Нов кръг от еволюцията на ICE: супер двигател без колянов вал

За тези, които се интересуват активно от различни изобретения, модификации и иновации в областта на двигателното строителство, трябва да обърнете внимание на двигателя Ibadullaev, както и на двигателя без колянов вал.

Ако в първия случай говорим за значително увеличаване на степента на компресия и получаване на висока мощност, без да се увеличава работният обем, то във втория трябва да означава намаляване на механичните загуби и увеличаване на ефективността, разхода на гориво, степента на вибрация , общо тегло на двигателя с вътрешно горене и др. Нека разгледаме по-отблизо мотор без колянов вал.

Съдържанието на статията

  • Двигател без колянов вал: предимства и трудности при изпълнението
  • Мотор на свързващия прът на Баландин
  • Двигателят на Фролов: двигател без свързващи щанги и колянов вал
  • Какъв е долният ред

Двигател без колянов вал: предимства и трудности при изпълнението

Нов кръг от еволюцията на ICE: супер двигател без колянов вал

И така, основната задача и цел на всеки ICE е да преобразува енергията, получена от изгарянето на гориво, в механична работа. Най-просто казано, горивото изгаря в затворен обем, газовете упражняват натиск върху буталото, чрез манивелатния механизъм, буталното движение на буталото се превръща във въртеливо движение.

Резултатът е въртящ момент на двигателя, който се предава чрез трансмисията към колелата на автомобила. Прави впечатление, че въпреки че са изминали повече от 100 години от създаването на първите двигатели и тяхното въвеждане в широките маси, общата конструкция на двигателя с вътрешно горене не се е променила.

Дори като се вземе предвид фактът, че съвременните двигатели са получили силно развити електронни системи за впръскване и управление, стана възможно да се промени времето на клапаните и т.н. .

В същото време непрекъснато се работи, за да може двигателят да работи без колянов вал. Факт е, че обичайният колянов механизъм не е лишен от редица определени недостатъци. Поради тази причина инженерите се стремят да се отърват от този възел.

Факт е, че работата на KShM е свързана с неизбежното създаване на триене и значителни странични сили, които водят до износване на стените на цилиндъра. В резултат на това огледалото на цилиндъра е повредено, буталните пръстени са разрушени и т.н. По отношение на загубите от триене, общата ефективност на двигателя е значително намалена.

Също така двигателят с колянов вал е труден за поддръжка, тъй като отстраняването на коляновия вал без премахване на двигателя на много автомобили е изключително трудно за изпълнение. Съвсем очевидно е, че ако изключим тези недостатъци, двигателят ще стане по-ефективен и експлоатационният живот ще се увеличи.

За да разрешат проблема, дизайнерите предлагат различни подходи, но на практика просто не е възможно ефективното прилагане на повечето решения. Двигателят Balandin и двигателят Frolov заслужават най-голямо внимание в тази област днес. Нека разгледаме по-отблизо механизмите без свързващи щанги и колянов вал.

Мотор на свързващия прът на Баландин

Нов кръг от еволюцията на ICE: супер двигател без колянов вал

Този двигател е известен с липсата на свързващи пръти. Преобразуването на възвратно-постъпателното движение на буталата в цилиндрите се дължи на използването на специален ексцентричен механизъм в конструкцията.

Общата конструкция на свързващ прът двигател предполага следните части:

  • специален бутален прът
  • специално проектиран колянов вал
  • колянов лагер и колянов вал
  • вал за вал
  • бутало
  • плъзгач на пръчка
  • цилиндър

В такъв двигател с вътрешно горене вместо свързващи пръти са използвани бутални пръти, които са здраво закрепени към буталата (в конвенционален възел се използва бутален болт за свързване). Тези пръти, подобно на обичайните свързващи пръти, покриват зъбците на коляновия вал.

Също така, плъзгачите са направени на прътите от двете страни на лагера. Тези плъзгачи се плъзгат по специални водачи в картера на двигателя. В резултат на това този дизайн елиминира страничните сили от стените на буталото и цилиндъра. В действителност, в такава схема на изпълнение, буталото може да се счита за конвенционална клетка за бутални пръстени, които уплътняват процепа между цилиндъра и буталото.

Липсата на странични сили позволява намалени допуски по отношение на размерите на буталото. Двигателят става по-ефективен, икономичен и ресурсът се увеличава. Също така трябва да се отбележи компактността на такъв двигател с вътрешно горене и намаленото тегло. Основният недостатък на цялата конструкция обаче може да се счита за изключително високи изисквания по отношение на цялостната производствена точност на посочения ексцентрик.

Двигателят на Фролов: двигател без свързващи щанги и колянов вал

Нов кръг от еволюцията на ICE: супер двигател без колянов вал

Основният принцип на В. Фролов, който беше в основата на неговите разработки, е, че коляновият вал е детайл, далеч не перфектен. Поради тази причина талантливият инженер проучи подробно дизайна на двигателя Balandin, след което предложи редица собствени подобрения.

Като се вземе предвид фактът, че липсата на мотовилка Balandin остава повишени изисквания за точността на производството на ексцентрика, в началния етап Фролов значително модернизира тази единица за преобразуване. Освен това беше признат фактът, че е изключително трудно напълно да се отървете от недостатъците на моторната верига на Баландин.

Нов кръг от еволюцията на ICE: супер двигател без колянов вал

Препоръчваме също да прочетете статията за това какво е FSI двигател. От тази статия ще разберете какви функции имат двигателите от този тип, както и какви са плюсовете и минусите на този двигател.

В същото време Фролов не спря дотук, а също така не изостави идеята да се отърве от коляновия вал. По-нататъшното търсене на надеждни и ефективни механизми за преобразуване накара изобретателя да обърне внимание на механизма на тъкачния стан.

В резултат на това беше създаден ротационен двигател, който се основава както на взаимствани, така и на модифицирани, както и на нашите собствени идеи. Полученият двигател няма колянов вал; вместо тази част се използва механизъм, който според принципа на действие и неговата структура е подобен на шарнир с различни ъглови скорости. Такова устройство е по-известно като пантата на Hooke.

Въртящите се части в такъв двигател на Фролов работят благодарение на използването на търкалящи лагери. Що се отнася до системата за смазване, двигателното масло се подава под капаците на клапаните и след това се оттича, за да смаже и отстрани излишната топлина. За да поддържа маслото добре охладено, пред двигателя е монтиран и охладител за масло.

Какъв е долният ред

Както можете да видите, дори като вземат предвид сложността на изпълнението, инженерите и дизайнерите продължават да търсят начини за подобряване на цялостната надеждност на двигателите, повишаване на тяхната ефективност и намаляване на разхода на гориво.

Нов кръг от еволюцията на ICE: супер двигател без колянов вал

Препоръчваме ви също да прочетете статията за това какво е GDI двигател. В тази статия ще научите за конструктивните характеристики, както и за предимствата и недостатъците на този тип двигатели. Трябва също да се добави, че западните производители също са тясно ангажирани с този въпрос. Например известната японска корпорация Toyota също предложи собствена версия на двигателя без колянов вал. Въпреки че подобен агрегат прилича повече на електрически генератор, той все още може да се счита за една от версиите на двигателя с вътрешно горене.

С оглед на горното става ясно, че е твърде рано да се говори за края на еволюцията на двигателите с вътрешно горене. С други думи, не трябва да се изключва възможността за поява на свързващи щангови двигатели, както и агрегати без колянов вал на серийни превозни средства.

Подобен...