Еще один тип двигателя, с вращающимися клапанами

31/10/2012 в Ликбез 2 977 13

Еще один тип двигателя — без возвратно-поступательных клапанов, с вращающимися клапанами — двигатель Мак-Ларена.

Почти все бензиновые двигатели имеют нормальные грибовидные клапаны. Основные достоинства их заключаются, во-первых, в простоте регулировки хода, и, во-вторых, в том, что благодаря пружинам они очень быстро закрывают клапанные отверстия.
Однако такие клапаны не лишены и крупных недостатков.

Клапаны вызывают шум в двигателе, увеличивают вредное влияние возвратно-движущихся масс и препятствуют достижению наивыгоднейшей формы камеры сжатия. Все эти недостатки были очевидны еще на заре автомобильного производства и заставляли конструкторов искать возможности создания «бесклапанных» двигателей.

Двигатель Мак-Ларена с вращающимися клапанами в полуразобранном виде

Английский инженер Мак-Ларен построил тип бесклапанного двигателя с многостенной чугунной трубой А, расположенной горизонтально над цилиндрами. Внутри цилиндров вставлены гильзы Б с вогнутыми по окружности головками, плотно прилегающими к трубе А благодаря Действию винтовых пружин В. Головки гильз имеют отверстия, совпадающие с определенными отверстиями клапанной трубы А. Труба эта вращается в четыре раза медленнее коленчатого вала и приводится двумя цепями Г через короткий промежуточный вал и шестернями Д.

Слева — продольный и поперечный разрезы двигателя Мак-Ларена с вращающимися клапанами.
Справа — Схема циркуляции горючей смеси между клапанной
трубой Мак-Ларена и гильзами цилиндра

Над каждой гильзой цилиндров Б в клапанной трубе А расположены в порядке, диаметрально противоположном друг другу, два впускных отверстия Е и два выпускных отверстия Ж.  Газы  проходят через пространство между двумя стенками трубы А и выходят наружу через неподвижную, незамкнутую по сечению, выхлопную трубу З, закрепленную с обоих концов двигателя.
Горючая смесь поступает в клапанную трубу А по фасонной впускной трубе И.

Схема впуска и выпуска горючей смеси в двигателе Пежо с клапанами Мал-Ларена

На рис. схема I показывает состояние впуска горючей смеси в цилиндр-, а схема II — состояние ее выпуска из цилиндра. Направление вращения клапанной трубы показано стрелкой Р.
Двигатель имеет водяное охлаждение. Пространство для циркуляции воды образовано в крышке цилиндров К, в рубашках цилиндров Л и между стенками выхлопной трубы М. Вода циркулирует от помпы, поступает сначала в заднюю часть двигателя, омывает все стенки цилиндров и идет в переднюю часть двигателя Н и далее в радиатор.
Для повышения прочности клапанной трубы А вдоль нее между внутренними стенками с одной стороны и впускными и выпускными отверстиями с другой расположены несколько перегородок и трубчатых стоек, которые служат также для направления газового потока.
Уплотнение между головками гильз и клапанной трубой достигается не только пружинами В, но и давлением горючих газов в продолжение их пуска, сжатия и воспламенения. В продолжение хода выпуска давление между клапанной трубой и головкой гильз падает, но все же не настолько, чтобы сгоревшие газы могли проникнуть в картер двигателя.
Клапанная труба вращается в гладких бронзовых подшипниках, приплавленных к ней в форме фланцев в местах главного ее соприкосновения с блоком и крышкой цилиндров О и П. По всей же остальной длине клапанная труба имеет лишь ничтожное соприкосновение с блоком и крышкой цилиндров. Величина этого соприкосновения зависит от силы вибрации трубы. Некоторая вибрация здесь неизбежна. В холодном состоянии зазор между клапанной трубой, блоком и крышкой цилиндра составляет 0,28 мм. Смазка к подшипникам клапанной трубы доставляется через специальные зазоры между гильзами и цилиндрами. Потери мощности двигателя от трения в клапанной трубе весьма незначительны.
Для испытания вращающегося клапана конструктором был взят 2.5-тонный грузовик Пежо. Клапанная система его двигателя была переделана по образцу Мак-Ларена. Продолжительные испытания, дали очень хорошие результаты, в том числе по расходу топлива.
Инженер-механик А. Коростелин считает, что описанная конструкция Мак-Ларена заслуживает серьезного внимания.
1934-19-18-20

13 ответов на Еще один тип двигателя, с вращающимися клапанами

  1. Чем проще, тем лучше, а технологию отработать можно.

  2. А вот не смогли отработать

  3. Японцы до сих пор работают над двигателем «Ванкеля» больше20 лет(!) и не бросают эту тему, хотя все уже остановились. Вода камень точит… А мы хотим быстро и сразу и много.

  4. Этому мотору 80 лет…

  5. Философы, изучающие развитие науки и техники, утверждают, что этот процесс происходит по спирали. Это означает что, отвергнутые ранее идеи через какое-то время появляются вновь, будучи реализованными уже на новой технологической основе, соответствующей современному уровню техники.
    Занимаюсь разработкой ГРМ ДВС золотникового типа.
    Хочу сделать ссылку на материалы сайта.
    Надеюсь, что руководство ЗР не против.

  6. Процесс идет не совсем по спирали… Например, к теплороду возврата уже не будет, как и ко многим другим заблуждениям. Философы просто не в курсе, чем занимаются ученые и конструкторы :-)
    Конечно, делайте, не жалко.

  7. За без шатунный ДВС вообще не слышно, интересно кто-то занимается этим направлением?

  8. Каким именно? Бесшатунных есть несколько.
    Двигатель Ван-Бларигана вроде пытаются сделать.

  9. Да, да. Именно о нём речь.

  10. Копают… Но новостей пока особых не слышно

  11. в зазоры между трубой и цилиндрами будут прорываться газы и будет всегда большое боковое давление, что приведет к быстрому износу подшипников, самой трубы и зазор будет быстро увеличиваться и хана двигателю, вот поэтому его и не приняли всерьез, обычные тарелочные клапана наглухо закрывают цилиндр и воспринимают внутреннее давление в камере сгорания, на распредвал не действуют ударные боковые нагрузки от воспламинения смеси в цилиндре.

  12. Ну правильно. Но все равно — интересная конструкция.

  13. Существовали еще двигатели Рикардо — с распределяющими гильзами, совершающими возвратно-поступательное движение вокруг поршней и окнами открывавшими каналы газораспределения, они использовались в английской авиации.

Прокомментировать

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *