محركات احتراق محورية

Axial ICE Duke Engine

نحن معتادون على التصميم الكلاسيكي لمحركات الاحتراق الداخلي ، التي كانت موجودة بالفعل منذ قرن من الزمان. يؤدي الاحتراق السريع للخليط القابل للاحتراق داخل الأسطوانة إلى زيادة الضغط الذي يدفع المكبس. وهذا بدوره يحول العمود عبر قضيب التوصيل والذراع.


Classic ICE

إذا أردنا أن نجعل المحرك أكثر قوة ، فإننا نحتاج أولاً إلى زيادة حجم غرفة الاحتراق. من خلال زيادة القطر ، نزيد من وزن المكابس ، مما يؤثر سلبًا على النتيجة. من خلال زيادة الطول ، نقوم بإطالة قضيب التوصيل ، وزيادة المحرك بأكمله ككل. أو يمكنك إضافة أسطوانات - والتي بالطبع تزيد أيضًا من سعة المحرك الناتجة.



واجه مهندس ICE للطائرة الأولى مثل هذه المشاكل. وصلوا أخيرًا إلى تصميم محرك جميل على شكل نجمة ، حيث يتم ترتيب المكابس والأسطوانات في دائرة بالنسبة إلى العمود من خلال زوايا متساوية. يتم تبريد هذا النظام بشكل جيد عن طريق تدفق الهواء ، ولكنه ذو أبعاد جدًا. لذلك ، استمر البحث عن حلول.

في عام 1911 ، قدمت شركة Macomber Rotary Engine Company من لوس أنجلوس أول  ICEs المحورية (المحورية) . كما يطلق عليها "البرميل" ، وهي المحركات ذات الغسالة المتأرجحة (أو المائلة). يسمح لك المخطط الأصلي بوضع المكابس والأسطوانات حول العمود الرئيسي وموازية له. يحدث دوران العمود بسبب الغسالة المتأرجحة ، حيث يتم الضغط على قضبان المكبس بالتناوب.

كان محرك Macomber 7 أسطوانات. ادعت الشركة المصنعة أن المحرك كان قادرًا على العمل بسرعات تتراوح من 150 إلى 1500 دورة في الدقيقة. في الوقت نفسه ، عند 1000 دورة في الدقيقة ، أعطى 50 حصانًا. كونها مصنوعة من مواد متوفرة في ذلك الوقت ، كان وزنها 100 كجم وأبعادها 710 × 480 مم. تم تركيب هذا المحرك في طائرة الطيار الرائد تشارلز فرانسيس والش "Walsh Silver Dart". المهندسون السوفييت



لم يقفوا جانبا  . في عام 1916 ، ظهر محرك تصميم A. A. Mikulin و B. S. Stechkin ، وفي عام 1924 ، كان محرك Starostin. ربما ، فقط عشاق تاريخ الطيران يعرفون هذه المحركات. من المعروف أن الاختبارات التفصيلية التي أجريت في عام 1924 كشفت عن زيادة خسائر الاحتكاك وأحمال كبيرة على العناصر الفردية لهذه المحركات.


محرك Starostin لمن Monino متحف الطيران و

مهندس الرائعة ومجنون قليلا، مخترع، مصمم ورجل الأعمال جون زكريا DELOREAN يحلم ببناء إمبراطورية السيارات الجديدة على الرغم من واحد موجود، وجعل فريدة من نوعها تماما "حلم السيارة". نعلم جميعًا DMC-12 ، والذي يُطلق عليه ببساطة DeLorean. لم تصبح فقط نجمة الشاشة في فيلم "العودة إلى المستقبل" ، ولكنها تميزت أيضًا بحلول فريدة من نوعها في كل شيء - من جسم الألمنيوم على إطار زجاجي إلى أبواب "أجنحة النورس". لسوء الحظ ، وسط الأزمة الاقتصادية ، لم يؤتي إنتاج الآلات ثمارها. ثم رفعت ديلوريان دعوى قضائية لفترة طويلة في قضية مخدرات مزيفة.

لكن قلة من الناس يعرفون أن Delorean أرادت استكمال المظهر الفريد للآلة بمحرك فريد - من بين الرسومات التي تم العثور عليها بعد وفاته كانت هناك أيضًا رسومات لمحور الجليد المحوري. إذا حكمنا من خلال رسائله ، فقد تصور مثل هذا المحرك في عام 1954 ، واستعد بجدية للعمل على التنمية في عام 1979. كان هناك ثلاثة مكابس في محرك Delorean ، وكانت موجودة في مثلث متساوي الأضلاع حول العمود. لكن كل مكبس كان على الوجهين - كان على كل طرف من أطراف المكبس العمل في اسطوانة خاصة به.


رسم من دفتر Delorean

لسبب ما ، لم يحدث ولادة المحرك - ربما لأن تطوير سيارة من الصفر تبين أنه مشروع معقد إلى حد ما. تم تجهيز DMC-12 بمحرك V6 سعة 2.8 لتر تم تطويره بشكل مشترك من قبل بيجو ورينو وفولفو بسعة 130 لترًا. مع. يمكن للقارئ الفضولي دراسة عمليات مسح الرسومات وملاحظات Delorean في هذه الصفحة .


النسخة الغريبة من المحرك المحوري هي "محرك الطلب"

ومع ذلك ، لم يتم استخدام هذه المحركات على نطاق واسع - في الطيران الكبير ، حدث الانتقال إلى محركات التربو النفاثة تدريجيًا ، وفي السيارات حتى يومنا هذا يتم استخدام مخطط يكون فيه العمود متعامدًا مع الأسطوانات. من المثير للاهتمام فقط لماذا لم يتجذر هذا المخطط في الدراجات النارية ، حيث سيكون الضغط مدمجًا في متناول اليد. على ما يبدو ، لم يتمكنوا من تقديم أي فوائد كبيرة مقارنة بالتصميم المعتاد. توجد هذه المحركات الآن ، ولكن يتم تثبيتها بشكل أساسي في الطوربيدات - نظرًا لمدى ملاءمتها للأسطوانة.



خيار يسمى " وحدة الطاقة الأسطوانية " مع المكابس ذات الوجهين. تصف قضبان متعامدة في المكابس جيبًا يتحرك على طول سطح متموج

السمة المميزة الرئيسية لمحرك الاحتراق الداخلي المحوري هي الضغط. بالإضافة إلى ذلك ، قدرتها على تغيير درجة الضغط (حجم غرفة الاحتراق) ببساطة عن طريق تغيير زاوية ميل الغسالة. تتأرجح الغسالة على العمود بفضل المحمل الكروي.

ومع ذلك ، قدمت شركة Duke Engines النيوزيلندية في عام 2013 نسختها الحديثة من المحرك المحوري. هناك خمس أسطوانات في وحدتها ، ولكن فقط ثلاث فوهات لحقن الوقود - وليس صمامًا واحدًا. ميزة أخرى مثيرة للاهتمام للمحرك هي حقيقة أن العمود والغسالة يدوران في اتجاهين متعاكسين.



لا تدور الغسالة والعمود فقط داخل المحرك ، ولكن أيضًا مجموعة من الأسطوانات مع المكابس. بفضل هذا ، كان من الممكن التخلص من نظام الصمام - تمر الأسطوانة المتحركة في لحظة الاشتعال ببساطة عن طريق الثقب حيث يتم حقن الوقود وحيث يوجد قابس الإشعال. في مرحلة العادم ، تمر الأسطوانة بمخرج الغاز.



بفضل هذا النظام ، فإن عدد الشموع والفوهات المطلوبة أقل من عدد الأسطوانات. وتمثل ثورة واحدة إجمالي عدد ضربات المكبس مثل محرك بست أسطوانات ذو تصميم تقليدي. في نفس الوقت ، وزن المحرك المحوري أقل بنسبة 30٪.

بالإضافة إلى ذلك ، يجادل المهندسون من Duke Engines بأن نسبة الضغط لمحركهم أعلى من نظائرها التقليدية وهي 15: 1 للبنزين 91 (بالنسبة لمركبات ICE القياسية للسيارات ، يكون هذا المؤشر عادة 11: 1). كل هذه المؤشرات يمكن أن تؤدي إلى انخفاض استهلاك الوقود ، ونتيجة لذلك ، انخفاض في التأثير الضار على البيئة (جيدًا ، أو زيادة في قوة المحرك ، وفقًا لأهدافك).



الآن تجلب الشركة المحركات للاستخدام التجاري. في عصرنا الذي أثبت فيه التقنيات ، والتنويع ، ووفورات الحجم ، وما إلى ذلك. من الصعب أن تتخيل كيف يمكنك التأثير بشكل خطير على الصناعة. في محركات Duke ، على ما يبدو ، يمثلون هذا أيضًا ، لذلك ينوون تقديم محركاتهم للقوارب الآلية والمولدات والطائرات الصغيرة.


شرح الاهتزازات الصغيرة لمحرك الدوق