В июле 1903 года инженер Гарри Илс Смоллбоун (Harry Eales Smallbone) получил канадский патент на новую конструкцию двигателя внутреннего сгорания. Весной 1905 года Смоллбоун подал заявку в американское патентное бюро, результатом чего стал патент, полученный 22 мая 1906 года. Инженер предложил «многоцилиндровый двигатель» (Multiple cylinder engine) оригинальной конструкции. Главной идеей проекта было максимально возможное сокращение габаритов двигателя с сохранением сравнительно большого числа цилиндров. Немного позже предложенная конструкция двигателя получила название аксиальной.
Аксиальный двигатель Смоллбоуна имел четыре цилиндра и должен был потреблять бензин. Главной целью разработки было сокращение габаритов изделия, для чего автор применил оригинальное компоновочное решение. Картер нового двигателя состоял из трех основных частей. В первой располагался блок цилиндров с системой клапанов и зажигания, вторая предназначалась для соединения агрегатов, а третья вмещала механизм привода основного вала.
Чертеж двигателя Смоллбоуна из патентаЧетыре цилиндра располагались по углам условного квадрата, параллельно друг другу. В центре блока цилиндров имелся канал для вала. Параллельное размещение цилиндров и вала позволило уменьшить общее сечение двигателя, хотя привело к необходимости использования специального механизма, приводящего вал в движение. Несмотря на это, Г.И. Смоллбоун счел подобные трудности приемлемой платой за уменьшение размеров.
В донной части картера располагался шайбовый механизм, отвечавший за преобразование поступательного движения цилиндров во вращательное движение вала. Дно картера имело специальный выступ, на котором укреплялась качающаяся деталь сложной формы. Подобная «планшайба» была образована центральным конусом и несколькими боковыми выступами. Ввиду необходимости качания в разных направлениях планшайба закреплялась на шарнире: в ее центральной части имелся канал для стержня с шаровой опорой на конце, входившей в соответствующую выемку дна картера.
На концевой части четырех боковых выступов предусматривались узлы крепления для шатунов с шаровыми наконечниками. Для обеспечения свободного перемещения в пределах необходимых секторов шатуны шарнирно закреплялись в поршнях. Боковые выступы планшайбы перемещались по специальным рельсам, предусмотренным на внутренней поверхности картера.
Во время работы по четырехтактной схеме поршни двигателя должны были поочередно качать планшайбу основного механизма. Качаясь на своем опорном стержне, планшайба должна была вести его по круговой траектории. Хвостовая часть стержня входила в отверстие маховика основного вала. Двигаясь по кругу, стержень должен был вращать маховик и приводить в движение основной вал двигателя и связанные механизмы.
Система подачи бензовоздушной смеси, зажигания и выпуска выхлопных газов не имели серьезных нововведений. Тем не менее, автор применил интересное размещение ее деталей. В верхней стенке цилиндра предусматривалось отверстие с небольшой трубкой на конце. В стенках этой трубки предусматривались клапаны подачи и выпуска, а в дне помещалась свеча зажигания. Такая компоновка была связана с необходимостью сокращения габаритов всего двигателя. К примеру, удалось максимально упростить кулачковый механизм открытия клапанов, поскольку толкатели последних находились в непосредственной близости от основного вала.
Двигатель Смоллбоуна должен был оснащаться системой водяного охлаждения. Для отбора лишнего тепла в блоке цилиндров предусматривались специальные полости, по которым должна была циркулировать охлаждающая жидкость. Необходимо отметить, что на имеющемся чертеже двигателя отсутствуют какие-либо намеки на агрегаты системы охлаждения. Это можно объяснить тем, что автор собирался патентовать только саму конструкцию двигателя, а не полноценное изделие, готовое к серийному производству.
Шайбовый механизм современного двигателя компании Duke Engines, созданного на основе идей СмоллбоунаИз имеющегося чертежа можно сделать выводы о габаритах двигателя предложенной конструкции. Такой агрегат вписывался в цилиндр диаметром не более 3-4 диаметров поршня. Таким образом, с точки зрения плотности компоновки предложенный аксиальный двигатель представлял большой интерес. Общая длина двигателя находилась в прямой зависимости от различных параметров использованных механизмов. К примеру, размеры механизма преобразования движения поршней во вращение вала зависели от диаметра поршней и длины их хода.
Любопытной особенностью проекта Г.И. Смоллбоуна был определенный модернизационный потенциал. При правильном подходе к конструированию увеличение мощности двигателя было связано только с ростом длины конструкции. Необходимость в существенном увеличении диаметра отсутствовала. Кроме того, имелась возможность увеличения количества цилиндров при сравнительно небольшом росте габаритов.
В 1903-1906 годах автор оригинального двигателя получил два патента, в Канаде и США. Как следует из имеющихся источников, на этом история любопытного проекта закончилась. Аксиальный двигатель внутреннего сгорания конструкции Смоллбоуна не заинтересовал потенциальных заказчиков. Вероятно, отсутствие интереса было связано с ситуацией в двигателестроении и смежных отраслях. В начале двадцатого века автомобильная промышленность еще не нуждалась в оптимизации соотношения мощности и габаритов двигателей. Авиация, в свою очередь, делала первые шаги и решала более важные вопросы, чем соотношение характеристик двигателя.
Проект Смоллбоуна не привлек внимания и оказался забыт. В течение нескольких следующих лет никто не возвращался к идее аксиальной компоновки двигателя. Следующая попытка внедрить оригинальную идею произошла в 1911 году, и была куда более удачной. Новые аксиальные двигатели даже дошли до малосерийного производства, но это уже совсем другая история.
По материалам сайтов:http://douglas-self.com/http://cynthiashidesertblog.blogspot.ru/http://theoldmotor.com/
Автор: Рябов Кирилл
topwar.ru
Энтони Джордж Мелдон Мичелл (Anthony George Maldon Michell) с конца позапрошлого века занимался различными проектами в области механики. К примеру, он является автором широко распространенной конструкции подшипника скольжения, в которой смазка распределяется между деталями за счет их движения. В 1920 году Мичелл предпринял попытку создать собственный двигатель оригинальной нестандартной конструкции. Необходимо отметить, что австралийского изобретателя иногда путают с его немецким коллегой Германном Михелем (Hermann Michel), так же занимавшимся тематикой двигателей внутреннего сгорания, ввиду схожести написания фамилий.
Двигатель в сборе. Сверху видны вентиляционное окно и планшайба. Фото Douglas-self.com Размышляя о возможности сокращения габаритов двигателя, Э. Мичелл пришел к выводу о необходимости отказа от коленчатого вала и связанных с ним агрегатов. В существующих двигателях подобные механизмы занимали не менее половины всего объема, что соответствующим образом сказывалось на габаритах. Отказ от коленвала, в свою очередь, позволял значительно уменьшить и облегчить двигатель. Тем не менее, в составе двигателя должен был присутствовать некий механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршней во вращение главного вала.
Вероятно, Мичелл был знаком с последними зарубежными разработками, что позволило найти ему оптимальное решение проблемы. Новый двигатель было предложено строить по аксиальной схеме. В таком случае цилиндры должны были размещаться параллельно валу, а для преобразования их перемещения во вращение последнего предлагалось использовать традиционный для таких силовых установок шайбовый механизм.
Аксиальная компоновка имеет специфическую особенность: при увеличении количества цилиндров, устанавливаемых по окружности с центром в виде вала, растет поперечник всего двигателя. Таким образом, рост мощности оказывается прямо связан с размерами двигателя. Э. Мичелл предложил довести мощность двигателя до требуемого значения без увеличения его поперечника. Для этого, по его мнению, следовало использовать оппозитное размещение цилиндров. Подобная компоновка уже использовалась в двигателестроении и показывала неплохие характеристики.
Разработка проекта нового двигателя велась сотрудниками фирмы Crankless Engine Company («Компания бескривошипных двигателей»). Среди сотрудников компании были Т.Л. Шермен, в будущем продолживший работу над двигателями, а также Филип Эдвард Ирвинг, позже прославившийся как конструктор гоночной техники. За несколько месяцев коллектив провел все необходимые исследовательские и проектные работы, результатом чего стало появление первого двигателя Crankless Engine.
Общая компоновка двигателя, предложенная Э. Мичеллом, выглядела следующим образом. Внутри картера прямоугольной формы располагались несколько пар оппозитно расположенных цилиндров. В центральной части имелось место для шайбового механизма. По продольной оси двигателя проходи главный вал. Подобная компоновка позволяла строить двигатели с разным количеством цилиндров. К примеру, в 1927 году были получены патенты на моторы с восемью и десятью цилиндрами, собранными в два блока по бокам от центрального механизма.
Особый интерес представляет конструкция цилиндров, поршней и шайбового механизма, предложенная австралийскими конструкторами. В оппозитном двигателе традиционной конструкции поршни цилиндров, расположенных на одной линии, не имеют никакой непосредственной связи. Синхронизация работы каждой пары цилиндров обеспечивается за счет шатунов и коленчатого вала. Последний, в свою очередь, соединяется с другими агрегатами.
Двигатель Мичелла не имел коленвала, вместо которого использовался шайбовый механизм. Для упрощения конструкции цилиндры располагались на небольшом расстоянии друг от друга и соединялись элементами картера. При этом каждая пара цилиндров получала один сдвоенный поршень. Фактически он представлял собой два поршня «классической» конструкции, соединенные между собой дополнительной центральной секцией. В средней части, соединяющей крайние детали, предусматривался механизм для контакта с планшайбой.
Пара цилиндров и шайбовый механизм в разрезе. Рисунок Douglas-self.comПланшайба представляла собой сравнительно толстый металлический диск нужного диаметра, установленный на валу под углом к его оси. Угол установки этой детали влиял на ход поршня, объем камеры сгорания и иные параметры двигателя. Контакт между поршнями и планшайбой обеспечивался при помощи конструкции, основанной на принципах работы подшипника Мичелла. В боковой поверхности сдвоенного поршня имелась крупная прорезь, в которой предусматривались крепления для установки двух вкладышей. Каждый такой вкладыш представлял собой плоскую металлическую пластинку с полусферическим утолщением. Полусферой деталь входила в крепления поршня, а плоская поверхность должна была скользить по планшайбе. За счет шарнирного крепления обеспечивался постоянный контакт поршня с планшайбой. В составе двигателя имелась система постоянной подачи смазки на вкладыши поршней во избежание перегрева или разрушения деталей.
Вкладыши сдвоенных поршнейДвигатели Мичелла предлагалось оснащать клапанными системами газораспределения и выхлопа. Отверстия клапанов располагались в головной части цилиндров. Механизмы управления клапанами через различные передачи связывались с главным валом. Предусматривались выхлопные коллекторы, выводящие газы в общую трубу. Двигатель мог оснащаться жидкостной системой охлаждения. Кроме того, с главным валом был связан привод вентилятора, расположенного в отверстии дна картера. Он должен был продувать воздух через механизмы двигателя и тем самым дополнительно охлаждать детали, подвергающиеся наибольшей тепловой нагрузке. Подшипники конструкции Э. Мичелла, несмотря на свою эффективность, все же не исключали выработку тепла. В боковой части двигателя следовало размещать привод и механизмы масляного насоса. Его задачей было постоянное снабжение вкладышей и планшайбы смазкой.
Главный вал, планшайба и сдвоенный поршеньОдин из упоминавшихся двигателей, являвшийся предметом патента 1927 года, имел восемь цилиндров с внутренним диаметром 84 мм. Ход поршня составлял 90 мм. Расстояние между осью главного вала и продольной осью поршней составляло 214 мм, радиус планшайбы был чуть больше. Планшайба устанавливалась под углом 22,5° к оси вала. Общая длина блока оппозитно расположенных цилиндров не превышала 435 мм. Полная длина двигателя составляла 730 мм.
Разработка основной концепции заняла несколько лет. Формирование общей компоновки и характерных черт конструкции позволило начать разработку полноценных проектов двигателей, пригодных для серийного производства. Уже в 1923 году фирма Crankless Engine Company представила сразу несколько двигателей с разным количеством цилиндров и различными характеристиками. Двигатели с восемью и десятью цилиндрами могли развивать мощность, по разным данным, до 70-100 л.с.
Двигатель в моторном отделении автомобиляИзвестно о проведении испытаний двигателя Мичелла на автомобиле. В качестве платформы для такой проверки был взят легковой автомобиль компании Buick. Восьмицилиндровый двигатель достаточной мощности поместился в моторном отделении машины, а из-за его небольшой высоты под капотом осталась масса свободного места. Таким образом, предложенные двигатели заметно превосходили существующие по соотношению габаритов и мощности.
Имеются сведения о существовании проекта упрощенного двигателя. Такой мотор имел только один боковой блок с цилиндрами и соответствующую конструкцию поршней, картера и т.д. Такая конструкция обеспечивала дополнительное сокращение габаритов с сохранением мощности на требуемом уровне.
Вскоре после завершения испытаний и официальной «премьеры» двигателями Э. Мичелла заинтересовались потенциальные заказчики. Достаточно широкая номенклатура продукции позволила получить контракты на поставку полусотни двигателей различных типов с разной мощностью. Как минимум, 45 моторов было построено и отгружено заказчикам. По имеющимся данным, среди этих серийных двигателей присутствовали силовые установки для самоходной техники, плавсредств и промышленного оборудования.
Чертеж упрощенного двигателя с одним блоком цилиндров. Рисунок Douglas-self.com[/center]Всего 50 двигателей, поставленных заказчиком, внесли фирму Crankless Engine Company в список самых успешных производителей аксиальных моторов. Подобное оборудование никогда не пользовалось большим спросом, из-за чего даже несколько десятков выпущенных моторов делали производителя рекордсменом. Текущие успехи были поводом для оптимизма. На практике хорошее настроение инженеров-двигателестроителей выливалось в создание новых проектов. В 1927 году клиентам предлагалось восемь типов двигателей, основанных на общих идеях и решениях.
Тем не менее, разработка новых двигателей не привела к повышению спроса на них. Продукция компании продавалась все хуже и хуже. В 1928 году был выполнен последний полученный заказ. Новые австралийские клиенты не появлялись, из-за чего Э. Мичелл был вынужден прекратить сборку двигателей собственной конструкции. Проданные моторы использовались в различных сферах до выработки ресурса.
К этому времени идеей Мичелла заинтересовались некоторые зарубежные компании. Ряд организаций из США и Великобритании купили лицензию на производство аксиальных «Бескривошипных двигателей». Насколько известно, американское производство просуществовало лишь несколько лет, после чего закрылось. Причины были те же, что и в случае с Crankless Engine Company: появившиеся к этому времени двигатели внутреннего сгорания традиционных схем представляли больший интерес для эксплуатантов и, как следствие, для производителей.
Автомобильный вариант двигателя Мичелла с агрегатами трансмиссииТем не менее, разработка Мичелла нашла свою нишу. Одним из покупателей лицензии была британская компания George Waller & Sons из г. Страуд. Эта фирма не предлагала свою продукцию автомобильной промышленности и сосредоточилась на производстве оборудования для промышленности. На базе конструкции австралийской разработки были созданы новые модификации специального назначения. К примеру, достаточно большой популярностью среди заказчиков пользовались насосы для перекачки природного газа с модернизированными двигателями Мичелла. Самые мощные из таких моторов работали на газе, отбираемом из трубопровода, и могли перекачивать до 500 тыс. куб. футов в час (более 14 куб. м).
Ввиду ограниченности рынка подобной продукции британское предприятие не могло похвастать особо большими объемами продаж. Тем не менее, производство газовых насосов и другого оборудования с двигателями Мичелла, пользовавшегося определенным спросом, продолжалось до 1971 года. За это время было построено 116 двигателей.
В общей сложности было произведено более 150-160 двигателей конструкции Энтони Мичелла, которые использовались в составе автомобильной и другой техники. Эксплуатация последних двигателей британского производства продолжалась до восьмидесятых годов. Нельзя не признать, что по объемам производства и успеху среди заказчиков двигатели Мичелла проигрывают большому количеству других мотором, созданных в конце двадцатых годов. Тем не менее, они оказались одними из самых успешных представителей семейства аксиальных двигателей за все время их существования. Подтверждением тому являются количество выпущенных двигателей и продолжительность их эксплуатации.
По материалам сайтов:http://theoldmotor.com/http://douglas-self.com/http://museumvictoria.com.au/http://adb.anu.edu.au/
topwar.ru
Аксиальный двигатель Almen A-4 Аксиальный двигатель внутреннего сгорания — тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра. Шайба сцеплена с выходным валом, передаёт вращательный момент ему. В некоторых конструкциях вместо шайбового механизма устанавливается кулачковый механизм.
Ключевое преимущество аксиальных двигателей с шайбовым механизмом состоит в том, что поршни расположены параллельно друг другу по краю шайбы. Это даёт возможность расположить выходной вал параллельно поршням, а не под 90 градусов, как у обычных двигателей с коленчатым валом. В результате двигатель получается очень компактным.
Расположение поршней и принцип действия шайбового механизма позволяет регулировать степень сжатия путём изменения угла наклона шайбы.
В 1911 году компания Macomber Rotary Engine Company из Лос-Анджелеса выпустила на рынок один из первых аксиальных двигателей внутреннего сгорания. Это был семицилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия путём изменения угла наклона шайбы, и регулирования таким образом хода поршней.[1]
Наиболее хорошо известно применение аксиальных двигателей в торпедах, для которых желательна цилиндрическая форма двигателя с маленькой площадью миделева сечения, а также нет проблем с его охлаждением. Например, современные торпеды Mark-48 оборудованы аксиальным двигателем мощностью 500 лошадиных сил.[2]
dic.academic.ru
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Аксиальный двигатель внутреннего сгорания — тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра. Шайба сцеплена с выходным валом, передаёт вращательный момент ему. В некоторых конструкциях вместо шайбового механизма устанавливается кулачковый механизм.
Ключевое преимущество аксиальных двигателей с шайбовым механизмом состоит в том, что поршни расположены параллельно друг другу по краю шайбы. Это даёт возможность расположить выходной вал параллельно поршням, а не под 90 градусов, как у обычных двигателей с коленчатым валом. В результате двигатель получается очень компактным.
Расположение поршней и принцип действия шайбового механизма позволяет регулировать степень сжатия путём изменения угла наклона шайбы.
В 1911 году компания Macomber Rotary Engine Company из Лос-Анджелеса выпустила на рынок один из первых аксиальных двигателей внутреннего сгорания. Это был семицилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия путём изменения угла наклона шайбы, и регулирования таким образом хода поршней.[1][2]
Наиболее хорошо известно применение аксиальных двигателей в торпедах, для которых желательна цилиндрическая форма двигателя с маленькой площадью миделевого сечения, а также нет проблем с его охлаждением. Например, современные торпеды Mark-48 оборудованы аксиальным двигателем мощностью 500 лошадиных сил.[3]
В 2000-ых несколько компаний продолжают разработки аксиальных двигателей: Dyna-Cam, Fairdiesel, Duke Engines.
o-ili-v.ru
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 июня 2015; проверки требуют 3 правки. 
Аксиальный двигатель Almen A-4 Аксиальный двигатель внутреннего сгорания — тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра. Шайба сцеплена с выходным валом, передаёт вращательный момент ему. В некоторых конструкциях вместо шайбового механизма устанавливается кулачковый механизм.
Ключевое преимущество аксиальных двигателей с шайбовым механизмом состоит в том, что поршни расположены параллельно друг другу по краю шайбы. Это даёт возможность расположить выходной вал параллельно поршням, а не под 90 градусов, как у обычных двигателей с коленчатым валом. В результате двигатель получается очень компактным.
Расположение поршней и принцип действия шайбового механизма позволяет регулировать степень сжатия путём изменения угла наклона шайбы.
В 1911 году компания Macomber Rotary Engine Company из Лос-Анджелеса выпустила на рынок один из первых аксиальных двигателей внутреннего сгорания. Это был семицилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия путём изменения угла наклона шайбы, и регулирования таким образом хода поршней.[1][2]
Наиболее хорошо известно применение аксиальных двигателей в торпедах, для которых желательна цилиндрическая форма двигателя с маленькой площадью миделевого сечения, а также нет проблем с его охлаждением. Например, современные торпеды Mark-48 оборудованы аксиальным двигателем мощностью 500 лошадиных сил.[3]
В 2000-х годах несколько компаний продолжают разработки аксиальных двигателей: Dyna-Cam, Fairdiesel, Duke Engines.
www.gpedia.com
Использование: в области машиностроения, а именно аксиальные двигатели преимущественно внутреннего сгорания. Сущность изобретения: двигатель содержит корпус 1, цилиндр 2 с установленной в нем подвижной втулкой 3, скрепленной с головкой 4, поршень 5, размещенный во втулке 3 с образованием рабочей камеры 6 переменного объема, кривошипный вал 7, расположенный параллельно оси цилиндра 2 или соосно, и треугольные рычаги 11 и 17, вершины которых свободно установлены в корпусе 1 на осях соответственно 12 и 16, причем рычаги расположены симметрично относительно плоскости, проходящей через продольную ось двигателя и перпендикулярной плоскостям качания обоих рычагов 11 и 17 . Первое плечо 13 рычага 11 связано с поршнем, второе его плечо 15 - с шатунным узлом 10 кривошипной втулки 9, первое плечо 18 рычага 17 связано со втулкой 3, а второе его плечо 19 - с кривошипной втулкой 9 либо посредством шарнирной тяги 23, соединенной со вторым плечом 15 рычага 11, либо при помощи второго шатунного узла. Возвратно-поступательное движение поршня 5 и головки 4 со втулкой 3 в противоположных направлениях преобразуется при помощи рычагов 11 и 17 во вращение кривошипного вала 7, расположение которого в районе оси цилиндра 2 позволяет уменьшить габариты двигателя в поперечном сечении. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности двигателестроения, а именно к аксиальным двигателям преимущественно внутреннего сгорания.
Известен аксиальный двигатель, содержащий закрепленные на корпусе рабочие цилиндры, в которых размещены поршни, и механизм преобразования движения поршней, выполненный в виде Z-образного коленчатого вала и установленной на нем косой шайбы, связанной с поршнями (1). Недостатками аналога являются сравнительно большие его габариты в поперечном сечении, а также повышенные нагрузки в механизме косой шайбы, что не позволяет, в частности, развивать двигателю достаточно высокие обороты. Известен аксиальный двигатель, содержащий корпус, закрепленный на нем цилиндр с установленной в нем втулкой, головку, поршень, размещенный во втулке с образованием рабочей камеры переменного объема, кривошипный вал с шатунной шейкой, расположенной параллельно оси вала, кривошипную втулку, расположенную на шатунной шейке и снабженную шатунным узлом, и треугольный двуплечий рычаг, одна из вершин которого свободно установлена на оси в корпусе с возможностью качания в плоскости, проходящей через оси цилиндра и вала, причем первое плечо рычага связано кинематически с поршнем, а второе с шатунным узлом кривошипной втулки (2). Недостатками прототипа являются большие его радиальные габариты, а также значительные нагрузки в механизме. Целью изобретения является повышение надежности и уменьшение радиальных габаритов. Поставленная цель достигается тем,что двигатель снабжен дополнительным треугольным двуплечим рычагом, а втулка цилиндра скреплена с головкой и выполнена подвижной с возможностью перемещения в сторону, противоположную движению поршня, причем дополнительный рычаг расположен симметрично первому рычагу в плане относительно плоскости, проходящей через продольную ось двигателя и перпендикулярной плоскостям качания рычагов, первое плечо дополнительного рычага связано со втулкой цилиндра, а второе его плечо с кривошипной втулкой. Цель достигается также тем, что дополнительный рычаг может быть снабжен связанным со втулкой цилиндра третьим плечом, расположенным симметрично его первому плечу относительно плоскости качания первого треугольного рычага, при этом вторые плечи обоих рычагов расположены в одной плоскости качания. Цель достигается тем, что шатунный узел кривошипной втулки может быть выполнен в виде пары шатунов со сферическими шарнирами, расположенных параллельно и соединенных одними концами между собой и с плечом рычага, а другими с кривошипной втулкой с образованием параллелограммного механизма. Цель достигается тем, что двигатель может быть снабжен шарнирной тягой, а второе плечо дополнительного рычага соединено со вторым плечом первого рычага посредством шарнирной тяги с образованием плоского шарнирного четырехзвенного механизма. Цель достигается тем, что двигатель может быть снабжен вторым шатунным узлом, расположенным симметрично первому узлу относительно оси вращения кривошипной втулки, а второе плечо дополнительного рычага соединено со вторым шатунным узлом. Цель достигается тем, что кривошипный вал и цилиндр могут быть расположены соосно. На фиг. 1 представлена принципиальная схема двигателя; на фиг. 2 то же, в изометрии; на фиг. 3 вариант выполнения двигателя с непосредственной связью рычагов с кривошипной втулкой; на фиг. 4 вариант выполнения шатунного узла. Двигатель содержит корпус 1, закрепленный на нем цилиндр 2, втулку 3, установленную в цилиндре 2, головку 4, скрепленную со втулкой 3, поршень 5, размещенный во втулке 3 с образованием рабочей камеры 6 переменного объема, кривошипный вал 7 с шатунной шейкой 8, расположенной параллельно его оси, кривошипную втулку 9, расположенную на шатунной шейке 8 и снабженную шатунным узлом 10. Треугольный двуплечий рычаг 11, одна из вершин которого свободно установлена на оси 12 в корпусе 1 с возможностью качания в плоскости, проходящей через оси цилиндра 2 и вала 7, при этом первое плечо 13 рычага 11 связано, например,при помощи шатунной тяги 14 с поршнем 5, а второе плечо 15 с шатунным узлом 10. На оси 16 в корпусе 1 установлен дополнительный треугольный рычаг 17 с плечами 18 и 19, а втулка 3 цилиндра 2 выполнена подвижной, при этом рычаг 17 расположен симметрично рычагу 11 в плане относительно плоскости, проходящей через продольную ось двигателя и перпендикулярной плоскостям качания обоих рычагов 11 и 17. Первое плечо 18 рычага 17 связано со втулкой 3, например, посредством шатунной тяги 14, а второе его плечо 19 с кривошипной втулкой 9. Дополнительный рычаг 17 может быть снабжен третьим плечом 20, связанным со втулкой 3, например, посредством шатунной тяги 14 и расположенным симметрично его первому плечу 18 относительно плоскости качания треугольного рычага 11, при этом вторые плечи 15 и 19 рычагов соответственно 11 и 17 расположены в одной плоскости качания. Шатунный узел 10 кривошипной втулки 9 может быть выполнен в виде пары шатунов 21 со сферическими шарнирами 22, расположенных параллельно и соединенных одними концами между собой и с плечом 15, например, рычага 11, а другими концами с кривошипной втулкой 9 с образованием параллелограммного механизма. В одном варианте выполнения двигатель может быть снабжен шарнирной тягой 23, а второе плечо 19 рычага 17 при этом соединено со вторым плечом 15 рычага 11 посредством шарнирной тяги 23 с образованием плоского шарнирного четырехзвенного механизма. В другом варианте выполнения двигатель снабжен вторым шатунным узлом 24, расположенным симметрично первому узлу 10 относительно оси вращения кривошипной втулки 9. При этом второе плечо 19 рычага 17 соединено со вторым шатунным узлом 24. Оси вала 7 и цилиндра 2 могут быть расположены соосно или параллельно. Предлагаемый двигатель работает следующим образом. Возвратно-поступательное движение поршня 5 и втулки 3 с головкой 4 в противоположные стороны преобразуется в качание соответственно рычагов 11 и 17. В одном варианте работа обоих подвижных элементов суммируется на плече 15 рычага 11, которое передает качание на шатунный узел 10, заставляя вращаться кривошипный вал 7. В другом варианте работа подвижных элементов суммируется на кривошипной втулке 9 и передается на нее посредством шатунных узлов 10 и 24, каждый из которых связан со своим плечом рычага. Таким образом, выполнение механизма преобразования в предлагаемом двигателе в виде простых элементов повышает надежность его работы, а возможность перемещения головки со втулкой позволяет при неизменном рабочем объеме уменьшить перемещения подвижных элементов и снизить нагрузки в механизме. Кроме того, размещение вала соосно с цилиндром или близко от него позволяет значительно снизить габариты двигателя в его поперечной плоскости, что особенно актуально в авиационном двигателестроении.Формула изобретения
1. Аксиальный двигатель, содержащий корпус, закрепленный на нем по меньшей мере один цилиндр с установленной в нем втулкой, головку, поршень, размещенный во втулке с образованием рабочей камеры переменного объема, кривошипный вал с шатунной шейкой, расположенной параллельно оси вала, кривошипную втулку, расположенную на шатунной шейке и снабженную шатунным узлом, и треугольный двуплечий рычаг, одна из вершин которого свободно установлена на оси в корпусе с возможностью качания в плоскости, проходящей через оси цилиндра и вала, причем первое плечо рычага связано кинематически с поршнем, а второе с шатунным узлом кривошипной втулки, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным треугольным двуплечим рычагом, а втулка цилиндра скреплена с головкой и выполнена подвижной с возможностью перемещения в сторону, противоположную движению поршня, причем дополнительный рычаг расположен симметрично первому рычагу в плане относительно плоскости, проходящей через продольную ось двигателя и перпендикулярной плоскостям качания рычагов, первое плечо дополнительного рычага связано с втулкой цилиндра, а второе его плечо с кривошипной втулкой. 2. Двигатель по п. 1, отличающийся тем, что дополнительный рычаг снабжен связанным с втулкой цилиндра третьим плечом, расположенным симметрично его первому плечу относительно плоскости качания первого треугольного рычага, при этом вторые плечи обоих рычагов расположены в одной плоскости качания. 3. Двигатель по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что шатунный узел кривошипной втулки выполнен в виде пары шатунов со сферическими шарнирами, расположенных параллельно и соединенных одними концами с плечом рычага, а другими концами с кривошипной втулкой с образованием параллелограммного механизма. 4. Двигатель по пп. 1 3, отличающийся тем, что он снабжен шарнирной тягой, а второе плечо дополнительного рычага соединено с вторым плечом первого рычага посредством шарнирной тяги с образованием плоского шарнирного четырехзвенного механизма. 5. Двигатель по пп. 1 3, отличающийся тем, что он снабжен вторым шатунным узлом, расположенным симметрично первому узлу относительно оси вращения кривошипной втулки, а второе плечо дополнительного рычага соединено с вторым шатунным узлом. 6. Двигатель по пп. 1 5, отличающийся тем, что кривошипный вал и цилиндр расположены соосно.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4www.findpatent.ru
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 июня 2015; проверки требует 1 правка.
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 7 июня 2015; проверки требует 1 правка. 
Аксиальный двигатель Almen A-4 Аксиальный двигатель внутреннего сгорания — тип двигателя с возвратно-поступательным движением поршней, в котором вместо обычного коленчатого вала используется шайбовый механизм. Поршни поочерёдно давят на наклонную шайбу, принуждая её вращаться вокруг своего центра. Шайба сцеплена с выходным валом, передаёт вращательный момент ему. В некоторых конструкциях вместо шайбового механизма устанавливается кулачковый механизм.
Ключевое преимущество аксиальных двигателей с шайбовым механизмом состоит в том, что поршни расположены параллельно друг другу по краю шайбы. Это даёт возможность расположить выходной вал параллельно поршням, а не под 90 градусов, как у обычных двигателей с коленчатым валом. В результате двигатель получается очень компактным.
Расположение поршней и принцип действия шайбового механизма позволяет регулировать степень сжатия путём изменения угла наклона шайбы.
В 1911 году компания из Лос-Анджелеса выпустила на рынок один из первых аксиальных двигателей внутреннего сгорания. Это был семицилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия путём изменения угла наклона шайбы, и регулирования таким образом хода поршней.[1][2]
Наиболее хорошо известно применение аксиальных двигателей в торпедах, для которых желательна цилиндрическая форма двигателя с маленькой площадью миделевого сечения, а также нет проблем с его охлаждением. Например, современные торпеды Mark-48 оборудованы аксиальным двигателем мощностью 500 лошадиных сил.[3]
В 2000-ых несколько компаний продолжают разработки аксиальных двигателей: Dyna-Cam, Fairdiesel, Duke Engines.
encyclopaedia.bid
