Цилиндропоршневая группа нового поколения», опубликованном издательством «Инфра — Инженерия», а также в дополненном переиздании "Как сделать двигатели лучше. Новые поршневые кольца" Издательские решения по лицензии Ridero 2017.

Изобретения

1. Поршневое уплотнение для ДВС. Авторское свидетельство,SU, № 1388572, 1986 г.

2. Поршневое уплотнение для ДВС. Авторское свидетельство,SU, № 1834406, 1989 г.

3. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2022146, 1991 г.

4. Двигатель внутреннего сгорания. Патент, RU, № 2023196, 1991 г.

5. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2213238, 2001 г.

6. Поршень для двигателя внутреннего сгорания. Патент № 30155, 2002 г.

7. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2243396, 2002 г.

8. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2282739, 2005 г.

9. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2341671,2008г

10. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 76 082 U1, 2008 г.

11. Цилиндропоршневая группа для ДВС. Патент, RU, № 77 648 U1, 2008.

12. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2361105, 2009.

13. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2372506, 2009.

14. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2372507, 2009.

16. Цилиндропоршневая группа ДВС. Патент, RU, № 2372508, 2009.

17. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2381375, 2010.

18. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2386840, 2010.

19. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2389893, 2010.

20. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 92 105, 2010.

21. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 2412367, 2011.

22. Цилиндропоршневая группа двигателя внутреннего сгорания. Патент, RU, № 2425999.

23. Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания. Патент, RU, № 2447306, 2012.

24. Маслосъемное поршневое кольцо. Патент, RU, № 2447307, 2012.

25. Маслосъемное поршневое кольцо ДВС. Патент RU, № 2458239, 2012.

26. Маслосъемное поршневое устройство ДВС. Патент RU, № 2499901, 2013.

27. Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания. Патент RU, № 2576405, 2016.

28. Маслосъемное поршневое устройство ДВС. Патент RU, № 2535514, 2014.

29. Поршневое уплотнение ДВС. Патент RU, № 2535598, 2014.

30. Маслосъемное поршневое устройство ДВС. Патент RU, № 2535599, 2014.

31. Маслосъемное поршневое устройство ДВС. Патент, RU, № 2561787, 2015.

32. Поршневое уплотнение двигателя внутреннего сгорания. Патент RU, № 2576405, 2015

33. Поршневое уплотнение ДВС. Патент, RU, № 2582384

34. Поршневое устройство ДВС. Патент, RU, № 2582538

35. Поршневое устройство ДВС с экспандером (варианты), патент RU № 2616687

36., Поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания (варианты), патент RU № 2613478

37. Поршневое устройство двигателя внутреннего сгорания (варианты), патент № 2616686

38. Цилиндропоршневая группа ДВС, патент RU № 2624376

39. Маслосъемное поршневое устройство ДВС, патент RU № 2619001

40. Маслосъемное поршневое устройство ДВС, патент RU № 2625419

Полезные модели

1. Поршень для двигателя внутреннего сгорания. Патент, RU, № 30166, 2002.

2. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 76082, 2008.

3. Поршневое уплотнение для ДВС (варианты). Патент, RU, № 80201, 2008.

4. Поршневое уплотнение для ДВС. Патент, RU, № 92105, 2010.

Публикации

1. Механизация и электрификация сельского хозяйства, № 11, 1990, с 49. «Ремонтопригодность поршней».

2. Автомобильная промышленность, № 12, 1994. «Поршневое уплотнение для ДВС».

3. Автомобильная промышленность, № 8, 2004, с. 17…20. «Новые решения проблемы „поршень — поршневые кольца — цилиндр ДВС“».

4. Вестник машиностроения, № 8, 2004, с. 87…89. «Как сделать двигатели лучше?»

5. Вестник машиностроения, № 9, 2004, с. 85…86. «Можно ли эффективно использовать воду в двигателях внутреннего сгорания?»

6. Автомобильная промышленность, № 11, 2006, с.9…11. «О высоте компрессионных колец, „насосном“ эффекте и утечках газов».

7. Вестник машиностроения, № 2, 2007, с. 17…19. «Определение высоты „нормальных“ компрессионных колец».

8. Международная научно-техническая конференция «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики „АНТЭ-07“» Материалы конференции. «Новые поршневые уплотнения для двигателей», Том II, с. 125…133.

9. Вестник машиностроения, 2008, № 6,с. 14…17. «Влияние газодинамических процессов на КПД и ресурс двигателя».

10. Вестник машиностроения. № 1, 2009 г. с. 29…31. «Нагарообразование и ресурс ДВС».

11. Вестник машиностроения. № 2, 2010, с. 3…5. «Цилиндр ДВС с рабочей поверхностью конической формы».

12. Вестник машиностроения № 4, 2010, с. 80…82.

«Поршневые кольца или поршневые уплотнения?».

13. Вестник машиностроения № 5, 2012, с. 40…46.

«Так ли необходим турбонаддув двигателю внутреннего сгорания?».

14. Вестник машиностроения. № 1, 2017, с. 24…27 «Скручивающиеся» поршневые кольца двигателей внутреннего сгорания". 15. "Цилиндропоршневая группа двигателей и компрессоров. 100% инновационных элементов ЦПГ". Издательские решения. По лицензии Ridero/ 2016/ 16. "Модернизация двигателей внутреннего сгорания. Цилиндропоршневая группа нового поколения". Инфра-Инженерия. Москва-Вологда. 2017. 17. "Как сделать двигатель лучше. Новые поршневые кольца". Издательские решения. По лицензии Ridero. 2017.

Награды

• Диплом «За лучшую инновационную идею „Новые поршневые уплотнения для двигателей внутреннего сгорания“» республиканского конкурса «50 лучших инновационных идей Республики Татарстан» (2006).

Ссылки

• http://www.mashin.ru/eshop/journals/vestnik_mashinostroeniya/?j_author=%D0%94%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BD%20%D0%90.%D0%9C.
• http://www.rlib.yar.ru:8088/cgi-bin/irbis64r_01/cgiirbis_64.exe?LNG=&Z21ID=&I21DBN=MARS&P21DBN=MARS&S21STN=1&S21REF=&S21FMT=fullwebr&C21COM=S&S21CNR=20&S21P01=0&S21P02=1&S21P03=A=&S21STR=%D0%94%D1%80%D1%83%D0%B6%D0%B8%D0%BD%D0%B8%D0%BD%2C%20%D0%90%2E%20%D0%9C%2E