Axiale Verbrennungsmotoren

Axial ICE Duke Engine

Wir sind an das klassische Design von Verbrennungsmotoren gewöhnt, das es tatsächlich seit einem Jahrhundert gibt. Die schnelle Verbrennung des brennbaren Gemisches im Zylinder führt zu einem Druckanstieg, der den Kolben drückt. Dies wiederum dreht die Welle durch die Pleuelstange und die Kurbel.


Klassischer ICE

Wenn wir den Motor leistungsstärker machen wollen, müssen wir zunächst das Volumen des Brennraums erhöhen. Durch Erhöhen des Durchmessers erhöhen wir das Gewicht der Kolben, was sich negativ auf das Ergebnis auswirkt. Durch Erhöhen der Länge verlängern wir die Pleuelstange und erhöhen den gesamten Motor als Ganzes. Oder Sie können Zylinder hinzufügen - was natürlich auch die resultierende Motorleistung erhöht.



Der Ingenieur ICE für das erste Flugzeug hatte solche Probleme. Sie kamen schließlich zu einem schönen „sternförmigen“ Motordesign, bei dem die Kolben und Zylinder in einem Winkel relativ zur Welle in gleichen Winkeln angeordnet sind. Ein solches System wird durch Luftstrom gut gekühlt, ist aber sehr dimensional. Daher wurde die Suche nach Lösungen fortgesetzt.

1911 führte die Macomber Rotary Engine Company aus Los Angeles den ersten  axialen (axialen) ICE ein . Sie werden auch als "Lauf" bezeichnet, Motoren mit einer schwingenden (oder schrägen) Unterlegscheibe. Das ursprüngliche Schema ermöglicht es Ihnen, Kolben und Zylinder um die Hauptwelle und parallel dazu zu platzieren. Die Drehung der Welle erfolgt durch die Schwenkscheibe, auf die die Kolbenstangen abwechselnd gedrückt werden.

Der Macomber-Motor hatte 7 Zylinder. Der Hersteller behauptete, der Motor könne mit Drehzahlen von 150 bis 1500 U / min betrieben werden. Gleichzeitig leistete er bei 1000 U / min 50 PS. Da es aus damals verfügbaren Materialien bestand, wog es 100 kg und hatte Abmessungen von 710 × 480 mm. Ein solcher Motor wurde in das Flugzeug des Pionierfliegers Charles Francis Walsh „Walsh Silver Dart“ eingebaut. Sowjetische Ingenieure standen



nicht beiseite  . 1916 erschien der Motor des Entwurfs von A. A. Mikulin und B. S. Stechkin und 1924 der Starostin-Motor. Vielleicht wissen nur Fans der Luftfahrtgeschichte von diesen Triebwerken. Es ist bekannt, dass detaillierte Tests, die 1924 durchgeführt wurden, erhöhte Reibungsverluste und große Belastungen einzelner Elemente solcher Motoren zeigten.


Starostins Motor aus dem Monino Aviation Museum Ein

brillanter und leicht verrückter Ingenieur, Erfinder, Designer und Geschäftsmann John Zachariah Delorean träumte davon, trotz des bestehenden ein neues Automobilimperiumaufzubauenund ein völlig einzigartiges „Traumauto“ zu bauen. Wir alle kennen den DMC-12, der einfach DeLorean heißt. Sie wurde nicht nur zum Star der Leinwand im Film "Zurück in die Zukunft", sondern zeichnete sich auch durch einzigartige Lösungen aus - von der Aluminiumkarosserie auf dem Plexiglasrahmen bis zu den Türen "Flügel einer Möwe". Leider hat sich die Maschinenproduktion in der Wirtschaftskrise nicht ausgezahlt. Und dann verklagte Delorean lange Zeit in einem gefälschten Drogenfall.

Nur wenige wissen, dass Delorean das einzigartige Erscheinungsbild der Maschine durch einen einzigartigen Motor ergänzen wollte - unter den nach seinem Tod gefundenen Zeichnungen befanden sich auch Zeichnungen des axialen ICE. Nach seinen Briefen zu urteilen, konzipierte er bereits 1954 einen solchen Motor und machte sich 1979 ernsthaft an die Entwicklung. Der Delorean-Motor hatte drei Kolben, die sich in einem gleichseitigen Dreieck um die Welle befanden. Aber jeder Kolben war zweiseitig - jedes Ende des Kolbens musste in einem eigenen Zylinder arbeiten.


Zeichnung aus Deloreans Notizbuch

Aus irgendeinem Grund fand die Geburt des Motors nicht statt - vielleicht weil sich die Entwicklung eines Autos von Grund auf als ziemlich kompliziert herausstellte. Der DMC-12 war mit einem von Peugeot, Renault und Volvo gemeinsam entwickelten 2,8-Liter-V6-Motor mit einem Hubraum von 130 Litern ausgestattet. mit. Ein neugieriger Leser kann auf dieser Seite Scans von Zeichnungen und Notizen von Delorean studieren .


Die exotische Version des Axialmotors ist der „Demand Engine“.

Trotzdem waren solche Triebwerke nicht weit verbreitet - in der großen Luftfahrt fand der Übergang zu Turbostrahltriebwerken allmählich statt, und in Automobilen wird bis heute ein Schema verwendet, bei dem die Welle senkrecht zu den Zylindern steht. Es ist nur interessant, warum ein solches Schema nicht in Motorrädern Fuß gefasst hat, wo Kompaktheit nützlich wäre. Anscheinend konnten sie im Vergleich zum üblichen Design keine signifikanten Vorteile bieten. Jetzt existieren diese Motoren, werden aber hauptsächlich in Torpedos eingebaut - aufgrund ihrer guten Passform im Zylinder.



Option " Zylindrisches Energiemodul " mit doppelseitigen Kolben. Senkrechte Stäbe in den Kolben beschreiben eine Sinuskurve, die sich entlang einer wellenförmigen Oberfläche bewegt

Das Hauptunterscheidungsmerkmal des axialen Verbrennungsmotors ist die Kompaktheit. Zusätzlich seine Fähigkeit, den Kompressionsgrad (Volumen der Brennkammer) einfach durch Ändern des Neigungswinkels der Unterlegscheibe zu ändern. Die Unterlegscheibe schwingt dank eines Gelenklagers auf der Welle.

Das neuseeländische Unternehmen Duke Engines stellte 2013 seine moderne Version des Axialmotors vor. In ihrer Einheit befinden sich fünf Zylinder, aber nur drei Düsen für die Kraftstoffeinspritzung und - kein einziges Ventil. Ein weiteres interessantes Merkmal des Motors ist die Tatsache, dass sich Welle und Unterlegscheibe in entgegengesetzte Richtungen drehen.



Nicht nur die Unterlegscheibe und die Welle drehen sich im Motor, sondern auch ein Satz Zylinder mit Kolben. Dank dessen war es möglich, das Ventilsystem loszuwerden - der sich bewegende Zylinder im Moment der Zündung passiert einfach das Loch, in das der Kraftstoff eingespritzt wird und in dem sich die Zündkerze befindet. In der Abgasphase passiert der Zylinder den Gasauslass.



Dank eines solchen Systems ist die Anzahl der erforderlichen Kerzen und Düsen geringer als die Anzahl der Zylinder. Und eine Umdrehung macht insgesamt so viele Kolbenhübe aus wie ein herkömmlicher 6-Zylinder-Motor. Gleichzeitig ist das Gewicht des Axialmotors um 30% geringer.

Darüber hinaus argumentieren Ingenieure von Duke Engines, dass das Verdichtungsverhältnis ihres Motors herkömmlichen Gegenstücken überlegen ist und für das 91. Benzin 15: 1 beträgt (in Standard-ICEs für Kraftfahrzeuge beträgt dieser Indikator normalerweise 11: 1). Alle diese Indikatoren können zu einer Verringerung des Kraftstoffverbrauchs und infolgedessen zu einer Verringerung der schädlichen Auswirkungen auf die Umwelt führen (je nach Ihren Zielen zu einer Erhöhung der Motorleistung).



Jetzt bringt das Unternehmen die Motoren zur kommerziellen Nutzung. In unserer Zeit bewährter Technologien, Diversifizierung, Skaleneffekte usw. Es ist schwer vorstellbar, wie Sie die Branche ernsthaft beeinflussen können. Anscheinend vertreten sie dies auch bei Duke Engines, weshalb sie beabsichtigen, ihre Motoren für Motorboote, Generatoren und Kleinflugzeuge anzubieten.


Demonstration kleiner Vibrationen des Duke-Motors