« Современный двигатель внутреннего сгорания по определению не самый выдающийся продукт с точки зрения технологий. Это значит, что его можно совершенствовать до бесконечности»(Мэтт Тревитник, президент венчурного фонда семьи Рокфеллер Venrock).

Двигатель со свободным поршнем – линейный двигатель внутреннего сгорания, лишенный шатунов, в котором движение поршня определяется не механическими связями, а соотношением сил расширяющихся газов и нагрузки

Уже в ноябре этого года на американский рынок выйдет Chevrolet Volt, электромобиль с бортовым генератором электроэнергии. Volt будет оснащен мощным электродвигателем, вращающим колеса, и компактным ДВС, который лишь подзаряжает истощенную литий-ионную батарею. Этот агрегат всегда работает на максимально эффективных оборотах. С этой задачей легко справляется обычный ДВС, привыкший к куда более тяжкому бремени. Однако в скором времени его могут сменить куда более компактные, легкие, эффективные и дешевые агрегаты, специально созданные для работы в качестве электрогенератора.

Когда речь заходит о принципиально новых конструкциях ДВС, скептики начинают морщить носы, кивать на сотни пылящихся на полках псевдореволюционных проектов и трясти святыми мощами четырех горшков и распредвала. Сто лет господства классического двигателя внутреннего сгорания кого хочешь убедят в бесполезности инноваций. Но только не профессионалов в области термодинамики. К таковым относится профессор Питер Ван Блариган.

Энергия взаперти

Одна из самых радикальных концепций ДВС в истории — двигатель со свободным поршнем. Первые упоминания о нем в специальной литературе относятся к 1920-м годам. Представьте себе металлическую трубу с глухими концами и цилиндрический поршень, скользящий внутри нее. На каждом из концов трубы расположены инжектор для впрыска топлива, впускной и выпускной порты. В зависимости от типа топлива к ним могут добавлены свечи зажигания. И все: меньше десятка простейших деталей и лишь одна — движущаяся. Позднее появились более изощренные модели ДВС со свободным поршнем (FPE) — с двумя или даже четырьмя оппозитными поршнями, но это не изменило сути. Принцип работы таких моторов остался прежним — возвратно-поступательное линейное движение поршня в цилиндре между двумя камерами сгорания.

Теоретически КПД FPE переваливает за 70%. Они могут работать на любом виде жидкого или газообразного топлива, крайне надежны и великолепно сбалансированы. Кроме того, очевидны их легкость, компактность и простота в производстве. Единственная проблема: как снять мощность с такого мотора, механически представляющего собой замкнутую систему? Как оседлать снующий с частотой до 20000 циклов в минуту поршень? Можно использовать давление выхлопных газов, но эффективность при этом падает в разы. Эта задача долго оставалась неразрешимой, хотя попытки предпринимались регулярно. Последними о нее обломали зубы инженеры General Motors в 1960-х годах в процессе разработки компрессора для экспериментального газотурбинного автомобиля. Действующие образцы судовых насосов на основе FPE в начале 1980-х были изготовлены французской компанией Sigma и британской Alan Muntz, но в серию они не пошли.

Возможно, об FPE еще долго бы никто не вспомнил, но помогла случайность. В 1994 году Департамент энергетики США поручил ученым Национальной лаборатории Sandia изучить эффективность бортовых генераторов электроэнергии на базе ДВС различных типов, работающих на водороде. Эта работа была поручена группе Питера Ван Бларигана. В ходе осуществления проекта Ван Блариган, которому концепция FPE была отлично известна, сумел найти остроумное решение проблемы превращения механической энергии поршня в электричество. Вместо усложнения конструкции, а значит — снижения результирующего КПД, Ван Блариган пошел путем вычитания, призвав на помощь магнитный поршень и медную обмотку на цилиндре. Несмотря на всю простоту, такое решение было бы невозможным ни в 1960-х, ни в 1970-х годах. В то время еще не существовало достаточно компактных и мощных постоянных магнитов. Все изменилось в начале 1980-х после изобретения сплава на основе неодима, железа и бора.

Единая деталь сочетает в себе два поршня, топливный насос и клапанную систему.

За эту работу в 1998 году на Всемирном конгрессе Общества автомобильных инженеров SAE Ван Бларигану и его коллегам Нику Парадизо и Скотту Голдсборо была присвоена почетная премия имени Харри Ли Ван Хорнинга. Очевидная перспективность линейного генератора со свободным поршнем (FPLA), как назвал свое изобретение Ван Блариган, убедила Департамент энергетики продолжить финансирование проекта вплоть до стадии экспериментального агрегата.

Электронный пинг-понг

Двухтактный линейный генератор Бларигана представляет собой трубу из электротехнической кремнистой стали длиной 30,5 см, диаметром 13,5 см и массой чуть более 22 кг. Внутренняя стенка цилиндра представляет собой статор с 78 витками медной проволоки квадратного сечения. Во внешнюю поверхность алюминиевого поршня интегрированы мощные неодимовые магниты. Топливный заряд и воздух поступают в камеру сгорания двигателя в виде тумана после предварительной гомогенизации. Зажигание происходит в режиме HCCI — в камере одновременно возникает множество микроочагов возгорания. Никакой механической системы газораспределения у FPLA нет — ее функции выполняет сам поршень.

Труба Франка Штельзера

В 1981 году немецкий изобретатель Франк Штельзер продемонстрировал двухтактный мотор со свободным поршнем, который он разрабатывал в своем гараже с начала 1970-х. По его расчетам, движок был на 30% экономичнее обычного ДВС. Единственная движущаяся деталь мотора — сдвоенный поршень, снующий с бешеной частотой внутри цилиндра. Стальная труба длиной 80 см, оснащенная карбюратором низкого давления от мотоцикла Harley-Davidson и блоком катушек зажигания Honda, по грубым прикидкам Стельзера, могла вырабатывать до 200 л.с. мощности при частоте до 20 000 циклов в минуту. Штельзер утверждал, что его моторы можно делать из простых сталей, а охлаждаться они могут как воздухом, так и жидкостью. В 1981 году изобретатель привез свой мотор на Франфуртский международный автосалон в надежде заинтересовать ведущие автокомпании. Поначалу идея вызвала определенный интерес со стороны немецких автопороизводителей. По отзывам инженеров Opel, прототип двигателя демонстрировал великолепный термический КПД, а его надежность была совершенно очевидной — ломаться там было практически нечему. Всего восемь деталей, из которых одна движущаяся — сдвоенный поршень сложной формы с системой уплотнительных колец общей массой 5 кг. В лаборатории Opel были разработаны несколько теоретических моделей трансмиссии для мотора Штельзера, включая механическую, электромагнитную и гидравлическую. Но ни одна из них не была признана достаточно надежной и эффективной. После Франкфуртского автосалона Штельзер и его детище пропали из поля зрения автоиндустрии. Еще пару лет после этого в прессе то и дело появлялись сообщения о намерениях Штельзера запатентовать технологию в 18 странах мира, оснастить своими моторами опреснительные установки в Омане и Саудовской Аравии и т. д. С начала 1990-х Штельзер навсегда пропал из виду, хотя его сайт в интернете все еще доступен.

Максимальная мощность FPLA составляет 40 кВт (55 лошадок) при среднем потреблении топлива 140 г на 1кВтч. По эффективности двигатель не уступает водородным топливным ячейкам — термический КПД генератора при использовании в качестве топлива водорода и степени сжатия 30:1 достигает 65%. На пропане чуть меньше — 56%. Помимо этих двух газов FPLA с аппетитом переваривает солярку, бензин, этанол, спирт и даже отработанное растительное масло.

Однако ничто не дается малой кровью. Если проблема превращения тепловой энергии в электрическую Ван Блариганом решена успешно, то управление капризным поршнем стало серьезной головной болью. Верхняя мертвая точка траектории зависит от степени сжатия и скорости сгорания топливного заряда. Фактически торможение поршня происходит за счет создания критического давления в камере и последующего самопроизвольного возгорания смеси. В обычном ДВС каждый последующий цикл является аналогом предыдущего благодаря жестким механическим связям между поршнями и коленвалом. В FPLA же длительность тактов и верхняя мертвая точка — плавающие величины. Малейшая неточность в дозировке топливного заряда или нестабильность режима сгорания вызывают остановку поршня или удар в одну из боковых стенок.

Двигатель Ecomotors отличается не только скромными габаритами и массой. Внешне плоский агрегат напоминает оппозитные моторы Subaru и Porsche, которые дают особые компоновочные преимущества в виде низкого центра тяжести и линии капота. Это означает, что автомобиль будет не только динамичным, но и хорошо управляемым.

Таким образом, для двигателя такого типа требуется мощная и быстродействующая электронная система управления. Создать ее не так просто, как кажется. Многие эксперты считают эту задачу трудновыполнимой. Гарри Смайт, научный руководитель лаборатории General Motors по силовым установкам, утверждает: «Двигатели внутреннего сгорания со свободным поршнем обладают рядом уникальных достоинств. Но чтобы создать надежный серийный агрегат, нужно еще очень много узнать о термодинамике FPE и научиться управлять процессом сгорания смеси». Ему вторит профессор Массачусетского технологического института Джон Хейвуд: «В этой области еще очень много белых пятен. Не факт, что для FPE удастся разработать простую и дешевую систему управления».

Ван Блариган более оптимистичен, чем его коллеги по цеху. Он утверждает, что управление положением поршня может быть надежно обеспечено посредством той же пары — статор и магнитная оболочка поршня. Более того, он считает, что полноценный прототип генератора с настроенной системой управления и КПД не менее 50% будет готов уже к концу 2010 года. Косвенное подтверждение прогресса в этом проекте — засекречивание в 2009 году многих аспектов деятельности группы Ван Бларигана.

Значительная часть потерь на трение в обычных ДВС приходится на повороты шатуна относительно поршня. Короткие шатуны поворачиваются на больший угол, нежели длинные. В OPOC очень длинные и сравнительно тяжелые шатуны, которые снижают потери на трение. Уникальная конструкция шатунов OPOC не требует использования поршневых пальцев для внутренних поршней. Вместо них применяются радиальные вогнутые гнезда большого диаметра, внутри которых скользит головка шатуна. Теоретически такая конструкция узла позволяет сделать шатун длиннее обычного на 67%. В обычном ДВС серьезные потери на трение возникают в нагруженных подшипниках коленвала во время рабочего такта. В OPOC этой проблемы не существует вовсе — линейные разнонаправленные нагрузки на внутренний и внешний поршни полностью компенсируют друг друга. Поэтому вместо пяти опорных подшипников коленвала для OPOC требуется лишь два.

Конструктивная оппозиция

В январе 2008 года знаменитый венчурный инвестор Винод Хосла рассекретил один из своих последних проектов — компанию EcoMotors, созданную годом ранее Джоном Колетти и Петером Хоффбауэром, двумя признанными гуру моторостроения. В послужном списке Хоффбауэра немало прорывных разработок: первый турбодизель для легковых автомобилей Volkswagen и Audi, оппозитный двигатель для Beetle, первый 6-цилиндровый дизель для Volvo, первый рядный 6-цилиндровый дизель Inline-Compact-V, впервые установленный в Golf, и его близнец VR6, созданный для Mercedes. Джон Колетти не менее известен в среде автомобильных инженеров. Долгое время он руководил подразделением Ford SVT по разработке особых серий заряженных автомобилей.

В общем активе Хоффбауэра и Колетти более 150 патентов, участие в 30 проектах по разработке новых двигателей и в 25 проектах новых серийных автомобилей. EcoMotors была создана специально для коммерциализации изобретенного Хоффбауэром модульного двухцилиндрового двухтактного оппозитного турбодизеля с технологией OPOC.

Небольшой размер, сумасшедшая удельная мощность 3,25 л.с. на 1 кг массы (250 л.с. на 1л объема) и танковая тяга в 900 Н м при более чем скромном аппетите, возможность собирать из отдельных модулей 4-, 6- и 8-цилиндровые блоки — вот основные преимущества стокилограммового модуля OPOC EM100. Если современные дизели на 20−40% эффективнее бензиновых ДВС, то OPOC — на 50% эффективнее лучших турбодизелей. Его расчетный КПД — 57%. Несмотря на свою фантастическую заряженность, двигатель Хоффбауэра отличается идеальной сбалансированностью и очень мягкой работой.

В OPOC поршни соединяются с коленвалом, расположенным в центре, длинными шатунами. Пространство между двумя поршнями служит камерой сгорания. Топливный инжектор находится в области верхней мертвой точки, а впускной воздушный порт и выпускной порт для отработанных газов — в области нижней мертвой точки. Такое расположение вкупе с электрическим турбонагнетателем обеспечивает оптимальную продувку цилиндра — в OPOC нет ни клапанов, ни распредвала.

Турбонагнетатель — неотъемлемая часть мотора, без которой его работа невозможна. Перед запуском двигателя турбонагнетатель в течение одной секунды нагревает порцию воздуха до температуры 100 °C и закачивает ее в камеру сгорания. Дизелю OPOC не нужны калильные свечи, а запуск в холодную погоду не доставляет проблем. При этом Хоффбауэру удалось снизить степень сжатия с привычных для дизелей 19−22:1 до скромных 15−16. Все это, в свою очередь, приводит к снижению рабочей температуры в камере сгорания и расхода топлива.

Троянский конь

Уже сегодня у EcoMotors имеются три полностью готовых к производству оппозитных агрегата различной мощности: модуль мощностью 13,5 л.с. (размеры — 95 мм / 155 мм / 410 мм, вес — 6 кг), 40 л.с. (95 мм / 245 мм / 410 мм, 18 кг) и модуль 325л.с. (400 мм / 890 мм / 1000 мм, 100 кг). Хоффбауэр и Колетти намерены продемонстрировать электрогибридный пятиместный седан среднего класса с дизельным генератором OPOC на базе одной из массовых моделей уже в текущем году. Средний расход солярки у этого автомобиля не превысит 2 л на сотню в комбинированном электрическом и смешанном режимах. Недавно EcoMotors открыла собственный технический центр в городке Троя, штат Мичиган, и уже подыскивает подходящее предприятие для организации серийного производства своих моторов. Несмотря на рассекреченность проекта, из недр компании поступает крайне скудная информация. По‑видимому, Винод Хосла решил придержать до поры убойные козыри.

Бензиновые и дизельные электрогенераторы - это устройства, преобразующие механическую энергию вращения вала двигателя внутреннего сгорания в электрическую энергию. Они используются в качестве временного или постоянного источника электропитания.

При разговоре об автономных устройствах, генерирующих электроэнергию, оперируют выражениями "электрогенератор" и "электростанция". Четкого разграничения между этими терминами нет, однако когда говорят об электростанциях, чаще подразумевают довольно мощные устройства (свыше 15-20 кВт), предназначенные для непрерывной работы. Когда же говорят об электрогенераторах, то имеют в виду сравнительно маломощные мобильные агрегаты, используемые в качестве резервного (аварийного) источника питания.

Принцип работы электрогенераторов основывается на явлении электромагнитной индукции, которое проявляется в следующем. При вращении замкнутого проводника в магнитном поле, в нем возникает электрический ток (электродвижущая сила - ЭДС). Величина ЭДС зависит от длины проводника, плотности магнитного поля, скорости его пересечения и угла, под которым пересекаются магнитные силовые линии.

Устройство бензиновых и дизельных электрогенераторов

В общем виде электрогенератор состоит из двигателя внутреннего сгорания со всеми системами, обеспечивающими его работу (топливным баком, воздушным фильтром, стартером, глушителем и пр.) и непосредственно самого генератора (альтернатора), состоящего из подвижной части (ротора, якоря) и неподвижной (статора). В генераторе ЭДС возбуждается не во вращающихся в неподвижном магнитном поле проводниках, как на рисунке выше, а наоборот - в неподвижных проводниках (в обмотке статора) за счет вращения магнитного поля создаваемого ротором.

Для создания магнитного поля ротор может быть сделан из постоянных магнитов (асинхронные генераторы) или иметь обмотку, на которую подается ток для создания магнитного поля (синхронные генераторы). А меняя количество полюсов у ротора можно получать требуемую частоту напряжения (50 Гц) при разных оборотах двигателя. Например, чтобы получить частоту напряжения 50 Гц в схеме изображенной выше, ротор должен вращаться со скоростью 3000 об/мин, а в схеме изображенной ниже - 1500 об/мин.

Схема трехфазного генератора не намного сложнее:

Таким образом, при вращении ротора двигателем внутреннего сгорания, в обмотках статора индуцируется электродвижущая сила создающая в них переменное напряжение, используемое для питания того или иного прибора - потребителя энергии.

На рисунке ниже представлен компактный бензиновый генератор мощностью 2,75 кВА.

Бензиновый генератор мощностью 2,75 кВА: 1 - рама, 2 - двигатель, 3 - генератор, 4 - воздушный фильтр, 5 - бензобак, 6 - глушитель, 7 - панель с розетками.

Трехфазные и однофазные

По количеству фаз и величине выходного напряжения электрогенераторы могут быть однофазными (220В) и трехфазными (380В). При этом нужно понимать, что от трехфазного генератора можно питать и однофазные энергопотребители - включившись между фазой и нулем.

Используя трехфазный электрогенератор, следует принимать во внимание такое явление, как перекос фаз. Необходимо соблюдать примерное равенство (отличающееся не более чем на 20-25%) суммы мощностей приборов, подключенных к разным фазам, при этом необходимо, чтобы нагрузка на одну фазу не превышала 1/3 мощности генератора.

Кроме трехфазных генераторов на 380В, существуют и трехфазные на 220В. Они используются только для освещения. Включившись между фазой и нулем можно получить напряжение 127В.

Многие модели генераторов могут выдавать напряжение 12В.

Синхронные и асинхронные

По конструктивному исполнению генераторы (альтернаторы) бывают асинхронными и синхронными. У асинхронных якорь не имеет обмоток, для возбуждения ЭДС используется только его остаточная намагниченность.

Это позволяет обеспечить конструктивную простоту и надежность устройства, закрытость его корпуса и защищенность от пыли и влаги. Однако достигается это ценой плохой способности переносить пусковые нагрузки, возникающие при запуске оборудования с реактивной мощностью, к которым относятся, в частности, электродвигатели. Поэтому асинхронные устройства лучше всего использовать для работы с активной нагрузкой.

Синхронный генератор имеет обмотки на якоре, на которые подается электрический ток.

Меняя его величину, изменяют магнитное поле и, соответственно, выходное напряжение на статорных обмотках. Регулировка выходных параметров осуществляется с помощью обратной связи по напряжению и току, реализованной в виде простой электросхемы. Благодаря этому синхронный генератор обеспечивает поддержание напряжения в сети с большей точностью чем асинхронный и легко переносит кратковременные пусковые нагрузки.

К недостаткам синхронных генераторов относится наличие щеточного узла на роторе, через который на него подается ток. Щетки в процессе эксплуатации перегреваются и выгорают, ухудшается их прилегание, повышается сопротивление, приводящее к дальнейшему перегреву узла. Кроме этого, искрение подвижного контакта создает радиопомехи.

Современные модели синхронных генераторов оснащены бесщеточными системами возбуждения на роторной обмотке. Они не имеют недостатков, связанных с наличием щеточного узла.

Синхронные альтернаторы устанавливают на большинстве генераторов.

Инверторные генераторы

Принцип работы инверторного бензогенератора заключается в следующем. Переменный ток, выходящий из генератора (альтернатора), поступает на выпрямительный блок (шаг 1, рис. ниже), где преобразуется в постоянный (шаг 2). После сглаживания пульсаций (фильтрации) емкостными фильтрами (шаг 3), сигнал поступает на транзисторный или тиристорный преобразовательный блок, где происходит обратное преобразование постоянного тока в переменный (шаг 4).

Только вот, получение даже удовлетворительной синусоиды на выходе - это дело не дешевое, производители инверторных генераторов, экономя на дорогих компонентах, создают на выходе своих генераторов, что-то лишь отдаленно напоминающее синусоиду, и чем генератор дешевле тем меньше форма напряжения на выходе будет похожа на синусоиду.

Форма напряжения изображенная голубым цветом - это не исключение, а повсеместная реальность. К инверторному генератору с таким напряжением не только компьютер нельзя подключать, но и лампочки. Перед покупкой нужно обязательно выяснить, на сколько форма напряжения на выходе близка к синусоиде, т.к. даже дороговизна и известность фирмы не являются гарантией, что изготовитель не сэкономил на деталях.

Высокое качество формы напряжения на выходе достигается не только инвертором но и использованием трехфазного генератора вместо однофазного, так как при этом уже сразу после выпрямителя (шаг 2) получается намного более ровный сигнал.

Использование правильных бензогенераторов инверторного типа способствует сохранности и долгой службе всей электроники, требующей качественного напряжения. Помимо этого данные типы бензогенераторов обладают малым весом, небольшими габаритами, сниженным уровнем шума. Вдобавок ко всем достоинствам, бензогенераторы инверторы позволяют осуществлять регулирование скорости вращения двигателя в зависимости от нагрузки, что дает возможность экономить топливо.

Ведь большинство бытовых генераторов минимум 70% времени работают с минимальной нагрузкой. Обычные бензиновые генераторы должны в любом режиме работы поддерживать 3000 об/мин (чтобы частота тока была 50 Гц). В режиме минимальной нагрузки они хотя и потребляют меньше топлива, но незначительно. Инверторный генератор лишен этого ограничения и при минимальной нагрузке может сбрасывать обороты до 1000-1200 об/мин. За счет этого потребляя в этом режиме в 2-3 раза меньше топлива чем обычный генератор. А благодаря меньшей скорости вращения двигателя генератор меньше шумит.

Минусами инверторных генераторов по сравнению с обычными являются:

• Высокая стоимость. Если цена инверторного бензогенератора ненамного больше обычного, то скорее всего синусоиды напряжения на выходе нет.
• Отсутствие (за редким исключением) моделей с мощностью выше 7 кВт.
• Меньшая надежность. Как известно с усложнением оборудования снижается его надежность. Плюс электроника инверторного генератора может не выдержать пусковых токов от двигателей подключаемого оборудования, например насоса.

Бензиновые электрогенераторы

В бензиновых генераторах в качестве привода используются бензиновые двигатели. Бензиновые генераторы - это обычно относительно легкие, компактные, портативные модели с воздушной системой охлаждения, обладающие относительно небольшой мощностью (до 10 кВт).

Работают они на топливе А-92 или А-95 и используются в основном в качестве резервного источника питания при временном отключении электроэнергии или для питания электроинструмента в местах отсутствия электросети.

Ресурс бензиновых электрогенераторов относительно невелик - 500-2500 моточасов (самый маленький ресурс у генераторов с двухтактным двигателем). Однако некоторые модели, в которых установлены четырехтактные двигатели с чугунными цилиндрами, верхним расположением клапанов и подачей масла к трущимся деталям под давлением могут достигать ресурса в 4000 и более моточасов.

Двухтактные и четырехтактные . Двигатели бензогенераторов могут быть двухтактными и четырехтактными. Их различие обусловлено общими конструктивными особенностями 2-х и 4-тактных двигателей - т.е. преимуществами вторых по отношению к первым по экономичности и сроку службы.

Электрогенераторы с двухтактными двигателями обладают меньшими размерами и весом, их используют только в качестве резервных источников питания - из-за их невысокого ресурса, составляющего около 500 часов.

Бензогенераторы с 4-тактными двигателями предназначены для гораздо более активного использования. В зависимости от конструкции их срок службы может достигать 4000 и более моточасов.

Устройство четырехтактного бензинового двигателя (Honda) с верхним расположением клапанов: 1 - топливные фильтры, 2 - коленчатый вал, 3 - воздушный фильтр, 4 - часть системы зажигания, 5 - цилиндр, 6 - клапан, 7 - подшипник коленчатого вала.

Конструктивные особенности . К особенностям конструкции двигателя внутреннего сгорания (ДВС) бензинового генератора, влияющим на его ресурс, относится марка материала, из которого изготовлен блок цилиндров, расположение клапанов, режим подачи масла к трущимся деталям.

Генераторы с алюминиевым блоком цилиндров стоят недорого, однако и ресурс их невелик - около 500 часов. Двигатели с чугунными цилиндрами и боковым расположением клапанов имеют ресурс около 1500 часов. Генераторы с ДВС, имеющим чугунные цилиндры, верхнее расположение клапанов и подачу масла к трущимся деталям под давлением, кроме большого ресурса (около 3000 часов) имеют сниженный расход топлива и низкий уровень шума. Однако и стоят они значительно дороже первых вариантов.

Преимущество верхнеклапанной компоновки обусловлено тем, что она позволяет уменьшить площадь поверхности камеры сгорания и соответственно нагрев деталей двигателя. Кроме этого, увеличивается степень сжатия, приводящая к повышению эффективности двигателя. Верхнее расположение клапанов обозначается аббревиатурой OHV (overhead-valve, см. фото выше).

Бензиновые генераторы могут быть одноцилиндровыми или двухцилиндровыми. Генераторы с четырехтактным V-образным двухцилиндровым двигателем относятся к мощным агрегатам.

Достоинства и недостатки бензиновых электрогенераторов . Помимо относительной легкости и компактности, к достоинствам бензогенераторов относится дешевизна, меньший уровень шума (чем у дизельных), способность без проблем работать на морозе.

Меньший уровень шума (электрогенератор с двухтактным бензиновым двигателем значительно шумнее, чем с четырехтактным) объясняется общими особенностями работы бензинового двигателя внутреннего сгорания. Однако бензогенератор все равно сильно шумит, и тихим его может сделать кожух со звукоизоляцией.

Но главным преимуществом бензиновых генераторов по сравнению с дизельными, является меньшая цена.

К недостаткам относят относительно невысокий ресурс и повышенный расход бензина (в сравнении с дизтопливом у дизельных генераторов).

Что касается ресурса, то его можно продлить своевременным и качественным техобслуживанием и использованием качественного топлива. Необходимо своевременно менять, масло, фильтры, свечи, контролировать затяжку болтовых соединений и т.д.

Дизельные генераторы

В дизельном генераторе в качестве привода используется дизельный двигатель. Дизель генераторы используются преимущественно при длительных отключениях электроэнергии. Именно в этих случаях они максимально реализуют свои достоинства. Однако при необходимости их можно использовать и в качестве резерва при кратковременных отключениях.

Дизельные генераторы имеют мощность широкого диапазона - от 2 до 200 кВт и более.

Впечатляющим является и ресурс их работы. Он зависит от конструкции и параметров генератора (в основном от числа оборотов и типа охлаждения) и может варьироваться в большом диапазоне - от 3000 до 30000 и более моточасов.

При эксплуатации дизельного генератора важно знать, что работа на малых нагрузках или холостом ходу вредна для дизельных двигателей. Так в инструкции по эксплуатации может встретиться требование не работать на холостом ходу более 5 мин, а с нагрузкой 20% работать не более 1 часа (цифры могут быть другими, например 40%). При этом запускается генератор на холостом ходу. Есть рекомендации, в виде профилактического мероприятия каждые 100 часов работы осуществлять стопроцентную загрузку, продолжительностью около 2-х часов. Так как воспламенение топлива в дизельном двигателе происходит за счёт высокой температуры в конце такта сжатия воздуха и подачи топлива в нужный момент, а на холостом ходу снижается средняя температура цикла, это приводит к нарушению процесса смесеобразования, сгорания в цилиндре и неполному сгоранию топлива. Что, в свою очередь, приводит к образованию стойких отложений в цилиндре, выхлопном коллекторе, закоксовыванию форсунки, разжижению масла в картере двигателя несгоревшим топливом и нарушению работы системы смазки.

Число оборотов . По числу оборотов дизельные генераторы подразделяются на низкооборотные (1500 об/мин) и высокооборотные (3000 об/мин). Первые обладают более высокими эксплуатационными достоинствами. Имеют низкие расход топлива и уровень шума, высокий ресурс. Используются обычно в качестве постоянного источника электроэнергии при отсутствии таковой. К их недостаткам относят высокую цену.

Генераторы с высокооборотными двигателями имеют больший расход топлива в сравнении с низкооборотными, повышенный уровень шума и меньший ресурс. Основным их достоинством является низкая цена.

Пониженный ресурс высокооборотных генераторов объясняется просто. Интенсивность износа зависит от числа оборотов вала, чем она выше, тем выше износ.

Охлаждение . Охлаждение двигателя у дизельных электрогенераторов может быть воздушным или жидкостным. Устройства с воздушным охлаждением - это в основном генераторы малой (до 10 кВт) мощности с числом оборотов 3000. Дизельные генераторы с жидкостным охлаждением (вода или тосол) - это большие стационарные модели. По своей сути это - электростанции, обычно они являются низкооборотными (1500 об/мин), однако бывают и высокооборотными (3000 об/мин).

Дизельный генератор (15 кВт) с жидкостным охлаждением. Жидкость охлаждающая двигатель охлаждается в радиаторе обдуваемом вентилятором

Достоинства и недостатки дизельных генераторов . В числе основных достоинств дизельных генераторов - высокая мощность, стабильные параметры производимой электроэнергии, низкий расход дизельного топлива (значительно ниже, чем расход бензина у бензогенераторов) и высокий эксплуатационный ресурс. Стоит отметить и малую пожароопасность, обусловленную типом топлива. Именно эти достоинства делают их наиболее подходящими для постоянной эксплуатации в условиях отсутствия электросетей.

Среди недостатков - высокая стоимость в сравнении с бензиновыми генераторами, большая масса, высокий уровень шума, более тяжелый ручной старт, невозможность завести в мороз без предварительного нагрева, недопустимость работы с нагрузкой менее 20-40%, относительно сложный и дорогой ремонт. Хотя, что касается последнего, то этот недостаток вполне может компенсироваться надежностью и долговечностью дизель-генераторов. А высокий уровень шума имеет место главным образом при работе на холостых оборотах. При работе под нагрузкой этот недостаток проявляется в гораздо меньшей степени.

Сочетание недостатков и достоинств дизельных двигателей определяют область их применения - т.е. высокую целесообразность использования в качестве постоянных источников напряжения и гораздо меньшую - в качестве резервных при кратковременных отключениях электроэнергии.

Если дизель-генератор эксплуатируется длительное время в качестве основного источника электроэнергии, то в конечном итоге благодаря экономии топлива он способен сэкономить средства его владельцу, - невзирая на более высокую цену.

Так что дизельный генератор для дачи, в большинстве случаев - это не вариант. Так как чаще всего генератор для дачи покупается в качестве резервного источника электроэнергии и небольшой мощности, а дизельные генераторы наиболее эффективны как постоянные и/или мощные источники энергии.

Газовые генераторы

По принципу действия и внешне (у них может быть и бензобак) газовые генераторы не отличаются от бензиновых. Разница лишь в том, что в качестве топлива для двигателя внутреннего сгорания используется газ.

Существует несколько разновидностей газовых генераторов: работающие на сжиженном газе (смеси пропана и бутана, обозначаются аббревиатурой LPG - Liquefied Petroleum Gas), на метане (на сетевом газе, NG - Natural Gas), сжиженном и сетевом газе (LPG/NG), универсальные газовые бензогенераторы изначально приспособленные работать на сжиженном газе и бензине.

Достоинства и недостатки газовых генераторов . Газовые электрогенераторы имеют некоторые преимущества перед бензиновыми и дизельными.

Ресурс работы электрогенератора на газу выше, чем бензинового. Это связано с тем, что при сгорании газа образуется меньше веществ, вызывающих износ деталей двигателя, и не происходит смыва пленки масла с рабочих поверхностей цилиндров и поршней при запуске двигателя.

Работа газовых электрогенераторов легко поддается автоматизации - из-за особенностей топлива. При подключении генераторов к газовой сети исчезает необходимость его пополнения.

К недостаткам можно отнести потенциальную взрывоопасность газа и необходимость использовать баллоны (или иметь подведенный сетевой газ).

При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.

Многие хозяева рано или поздно начинают задумываться об альтернативных источниках энергии. Предлагаем рассмотреть, что такое автономный бестопливный генератор Тесла, Хендершота, Романова, Тариеля Канападзе, Смита, Бедини, принцип работы агрегата, его схема и как сделать устройство своими руками.

ОБЗОР ГЕНЕРАТОРОВ

При использовании безтопливного генератора, двигатель внутреннего сгорания не требуется, поскольку устройство не должно преобразовывать химическую энергию топлива в механическую, для выработки электроэнергии. Данный электромагнитный прибор работает таким образом, что электричество, вырабатываемое генератором рециркулируют обратно в систему по катушке.

Фото — Генератор Капанадзе

Обычные электрогенераторы работают на основе:
1. Двигателя внутреннего сгорания, с поршнем и кольцами, шатуном, свечами, топливным баком, карбюратором, ... и
2. С использованием любительских двигателей, катушек, диодов, AVR, конденсаторами и т.д.

Двигатель внутреннего сгорания в бестопливных генераторах заменен электромеханическим устройством, которое принимает мощность от генератора и используя такую ​​же, преобразует её в механическую энергию с эффективностью более 98%. Цикл повторяется снова и снова. Таким образом, концепция здесь заключается в том, чтобы заменить двигатель внутреннего сгорания, который зависит от топлива с электромеханическим устройством.

Фото — Схема генератора

Механическая энергия будет использоваться для приведения в действие генератора и получения тока, создаваемого генератором для питания электромеханического прибора. Генератор без топлива, который используется для замены двигателя внутреннего сгорания, сконструирован таким образом, что использует меньше энергии на выходе мощности генератора.

Видео: самодельный бестопливный генератор

ГЕНЕРАТОР ТЕСЛА

Линейный электрогенератор Тесла является основным прототипом рабочего прибора. Патент на него был зарегистрирован еще в 19 веке. Главным достоинством прибора является то, что его можно построить даже в домашних условиях с использованием солнечной энергии. Железная или стальная пластина изолируется внешними проводниками, после чего она размещается максимально высоко в воздухе. Вторую пластину размещаем в песке, земле или прочей заземленной поверхности. Провод запускается из металлической пластины, крепление производится с конденсатором на одной стороне пластины и второй кабель идет от основания пластины к другой стороне конденсатора.

Фото — Бестопливный генератор тесла

Такой самодельный бестопливный механический генератор свободной энергии электричества в теории полностью работающий, но для реального осуществление плана лучше использовать более распространенные модели, к примеру изобретателей Адамса, Соболева, Алексеенко, Громова, Дональда, Кондрашова, Мотовилова, Мельниченко и прочих. Собрать рабочий прибор можно даже при перепланировке какого-либо из перечисленных устройств, это выйдет дешевле, нежели самому все подсоединять.

Кроме энергии Солнца, можно использовать турбинные генераторы, которые работают без топлива на энергии воды. Магниты полностью покрывают вращающиеся металлические диски, также к прибору добавляется фланец и самозапитанный провод, что значительно снижает потери, благодаря этому данный теплогенератор работает более эффективно, чем солнечный. Из-за высоких асинхронных колебаний этот ватный бестопливный генератор страдает от вихревой электроэнергии, так что его нельзя использовать в автомобиле или для питания дома, т.к. на импульсе могут сгореть двигатели.

Фото — Бестопливный генератор Адамса

Но гидродинамический закон Фарадея также предлагает использовать простой вечный генератор. Его магнитный диск разделен на спиральные кривые, которые излучают энергию из центра к внешнему краю, уменьшая резонанс.

В данной высоковольтной электрической системе, если есть два витка рядом расположенных, электроток передвигается по проводу, ток, проходящий через петлю, будет создавать магнитное поле, которое будет излучаться против тока, проходящего через вторую петлю, создавая сопротивление.

КАК СДЕЛАТЬ ГЕНЕРАТОР

Существует два варианты выполнения работы.

Ответственность за подачу электроэнергии к источникам потребления в транспортном средстве с двигателем внутреннего сгорания лежит на генераторе. Без него практически невозможно представить современный мотоцикл или автомобиль. В статье мы раскроем принцип работы генератора, основные его узлы и элементы.

Когда водитель проворачивает ключ зажигания, электрическая энергия подается на стартер. Этот прибор в первые секунды работы автомобиля является единственным, кто питается от аккумулятора (АКБ) и помогает вращать коленвал. После запуска силовой установки вращение двигателя через ременную передачу передается на генератор.

Практически сразу же аккумулятор из источника превращается в потребителя энергии и начинает возвращать себе заряд. Теперь генератор при работающем моторе становится источником электричества.

Принцип работы автомобильного генератора заключается в том, что он получает механическую энергию вращения от двигателя и превращает в электрическую энергию.

При отсутствии этого прибора в автомобилях не хватало бы на длительную работу. Но с генератором получается не только отсутствие разрядки, но и процесс подзарядки. Мощности его хватает на работу всех установленных электроприборов, влияющих на работоспособность машины, а также повышающих комфорт водителя и пассажиров.

Когда в автомобиле одновременно запускается несколько энергоемких потребителей, то мощности генератора может не хватать, в таком случае на помощь ему приходит аккумулятор. Благодаря такой связанной системе потребитель не замечает неудобств, а оба прибора создают оптимальный вариант работы электроузлов в машине.

Требования по автогенератору

Устройство и принцип работы генератора накладывают не наго определенные обязательства по выполнению своих функций. Основные требования состоят из таких пунктов:

1. одновременное и бесперебойное снабжение электричеством необходимые узлы, а также зарядка АКБ;
2. во время работы мотора на низких оборотах не должно происходить существенного отбора заряда у АКБ;
3. уровень напряжения в сети должен быть стабилен;
4. генератор должен быть прочным, надежным, с низким уровнем шума и не создавать радиопомехи.

Крепление и привод устройства

Привод во всех автомобилях имеет стандартный вид: шкив, установленный на коленчатом валу, через ременную передачу соединен со шкивом на валу ротора устройства. Размеры шкивов в передаче устанавливаются из необходимости получения заданного числа оборотов на генераторе.

Крепление на блоке

В современных автомобилях использую поликлиновые ремни. С их помощью можно передавать большее количество оборотов на ротор генератора.

Аппарат крепится к корпусу блока в подкапотном пространстве. Там же устанавливается натяжитель для ремня. Он необходим для установления качественной передачи вращения, чтобы исключать проскальзывание ремня по шкиву. В противном случае электричество переключится на использование АКБ, что приведет к его полной и незаметной разрядке.

Принято выделять две группы конструктивно отличающихся генераторов:

1. устройства с вентилятором рядом с приводным шкивом принято считать традиционной конструкцией;
2. конструкция, в которой установлены два вентилятора в корпусе аппарата, считается более новой и относится к компактным устройствам.

Устройство генератора

Основными частями любого генератора являются неподвижный блок – статор и вращающийся элемент конструкции – ротор. В статоре находится обмотка из медных проводов. Он с двух сторон зафиксирован крышками, как правило, из легких алюминиевых сплавов. Со стороны крепления шкива – передняя крышка, а со стороны щеток – задняя.

С задней части к щеточному механизму устанавливается регулятор напряжения. Там же расположен выпрямительный блок. Крышки фиксируют статор и крепятся между собой с помощью нескольких винтов. Лапы, с помощью которых генератор закреплен на корпусе автомобиля, отливаются вместе с крышками. Таким же образом получается натяжное ухо.

В отверстии одной из лап может быть установлена втулка, которая помогает отрегулировать установку генератора на кронштейн, выбирая необходимый зазор. Также ухо натяжного механизма снабжается несколькими отверстиями для установки аппарата на автомобили различных марок.

Статор

То, как работает генератор, зависит от качественного выполнения своих функций каждого их блоков. Основа статора набирается из одинаковых листовых стальных элементов толщиной до 1 мм. Если основа статора (пакет из пластин) сделана с помощью навивки, то ярмо блока содержит выступы, располагающиеся под пазами. За такие выпуклости проводится фиксация слоев обмотки. Также выступы помогают лучшему охлаждению всей конструкции.

Статор генератора

Почти во всех генераторах число пазов одинаковое. Их, как правило, в серийных авто 36. Изоляция проводится между ними с помощью эпоксидного изолятора.

Ротор

Для автомобильных генераторов основной отличительной чертой является полюсное устройство роторов. Обмотка этого узла закрыта двумя штампованными металлическими чашеобразными половинами, с выступающими клювообразными лепестками. Они фиксируются на валу, как бы обхватывая обмотку этими лепестками.

На валу устанавливаются подшипники, один из концов вала имеет резьбу со шпоночным пазом и посадочную поверхность под шкив.

Ротор генератора

Щеточный узел

В этом блоке установлены скользящие контакты. В автогенераторах принять использовать два вида щеток:

• электрографитные;
• меднографитные.

В первом случае наблюдается периодическое снижение напряжения при контактах с кольцом. Это приводит к некачественной работе генератора, подающего в такой ситуации нестабильное напряжение. Однако, у них есть и положительный эффект, ведь происходит меньший износ, в отличие от медных.

Выпрямительные блоки

Есть два основных типа выпрямительных узлов:

1. в первом случае – в пластины-теплоотводы проводится запрессовка диодов;
2. во втором случае – используются конструкционные ребра, в которых диоды паяются к теплоотводам.

Пластины теплоотводов

Замыкание таких пластин очень опасно для всего автомобиля. Виной такому происшествию – загрязнение, попавшее между пластинками. Оно может оказаться токопроводящим и замкнуть положительную сторону электропроводки с отрицательной.

Замыкание между пластинами может привести к пожару в автомобиле.

Чтобы избежать такого развития событий, на производстве проводится индивидуальное покрытие каждой пластины изоляционным слоем.

Подшипники

В конструкции используются шариковые подшипники. При производстве генераторов они получают смазочный материал на весь эксплуатационный срок. Американскими автопроизводителями иногда используются роликовые подшипники. Посадка со стороны контактной группы обычно «с натягом», а со стороны шкива применяется скользящая посадка. Обратная логика используется при установке в посадочные места крышки.

Демонтаж подшипников генератора

Проворот со стороны контактной группы наружной обоймы подшипника приводит к выходу из строя этой сопрягающейся пары (подшипник/крышка).

Так, ротор может задевать статор. Чтобы избежать этого, часто ставят дополнительные уплотнения в крышку: пластиковая втулка, резиновое кольцо.

Охлаждение генератора

Понижение рабочей температуры осуществляется с помощью, установленных на валу ротора вентиляторов. Традиционная конструкция предполагает подачу воздуха на крышку устройства со стороны контактной группы. При внешнем расположении щеточного узла подача охлаждения проводится через защитный кожух, закрывающий контакты со щетками.

Автомобили с компактной расстановкой узлов под капотом часто оснащаются генератором со специальным дополнительным кожухом. Поступление холодного заборного воздуха обеспечивается через его прорези. В генераторах с компактной конструкцией охлаждение проводится с обеих сторон крышек за счет наличия двух вентиляторов.

Регулятор напряжения

Также во всех современных генераторах установлены полупроводниковые электронные регуляторы напряжения. Регулятор обеспечивает теплокомпенсацию. Напряжение, подводимое к АКБ, зависит от подкапотной температуры. Чем воздух холоднее, тем большее напряжение подается на аккумулятор.

Принято считать, и это буквально навязывается нашему сознанию, что русский язык содержит множество непристойных слов, так что можно выделить даже особую речь – русский матерный, на которой якобы разговаривает половина населения нашей страны. Русским приписывают необычайную грубость в высказываниях, без которой, дескать, не обходятся у нас ни армия, ни медицина, ни строительство. Причем и сами себе мы представляемся изощренными ругателями, в отличие от цивилизованных и культурных народов, к которым причисляем всех, кроме себя.

Однако особая грубость и тяга к непристойностям у русского народа – это навязанное извне заблуждение, а совсем не наша национальная черта, поскольку необходимость в словесном оскорблении существует у всех народов и людей, и это есть отражение и воплощение общечеловеческой потребности отмщать обидчику, совершать возмездие врагу, наказывать при помощи оскорбительной речи. Каждый народ выработал свои собственные формы словесного отмщения и наказания, хотя они подчас не кажутся нам, русским, чем-то действительно обидным.

Так, к примеру, японцы, в языке которых оскорбительных, с нашей точки зрения, слов практически нет, наносят обиды своим врагам, намеренно не употребляя грамматическую категорию вежливости, так свойственную японскому языку. По-русски это звучало бы так. Вместо вежливой просьбы: «Будьте добры, откройте пожалуйста, окно», - мы бы просто приказали: «открой окно», человеку, к которому нам нельзя обращаться на ты или мало нам знакомому. Индусы и казахи сохранили особый способ оскорбить родственника: они в намерении обидеть, называют его просто по имени, а не по родственному статусу – невестка, деверь, шурин, сноха. Это все равно, как если бы мы пожилого, уважаемого нами человека, которого все величают по имени отчеству «Василий Иванович», вдруг обозвали Васькой. Для немцев крайне оскорбительны обвинения в нечистоте, неряшливости. Они существуют и у нас, когда мы обзываем кого-нибудь свиньей или свинтусом, но для русских это обвинение не слишком обидно. Получается, что словесное оскорбление есть опровержение того, что народу особенно дорого и важно: для японца важна дистанция между людьми и они держат ее с помощью грамматической категории вежливости. Для индуса или казаха дороги семейные отношения, и разрушение их наносит им обиду. Немцы – блюстители чистоты и порядка, и их оскорбляют обвинения в неряшестве. Но все это нам не представляется особо обидным или срамным. Наши русские формы оскорбления кажутся нам гораздо более непристойными и обидными. И это все потому, что русским причиняет скорбь, то есть горе, а именно таково значение слова оскорблять – причинять скорбь, болезненную обиду, горе человеку, - нам действительно причиняют скорбь совсем иные слова, которые задевают струны нашей национальной души и заставляют их дрожать и плакать. Эти слова именно в нас, русских, вызывают чувства страха, срама и стыда, потому что для нас дороги и святы понятия, которые пятнает оскорбление.

Что такое «ругаться в Бога-Мать»

Самое страшное оскорбление для русских – богохульство, хула на Бога, оскорбление Божьей Матери и святых, то что называлось «ругаться в Бога-Мать». Даже у неверующих людей это вызывало чувство внутреннего содрогания, инстинктивного страха Божия и действовало на человека как сильнейший удар, вызывало нравственную боль и потрясение. Богохульство жестоко наказывалось на Руси. В первой статье соборного Уложения Царя Алексея Михайловича за богохульство полагалась казнь через сожжение.

Считается, что благодаря таким жестоким мерам, богохульство практически исчезло из русской речи. Но это не так. Оно обрело особые формы, которые выражены словом «чертыхаться». Богохульством по-русски является поклонение дьяволу, а в живом языке чаще в этом значении употребляется слово чёрт. Чёрт подери, иди к чёрту, чёрт его знает, чёрте что, - всё это намеренные замены Имени Божьего именем врага рода человеческого, которого верующие люди остерегались и остерегаются поминать. В старину подобные богохульства употреблялись редко. Они вызывали тот же ужас, что и прямая хула на Господа, ибо поминание имени дьявола в представлении русского народа, как и любого народа, имеющего в душе веру в Бога, призывало в помощь нечистую силу точно так же, как поминание имени Божьего призывало к действию и к помощи Господа и ангелов его. Вот почему чертыханье было запрещено среди благочестивых людей, оно вызывало потрясение души, как и прямое поругание Бога.

Но в современном русском мире, где почти отсутствует подлинная религиозность, поминание чёрта перестало быть ругательством. Поскольку Бог и Божья Матерь для большинства народа уже не святыня, то и богохульство в виде чертыханья, а по сути поклонения дьяволу и нечистой силе, воплощенной в образах чёрта, лешего, «чёртовой матери» и «чёртовой бабушки», стало обычной фигурой речи, выражающей наши раздражение и досаду.

Насколько мы потеряли страх поминания дьявольского имени, видно в вошедшем в обычай богохульном обращении к чёрту в выражении «чёрте, что?». А ведь перед нами вопрос, которым человек, отрекаясь от Бога, ищет ответа и помощи у дьявола. Эта фраза по сути своей противопоставлена выражению «помоги, Господи», «дай, Боже», «спаси, Господь». В ней присутствует обращение в древнем звательном падеже «черте» и вопросительное местоимение «что», поставленное здесь в ожидании ответа на призыв нечистой силы. Так что, оказывается, что мы, полагая чертыханье простым выплеском раздражения, на самом деле богохульствуем, призывая себе в помощь и поспешение не Бога и его благие силы, а дьявола и бесов, под разными именами пробравшихся в наш язык. Вслед за «черте, что?» множим мы, безумствуя, иные вопросы к бесам: «чёрте, как?» и «чёрте, сколько?», «чёрте, кто?» и «чёрте, зачем?»… А ведь все это формы общения с нечистой силой, или, иными словами, богохульства.

Ругань «на чем свет стоит»

Еще один страшный вид оскорбления – матерщина, которую в древности называли «матерная лая», уподобляя матерные слова и выражения собачьему лаю. Матерщина имеет истоки в древнем поклонении русского человека Матери Сырой Земле, которая, согласно исконным представлениям нашим, нас родила, носит на себе, кормит-поит, одевает, согревает и после смерти дает последний приют нашему телу. Вот почему и существует выражение «ругаться на чем свет стоит», ведь свет стоит и мир держится на Матери Земле. Мать Земля – древняя святыня, которой в старину надлежало касаться рукой прежде, чем человек вставал ото сна, так у Земли испрашивалось разрешение встать на нее ногами. У Земли предписывалось просить разрешения на пахоту и сев, иначе она, матушка, не даст хорошего урожая. Ею приносили клятву, съедая горсть земли, который в случае лжи или нарушения присяги вставал комом в горле. Вот отчего мы порой, сами не понимая с какой целью, говорим, уверяя собеседника в необходимом нам деле: «Хочешь, буду землю есть». До сей поры так необходимая в человеческих отношениях клятва связана именно с землей. Из-за этого мы говорим, давая обещание «провалиться мне сквозь землю», то есть в случае нарушения слова или заведомой лжи, обрекаем себя не упокоиться в сырой земле, а провалиться в тартарары, в преисподнюю, в ад. Такого же смысла и проклятие «чтобы тебе сквозь землю провалиться!», некогда вызывавшее праведный страх.

Мать Земля в русской картине мира сходна с родной матерью в заботе о своих детях, потому и матерная брань как оскорбление адресуется к матери оскорбляемого человека и одновременно к земле, которая его носит на себе. Поношение матери в наших представлениях есть осквернение чрева, выносившего его, и родной земли, вскормившей его, и подобные слова, если оскорбляемый почитает и любит родную мать, вызывают тот же ужас, что и поминание чёрта у человека, глубоко религиозного и искренне верующего в Бога. И хотя мы давно позабыли древние ритуалы поклонения Матери Сырой Земле, но в большинстве своем по-прежнему любим своих матерей, и потому наша душа при матерщине трепещет и возмущается, захлестывается чувством обиды.

Богохульство и матерщина являются оскорблением двух высших чувств в человеческой природе – чувства святого как осознания нами святости нашего Творца во всех Его испостасях, и чувства священного как понимания места нашего творения, материала, из которого мы созданы, это священное и есть родная мать и ее прообраз - Мать Земля. Господь, по убеждению всех религиозных народов, создал нас из Земли (в слове создать корень зд - означает землю или глину). Земля есть место силы, ею человек живет и питается в физическом смысле слова и ее непременно сравнивает в глубине души с родной матерью, которая для нас священна в той же степени. Она нас рождает, растит и питает, и заботится о нас до конца наших дней. Священное, как и святое обязывает нас к почитанию, благоговению, сбережению от всякого поругания и осквернения. И когда скверными устами произносится матерное слово, обвиняющее родную мать оскорбляемого в нецеломудрии или в блуде, то он переживает чувство стыда и ужаса, что является неизбежным при поругании и осквернении всего священного. В Полесье до сих пор сохранилось поверье, что у тех, кто ругается матом, земля три года под ногами горит.

Почитание священной Матери Земли было сильнейшей стороной языческой картины мира. Наши предки благоговели перед источниками, священными рощами, святыми горами. Они приветствовали просыпающуюся весной землю, просили у нее разрешения на пахоту и сев, благодарили за урожай. Женщины катались по скошенному жнивью, приговаривая: «Нивка, нивка, дай мне силку»… Христианство эту традицию не развивало, но и не препятствовало крестьянину почитать Мать Землю как кормилицу и благодетельницу. Священное отношение к земле разрушалось в городах, где люди совсем не зависели от природы и полагались только на Господа и на себя самого. А последние сто лет гонений на крестьянство окончательно искоренили сословие, которое почитало Мать Землю священной. И тогда матерщина перестала для многих быть оскорблением. Она стала грязной речью грубых людей.

Итак, богохульство вызывало у человека сильнейший страх. То был страх перед неизбежным отмщением за поругание Божьего Имени и за призывание бесов и чертей. Матерщина же вводила человека в шок, вызывая в нем чувство ужасного стыда. Стыд же, как известно, имеющий тот же корень что и слова студить, стужа, а в древности это слово звучало как студ, являл собой образ сильнейшего озноба, человек, охваченный стыдом, сам себе представлялся незащищенным, одиноким и оголенным, поскольку его лишили главных исконных защитников - Матери Сырой Земли и родной матери.

Скверна плоти и духа

Есть еще один вид сильного оскорбления по-русски - сквернословие, использование так называемых скверных слов, обозначающих нечистоты, экскременты, органы человека ниже пояса и его физические отправления. Такое восприятие сквернословия основывалось на древней установке, через язык вводящей в нашу картину мира понятия добра и зла: верх в этом случае обозначал добро, низ - зло, и в этой системе тело человека разделялось на добрую и злую половины границей пояса.

Органы человека ниже пояса представлялись да и сейчас представляются нечистыми. И говорили мудрецы так: «все мы наполовину люди, наполовину скоты».

Человек, которого оскорбляют скверными словами, обзывая нечистотами или детородным органом, задней частью тела, то есть срамными, похабными, пошлыми словами, испытывает чувство, которое в русском языке называется словом срам. Срам возникает при словесном или физическом обнажении человека перед людьми, этимологически оно означает чувство жути, которое охватывает при обнажении запретного. Не случайно, о том, кто срамит кого-то или срамится сам, говорят – он наглый, он издевается и изгаляется. И тем самым язык наш подчеркивает, что скверна плоти обнажена, освобождена от покрова и выставлена во всей нечистоте на всеобщее обозрение. Однако сегодня сквернословие далеко не всеми воспринимается как срамословие. Люди, потерявшие представление о чистом и нечистом собственной плоти, утрачивают и брезгливое отношение к нечистому слову, поистине скверна плоти рождает и скверну духа, и речь русского человека все больше наполняется нечистотами.

Так что оскорбление по-русски включало в себя три вида слов, вызывавших своего рода паралич души, сильнейший шок, оторопь и обиду - это богохульство, матерщина и сквернословие. Богохульство влекло за собой чувство страха, матерщина вызывала стыд, а сквернословие порождало срам в человеке. Именно про эти словесные оскорбления говорилось, что словом можно убить. Ибо такие оскорбляющие слова заставляли человека как бы обмереть, испытав скорбь, а по сути этого слова - паралич души, так как скорбь происходит от понятия скоробиться, то есть скорчиться и застыть в скорченном состоянии. Именно об оскорблении гласит русская пословица: «Слово не стрела, а пуще разит».

Нельзя сказать, что люди сегодня этого совсем не понимают. Но сквернословцы и матерщинники настолько приросли душой к грязной речи, что и в приличном окружении находят им эквиваленты, прямо отсылающие окружающих к нечистому смыслу – многочисленные ёлки-палки, ёшкины коты, японские городовые, блины, помянуть которые ныне не стесняются культурные с виду дамы и джентельмены, и даже дети не чураются их, - никого из окружающих не вводят в заблуждение. Они являются отвратительным явлением не только грязной речи, но и свидетельствуют о грязном образе мысли произносящих подобные эвфемизмы.

Брань – словесная оборона

Однако помимо слов оскорбительных, ведущих к параличу души, в русском языке есть слова бранные, которые служат человеку на пользу. Ведь и само слово брань означает нашу словесную оборону, в стремлении избежать физического столкновения с противником и обойтись при выражении своей агрессии одними лишь словами. Как говорили исстари, «береза не угроза, где стоит, там и шумит». Действительно, уж лучше обругать недруга бранным словом, нежели раскроить ему вгорячах череп. Так действовало предостережение: «Браниться – бранись, а рукам воли не давай».

Бранные слова или словесная оборона весьма отличаются от оскорбительных слов. Брань искони использовалась как форма предупреждения противника в том, что он будет атакован, если не смирится и не сдастся. Таков обычай русского народа. Мы не нападаем на неприятеля сзади, как это делают степные народы. Мы не кидаемся на врага внезапно, без предупреждения, как это принято у наших соседей-горцев. Русские имеют обыкновение предупреждать недруга о нападении и в это предупреждение мы, как правило, вкладываем ритуальные слова поношения врага – ту самую русскую брань. Знаменитое послание князя Святослава «Иду на вы», так удивлявшее его противников, является примером русского предупреждения супостатов о грядущей схватке. Великодушие воина-славянина здесь сопровождалось обыкновенно ритуальными угрозами врагу, которые не столько деморализовали неприятеля, сколько подбадривали самого бранящегося.

Действительно, использование словесной брани ведет свое начало из древнего воинского обряда уничижения своего врага перед схваткой. Подобные обряды укрепляли в бойцах чувство собственного превосходства над противником. Ритуал брани был настолько обязателен в русской бытовой культуре, что на этот счет существует известная поговорка, исходящая от лица заинтересованных схваткой зрителей: «Полно браниться, не пора ль и подраться».

Самым важным в таких ритуалах является переименование врага из человека в животное, причем в такое животное, победить которое легко. Нестрашные, неопасные звери и скоты – козел, баран, осел, свинья, лиса, собака, - становились именованием противников русского воина. Их употребляли в зависимости от того, что побольнее заденет недруга – неряшливость свиньи, тупость барана, упрямство осла или вредность козла… Но в брани никогда не использовались имена хищников – волка и медведя, противостояние с которыми не сулило легкой победы. Поминали в оборонной брани животных в собирательном смысле: тварь или скотина – тоже универсальные переименования перед схваткой. С возгласом «Ах ты, скотина!» или «Ух ты, тварь!» у нас принято кидаться в рукопашную.

Переименование человека в скота было важно для русского еще и потому, что русич, добрый по своей природе, не был готов убивать себе подобных даже и в открытом бою. Ему требовалось не только переименовать своего противника в животное, но и убедить самого себя, что он видит перед собой врага не в человеческом облике, а в обличье зверя. Ибо, как писал Владимир Высоцкий, «бить человека по лицу я с детства не могу». И вот, чтобы не бить человека по лицу, это лицо по-русски переименовывали в звериную образину: так родились бранные угрозы – набить морду, дать в рыло, начистить рожу, порвать пасть, врезать в харю, разбить мурло. Все перечисленные здесь слова суть именования звериной морды – нечеловеческого обличья. Уничижая таким образом противника своей угрозой, приготовившийся к бою или драке человек и себя освобождал от угрызений совести, что он поднял руку на человека. Противник для него становился как бы зверем.

Есть в словесной обороне и иной способ переименования врага перед схваткой. Чтобы оправдать свою агрессию, боец называл противника именем чужака, человека чужого, враждебного нам рода-племени. Русская история накопила немало таких прозвищ, запечатленных в памяти языка благодаря множеству нашествий и войн. Из тюркских языков пришли к нам балбес (из татарского билмас – «он не знает»), болван (татарское богатырь), балда и бадма. Это память о монголо-татарском иге и последующем враждебном соседстве со степняками. Война с Наполеоном отразилась в словах шаромыжник (франц. шер ами – «милый друг») и шваль (франц. шевалье). Слова эти пережили сложную историю. Они возникли в результате наложения друг на друга старинных русских корней и французских заимствований. Именно с опорой на русский корень в слове шушваль (клочок, обрывок, лоскут) произошло переосмысление слова шевалье, обозначавшего недруга-француза. Так возникла шваль – название всякого никчемного, ни на что не годного человека. Французское шер ами – милый друг тоже было переосмыслено в нашем языке с помощью русского корня – шара (пустота, дармовщина), шаром, на шару, (даром) в соединении с суффиксом -ыг-, известном в словах сквалыга, забулдыга, прощелыга. Шаромыга, шаромыжник, таким образом, стали ироническими прозваниями попрошайки и ничтожества. Кстати, слово забулдыга имеет подобное же образование. Здесь использован татарский корень булды («хватит»), а забулдыга означает пьяницу, у которого нет понятия «хватит», то есть способности вовремя остановиться в хмельном питии. Вспомним здесь также и шалопая: заимствованное из французского языка chenapan (негодяй) преобразовалось в слово шалопай под влиянием русского шалун, шалый, и стало означать обыкновенного бездельника.

Более новые ругательства, обозначающие чужаков, - греческое идиот (особенный, непохожий на других, чужой) и французское кретин (глупый). Они для нашего языка – тоже знак неполноценности человека, его чуждости родному сообществу, что позволяет использовать эти слова в словесной обороне, выводя идиота и кретина из круга своих.

Назовем еще одну стратегию словесной обороны, которую использовал русский воин и всякий изготовившийся к драке русич. В этой стратегии очень важно предупредить своего противника, что он будет повержен и уничтожен. Именно для этого используются слова, обозначающие падаль и мертвечину. Таковы слова падла и стерва, мразь и мерзавец, сволочь и зараза. Каждое из них выражает идею мёртвого особенным образом. Если падла - это то, что мёртвым пало на землю, обычная падаль, то стерва – растерзанное существо. Не случайно медведь в говорах называется стервецом, что означает терзающий добычу. Памятен и стервятник – хищная птица, питающаяся падалью, терзающая ее на части. Мразью именуют противника, сравнивая его с замерзшим до смерти существом, таков же и мерзавец. В слове сволочь прослеживается сравнение со сволоченной в кучу мертвой листвой, ни к чему не годным мусором, так полагал Владимир Даль. А слово зараза происходит от глагола заразить (то есть поразить, убить), и обозначает зараза убитого в бою.

Итак, словесная брань – это самая настоящая стратегия защиты, предупреждение врага о нападении, уничижение противника и одновременно укрепление самого бойца перед схваткой. Такова история происхождения бранных слов. Но и сегодня брань допустима и порой даже необходима в речи. Ведь ею можно сполна выплеснуть обиду на неприятеля, одной лишь перебранкой исчерпать конфликт и избежать рукоприкладства.

Ругань - выяснение отношений с ближними

Оскорбительными и бранными словами русский запас обидных речений не исчерпывается. Важнейшей частью национального быта является ругань – словесное уничижение наших ближних при выражении недовольства ими и при так называемом «выяснении отношений».

В русской традиции общения, которая складывалась на протяжении тысяч лет, особо ценилась искренность, открытость человека в взаимодействии со своими ближними. Именно поэтому мы считаем идеалом общения разговор по душам, без которого русский человек скукоживается в собственном коконе и иссыхает душой. Но и оборотную сторону разговора по душам – искреннее выражение недовольства своими ближними - мы тоже очень ценим, называя его «выяснением отношений». Такое общение – это разговор по душам наизнанку, это накопленные обиды, выплеснутые в лицо, это злоба, сконцентрированная в ругательном слове, которым мы обзываем провинившегося перед нами родственника или друга. В русских пословицах подобные ругатели метко сравниваются с собакой, что переменчива нравом, от свирепости до ласковости: «Полай, полай, собака, да и оближись».

Ругательные слова, какими в нашем языке «выясняют отношения», очень разнообразны и красочны, поскольку человек, ругаясь, стремится высказаться как можно ярче, но при этом не оскорбить, не сразить, не облить грязью. В подборе выражений ругатель, как правило, исходит из установки, что его раздражитель – как бы не человек вовсе, он некое пустое место, не имеющее главного признака человека – живой души.

Таково, к примеру, слово дурак, этимология которого основывается на понятии дыра – пустое место. Причем, ругаясь, мы любим подчеркнуть, что дурак – безумный, безголовый, бестолковый. И к дураку добавляем бестолочь, утверждаем, что у дурака крыша съехала, чердак без верху. Дураков величают на разные лады, новизной формы освежая силу ругательства: здесь и ласковое дуралей, и раздраженное дурандас, и добродушное дурачина, и гневное дуролом, и просто банальные дурень с дурилой, а также дурошлеп и дурында. Звонкости добавляют устойчивые определения дурака – дурак бывает круглый, набитый, отпетый. А если дурак не совсем дурак или притворяется таковым, то есть и для этого свои названия – полудурок и придурок.

Другое ругательное именование ближнего бездушным предметом обозначает разные виды дерева – тут и чурка, часто она выглядит как «чурка с глазами» или «чурка с ушами», и чурбан, и полено, и бревно, и дуб с дубиной и дуболомом, причем для яркости дубина именуется стоеросовой, то есть не лежачей, а стоячей, подобно человеку. Высокого и тупого человека назовут еще и орясиной – длинной жердью или хворостиной. Так ругают добрых молодцев. Вспомним и пень, к которому добавляют, что он старый или замшелый, так укоряют стариков. Сходно с представлением о человеке-деревяшке и слово остолоп, оно исстари обозначало деревянный столб и имеет тот же корень. Еще один деревянный предмет, переосмысленный в ругательство, - оглобля. Современный язык добавляет к этому списку бамбук и баобаб, а еще, постучав по деревяшке, мы произносим с чувством собственного превосходства над тупицей «здравствуй, дерево!».

Занимательны и ругательства с называнием ближних обувью. Тем самым мы подчеркиваем, что перед нами не человек, а лишь его оболочка без содержания – то есть опять-таки без души. И обувь в таких выражениях мы подбираем, соответствующую социальному статусу ругаемого нами человека. Сапог – скажем о тупоголовом военном, лаптем и валенком обзовем простофилю - деревенского жителя, тапком жена отчихвостит собственного безвольного мужа, а тот тапочкой – свою бестолковую жену, но в любом случае, мы высказываемся в том смысле, что перед нами голимая пустота, бессодержательный объект.

Мысль о своей никчемности, ненужности обидна для человека, и ругатели этим с удовольствием пользуются. Русский язык накопил коллекцию никчемностей, используемую в ругани. Здесь и обычная дрянь с фигней в придачу, и более конкретные отрепье – рваная одежда, и ошметок - старая обувь, а также отребье – ненужный хлам и мусор. Есть в подобной ругани забавные редкости, но тоже никчемные - ошурок (засохшая сопля), шушваль (обрывок, лоскуток). Особняком здесь стоит слово обормот, оно тоже обозначает никчемного оборванца, и звуковое сходство обормота с оборванцем вроде бы прослеживается. Однако в обормоте состоялось русское переосмысление немецкого Ubermut (хулиган, кривляка, шалун). Совпадение звучаний обормота с оборванцем и мотом дало импульс развитию иного значения – никчемного гуляки, промотавшегося до последней рвани. Точно так в конце XIX века сформировалось слово охламон, изначально оно соотносилось с греческим охлос (народ) и буквально означало «человек из народа». Но яркое совпадение звучания этого слова с корнем хлам породило новый смысл – плохо одетый, неряха.

Ругани, адресованной близким, свойственны и наименования их животными, прежде всего отличающимися глупостью, вредностью или никчемностью. Жену муж может обозвать овцой, козой или курицей, а она его в отместку - козлом или бараном. Вредного и капризного старика величают старым хрычом (слово грич сохранилось в чешском языке и означает старый пес), а ворчливую старуху прозывают старой каргой (слово карга сохранилось в санскрите в значении ворона).

Важной приметой внутрисемейной ругани являлись именования своих ближних именами чуждого происхождения – дундук (никчемный, тупой) происходит от тюркского личного имени, олух (глупый, неряшливый) ведет свое происхождение от финского личного имени Oliska, пентюх (неуклюжий, туповатый) возник в результате переосмысления греческого имени (Пантелей – Пантюха – пентюх) при совпадении звучаний с выразительным пень.

Обратим внимание, сколь велико число таких вот ругательств – безобидных, ибо они не являются оскорбительными, как богохульство, мат и сквернословие, и никому не угрожают, как словесная брань. В такой повседневной ругани каждый из нас сбрасывает нервное напряжение, раздражение, которое вызывают обычно трудные обстоятельства жизни или усталость в труде – «не выругавшись, дела не сделаешь», «без шуму и брага не закиснет». Вот оно – истинное назначение русской ругани – «поругаться – душу отвести», а значит, вернуться в спокойное состояние и с толком довести дело до конца.

Когда же мы ругаемся на собственную родню и друзей, то и тут в подобной ругани есть большие достоинства. Психологическая разрядка наступает, когда человек пользуется всеми этими смешными именами – олухами, дундуками, орясинами и ошурками, ошметками и валенками. К примеру, назовешь своего ленивца-сына телепнем и сам пустишься в хохот, представив его в виде неповоротливого увальня, телепающегося туда-сюда без толку. Или жена в сердцах крикнет мужу: «Ну, что встал, как остолоп!», а он ей в ответ: «Совсем, овца, потерялась!» И смешно это, и не обидно, но поучительно. Почему и говорят на Руси: «Больше бранятся, смирнее живут», «при счастье бранятся, при беде мирятся», «свои собаки грызутся, чужая не приставай».

Психологи изучили потребность людей в словесной разрядке и установили, что когда человек постоянно из страха, или в силу хорошего воспитания, или еще по какой причине не имеет возможности высказать свои негативные чувства, у него затемняется рассудок, он начинает тихо ненавидеть окружающих, и может не только сойти с ума, но и совершить преступление или самоубийство. Это состояние называется по-русски: «зла не хватает». «Зла» в словесной ругани должно хватать сполна, потому что это наиболее безобидная форма наказания или возмездия раздражающему нас ближнему. После чего для обоих наступает мир и успокоение. Потому все мы и знаем: «брань не дым, глаза не ест», «брань на вороту не виснет», и, главное, «не побив кума, не пить и пива».

Так зачем же, спрашивается, мы позабыли многое множество таких метких, звонких, точных ругательных слов, а вместо них, как обухом по голове, кроем наших ближних и дальних отборным матом, чертыхаемся на них и сквернословим, потеряв при этом страх и стыд и выставляя напоказ собственный срам?

Может, это происходит потому, что мы уже давно живем в обществе, где люди перестали поклоняться Богу и Его Пречистой Матери? И потому хулить Их – ругаться «в Бога-Мать» не является для многих чем-то страшным? Может быть, чертыханье в ходу потому, что все эти сто лет, а то и больше дьявола перестали считать врагом рода человеческого? А значит входить с ним в открытое общение, чертыхаясь, также стало не страшно? И ведь эти же сто лет, за какие мы так стремительно забыли Бога и познали чёрта, люди в нашей стране перестали поклоняться Матери Земле и пренебрегли святостью материнства вообще. Вот и матерная брань не стала вызывать стыд сначала перед лицом родной земли, потом перед лицом родной матери, и, наконец, в глазах собственных детей. Что до сквернословия, то его нечистоты уже не воспринимаются как срам, ибо люди привыкли не только грязно говорить, но и грязно думать. Все дело именно в том, что мы в большинстве народа привыкаем грязно думать, а то и не думать вовсе, используем сквернословие и матерщину как рефлекс недовольства и негодования.. При провалах в мыслях и в памяти, как установлено нейролингвистами, люди как раз и заполняют пробелы речи матерщиной, чертыханием и сквернословием. Есть даже психическое заболевание, при котором у человека полностью отсутствует речь, но чтобы привлечь к себе внимание окружающих, больной изрыгает сквернословие и матерщину. Так что беспричинно матерящиеся и привычно сквернословящие люди сродни душевнобольным и должны таковыми восприниматься в обществе.

Итак, навязанное сегодня в России убеждение, что русские – какие-то особо изощренные сквернословцы, которые без мата не пьют, не едят и вообще не живут на свете, - это лукавство или заблуждение. Богохульство, мат и сквернословие еще сто лет назад считались недопустимыми не только в образованной среде, но и в простом народе. Слова эти несли открытое зло, были опасны для общества и человека, их избегали, за них жестко наказывали. Другое дело - бранные слова и ругань, что оказывались подспорьем в искреннем общении с ближними и способом предотвращения рукоприкладства. Здесь меткое русское слово служит полезную службу и по сей день. Это не значит, конечно, что мы вправе костерить родню и друзей с утра до ночи, но это значит, что мы должны беречь себя и всех окружающих нас от оскорблений и сквернословия.

Татьяна Миронова