După cum se știe, mecanismul tradițional de cotitură și tijă al motoarelor cu ardere internă cu piston creează o forță laterală pe peretele cilindrului în timpul funcționării. Pentru a preveni uzura sporită a pistoanelor, trebuie să le dați o formă conică, iar elipsa fustei lor. În plus, sarcina laterală a peretelui cilindrului mărește pierderile de frecare, ceea ce duce la o scădere a eficienței mecanice a motorului. Acesta poate fi eliminat prin aplicarea unui mecanism în care tija de conectare s-ar mișca doar înainte și înapoi, fără a face oscilații unghiulare în raport cu pinul pistonului.
S. Balandin a început să implementeze această idee. El a propus să se aplice mai întâi pentru motorul cu aburi și apoi pentru motorul pistonului "exact drept" - un mecanism mult cunoscut în teoria mecanismelor și mașinilor. Care este principiul său de acțiune?
Dacă vă rotiți fără alunecare în interiorul unui cerc mare, un punct mic, atunci orice punct al acestuia din urmă va descrie într-un singur ciclu de deplasări reciproce o figură curbilinie în formă de stea - un hipocicloid. Cu un raport al diametrelor cercurilor 1 la 2, cifra se transformă în două linii drepte reciproc perpendiculare (Figura 1). Acest fenomen era cunoscut Copernicului. Încercarea de a crea mecanismul creat pe baza sa la motorul cu combustie internă în 1908 de către Birl în Franța și Bucherer în Germania, dar fără succes.
Balandin, după ce a studiat temeinic problema, și-a găsit soluția (figura 2). Sa bazat pe principiul particular al mișcării hipociclice. Schema de deplasare reciprocă a elementelor mecanismului propus de el (schema cinematică) a fost utilizată într-un motor cu ardere internă cu roți libere (figura 3).
Varianta tehnică a acestor invenții a fost obținută într-un motor experimental OMB, în care cilindrii, capetele lor și pistoanele au fost utilizate dintr-un motor cu cinci cilindri M-11A. În comparație cu acesta, motorul în formă de stea cu patru cilindri fără cilindri este cu 33% mai puternic și cu 84% mai mic în zona secțiunii transversale. Dar cel mai important rezultat - datorită reducerii pierderilor de frecare între piston și cilindru, eficiența mecanică a crescut de la 0,86 la 0,95, resursa motorului a crescut. Cu ajutorul unui mecanism bezchatnanny grupul cilindru-piston a încetat să limiteze fiabilitatea și durabilitatea motorului.
După finalizarea experimentelor cu OMB, au fost construite și testate un număr de alte motoare experimentale, care funcționează în esență în același mod (Figura 4 din fila). Ele efectuează funcția de biele, tijele pistoanelor 1, rigid (mai degrabă decât prin intermediul știfturilor piston) conectate cu pistonul 6 și, cum ar fi tije de conectare, care acoperă arborele cotit 2. La fiecare tijă pe ambele părți ale glisierele purtătoare sunt realizate (Fig. 4 nu sunt afișate pentru simplificare ), care alunecă de-a lungul ghidajelor din carter, descărcând complet pistonul și cilindrul de forțele laterale. Ca urmare, pistonul devine pur și simplu un inel pentru inele de piston, care sigilează îmbinarea "piston-cilindru". Prin urmare, toleranțele pentru dimensiunile pistonului pot fi mai puțin stricte.
Figura prezintă o unitate cu patru cilindri de conectare motor liber tijă, dar poate proiecta cu opt cilindri, doisprezece, șaisprezece, și așa mai departe. D. Unghiul dintre cilindrul 8 datorită caracteristicilor schemei cinematice asumă orice alta decât 0 și 180 °, astfel încât este imposibil să se obțină structura unde cilindrii sunt aranjați într-un rând sau opus. În orice caz, nu există obstacole în calea creării unui motor compact cu capul mic. Dispunerea în formă de X sau în formă de "V" a cilindrilor.
Arborele cotit tija de conectare a motorului liber 2 se rotește pe rulmenți cu 3 montate la manivele 4. Ele prin danturi de pe obraji transmite cuplul la roata dințată așa-numita sincronizare ax 5, care poate servi pentru îndepărtarea puterii.
Un aranjament tipic al unui motor cu patru cilindri, cu un singur pas, cu un singur pas, este prezentat în Fig. 5. Aici este posibil să se vadă glisierele tijei 7 formate integral cu tija pistonului 1 a pistonului 6.
Absența oscilațiilor unghiulare ale tijei în raport cu pistonul deschide posibilitatea creării unui motor cu acțiune dublă (Figura 6). În acest caz, procesul de lucru merge pe ambele părți ale pistonului, ceea ce vă permite să eliminați aproape două ori mai multă putere.
De altfel, pentru a crea posibilitatea procesului de lucru cu două sensuri, motoarele cu piston cu aburi și motoarele cu combustie internă marine folosesc un mecanism așa-numita manivelă cap cruce. Cu toate acestea, cu acest design, dimensiunile și masa totală a motorului cresc brusc. Compararea a dimensiunilor transversale în formă de V cu combustie interna Motoare cu piston, cu dublă acțiune (Fig. 7) și tija de conectare de tip liber crosshead prezintă avantaje semnificative ale acesteia din urmă.
Experimental bezchatatny motor de aeronave MB-4 unică-acțiune în dimensiune, aproximativ la fel ca motorul GAZ-24 "Volga". a avut o masă aproape de ea și a dezvoltat o putere de jumătate mai mult (140 CP / 103 kW la 2200 rpm). Puterea specifică a motorului MB-4 a fost de 20,4 litri. s / l; Greutate specifică - 1,14 kg / l. s.; Consum specific de combustibil în modul service - 220 g / l. a. pe oră.
Ultimul dintre cei fără experiență motoare bezchatunnyh S. Balandin, cu opt cilindri OM-127RN cu acțiune dublă dezvoltat 3500 litri putere. a. (2576 kW). Avea un sistem de injecție a combustibilului și un turbocompresor.
Parametrii specifici ai OM-127RN: putere - 146 litri. s. / l, consumul de combustibil la puterea maximă - 200 g / l. a. pe oră, greutate - 0,6 kg / l. a.
Rezumând meritele motorului bezchatnogo, se poate observa că, în comparație cu un număr de motoare cu piston alternativ și cu turbine cu gaz, acesta este mai compact și mai puțin consumator de metale. Pentru fabricarea multor părți ale sale sunt tehnologii și echipamente de operare adecvate pentru fabricarea motoarelor în industria automobilelor.
Toate experimentele și studiile privind motoarele bezchatatnymi au fost efectuate în timp util de către specialiști în construcția de motoare de aeronave. Cu toate acestea, în mod serios pentru nevoile aviației, acesta nu a fost fabricat, deoarece este potrivit doar pentru mașinile cu șuruburi, timp care a trecut. Dezvoltarea ideilor lui S. Balandin cu privire la motoarele auto este de interes. Deci, cu mult timp în urmă, la unul dintre fabricile noastre de automobile, un grup de designeri, condus de R. Rozov, a elaborat un proiect de motor fără balamale, cu un aranjament în formă de X de cilindri. Viitorul apropiat, aparent, va arăta cât de realiste sunt perspectivele pentru utilizarea unui motor bezchatnogo pe o mașină într-o producție de masă.
SS Balandin. Motoare cu ardere internă cu piston piston. M. Mashinostroenie, 1968 (a doua ediție 1972).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: