Motores axiales de combustión interna

Motor Axial ICE Duke

Estamos acostumbrados al diseño clásico de motores de combustión interna, que, de hecho, existe desde hace un siglo. La rápida combustión de la mezcla combustible dentro del cilindro conduce a un aumento de la presión que empuja el pistón. Eso, a su vez, hace girar el eje a través de la biela y la manivela.


Classic ICE

Si queremos hacer que el motor sea más potente, antes que nada necesitamos aumentar el volumen de la cámara de combustión. Al aumentar el diámetro, aumentamos el peso de los pistones, lo que afecta negativamente el resultado. Al aumentar la longitud, alargamos la biela y aumentamos todo el motor en su conjunto. O puede agregar cilindros, lo que, por supuesto, también aumenta la capacidad del motor resultante.



El ingeniero ICE para el primer avión enfrentó tales problemas. Finalmente llegaron a un hermoso diseño de motor "en forma de estrella", donde los pistones y cilindros están dispuestos en un círculo relativo al eje a través de ángulos iguales. Tal sistema está bien enfriado por el flujo de aire, pero es muy dimensional. Por lo tanto, la búsqueda de soluciones continuó.

En 1911, la Macomber Rotary Engine Company de Los Ángeles introdujo el primero de los  ICE axiales (axiales) . También se les llama "barril", motores con una arandela oscilante (u oblicua). El esquema original le permite colocar pistones y cilindros alrededor del eje principal y paralelos a él. La rotación del eje se produce debido a la arandela oscilante, en la cual las varillas del pistón se presionan alternativamente.

El motor Macomber tenía 7 cilindros. El fabricante afirmó que el motor podía funcionar a velocidades de 150 a 1500 rpm. Al mismo tiempo, a 1000 rpm, dio 50 caballos de fuerza. Al estar hecho de materiales disponibles en ese momento, pesaba 100 kg y tenía unas dimensiones de 710 × 480 mm. Tal motor fue instalado en el avión del pionero aviador Charles Francis Walsh "Walsh Silver Dart". Los ingenieros soviéticos



no se hicieron a un lado  . En 1916, apareció el motor del diseño de A. A. Mikulin y B. S. Stechkin, y en 1924, el motor Starostin. Quizás, solo los fanáticos de la historia de la aviación conocen estos motores. Se sabe que las pruebas detalladas llevadas a cabo en 1924 revelaron mayores pérdidas por fricción y grandes cargas en elementos individuales de tales motores.


El motor de Starostin del Museo de Aviación Monino Un

ingeniero, inventor, diseñador y empresario brillante y un poco loco, John Zachariah Delorean, soñaba con construir un nuevo imperio de automóviles a pesar del existente, y hacer un "auto de ensueño" completamente único. Todos conocemos el DMC-12, que simplemente se llama DeLorean. No solo se convirtió en la estrella de la pantalla en la película "Regreso al futuro", sino que también se distinguió por soluciones únicas en todo, desde el cuerpo de aluminio en el marco de plexiglás hasta las puertas "alas de una gaviota". Desafortunadamente, en medio de la crisis económica, la producción de máquinas no ha valido la pena. Y luego Delorean demandó durante mucho tiempo en un caso de drogas falsas.

Pero pocas personas saben que Delorean quería complementar la apariencia única de la máquina con un motor único: entre los dibujos encontrados después de su muerte, también había dibujos del ICE axial. A juzgar por sus cartas, concibió tal motor en 1954, y se puso a trabajar seriamente en el desarrollo en 1979. Había tres pistones en el motor Delorean, y estaban ubicados en un triángulo equilátero alrededor del eje. Pero cada pistón tenía dos lados: cada uno de los extremos del pistón tenía que funcionar en su propio cilindro.


Dibujo del cuaderno de Delorean

Por alguna razón, el nacimiento del motor no tuvo lugar, tal vez porque el desarrollo de un automóvil desde cero resultó ser una empresa bastante complicada. El DMC-12 estaba equipado con un motor V6 de 2.8 litros desarrollado conjuntamente por Peugeot, Renault y Volvo con una capacidad de 130 litros. con. Un lector curioso puede estudiar escaneos de dibujos y notas de Delorean en esta página .


La versión exótica del motor axial es el "motor de demanda"

Sin embargo, tales motores no se usaron ampliamente: en la aviación grande, la transición a los motores turborreactores tuvo lugar gradualmente, y en los automóviles hasta el día de hoy se usa un esquema en el que el eje es perpendicular a los cilindros. Solo es interesante por qué tal esquema no se arraigó en las motocicletas, donde la compacidad sería útil. Aparentemente, no podían ofrecer ningún beneficio significativo en comparación con el diseño habitual. Ahora existen estos motores, pero se instalan principalmente en torpedos, debido a lo bien que encajan en el cilindro.



Opción llamada " Módulo de Energía Cilíndrica " con pistones de doble cara. Las barras perpendiculares en los pistones describen una sinusoide que se mueve a lo largo de una superficie ondulada

La principal característica distintiva del motor de combustión interna axial es la compacidad. Además, su capacidad de cambiar el grado de compresión (volumen de la cámara de combustión) simplemente cambiando el ángulo de inclinación de la lavadora. La arandela se balancea en el eje gracias a un rodamiento esférico.

Sin embargo, la compañía neozelandesa Duke Engines en 2013 presentó su versión moderna del motor axial. Hay cinco cilindros en su unidad, pero solo tres boquillas para inyección de combustible y no una sola válvula. Otra característica interesante del motor es el hecho de que el eje y la arandela giran en direcciones opuestas.



No solo la arandela y el eje giran dentro del motor, sino también un conjunto de cilindros con pistones. Gracias a esto, fue posible deshacerse del sistema de válvulas: el cilindro en movimiento en el momento del encendido simplemente pasa por el orificio donde se inyecta el combustible y donde está la bujía. En la etapa de escape, el cilindro pasa la salida de gas.



Gracias a dicho sistema, la cantidad de velas y boquillas requeridas es menor que la cantidad de cilindros. Y una revolución representa un total de tantas carreras de pistón como un motor de 6 cilindros de diseño convencional. Al mismo tiempo, el peso del motor axial es un 30% menor.

Además, los ingenieros de Duke Engines argumentan que la relación de compresión de su motor es superior a las contrapartes convencionales y es 15: 1 para la 91a gasolina (para los ICE automotrices estándar, este indicador suele ser 11: 1). Todos estos indicadores pueden conducir a una disminución en el consumo de combustible y, como resultado, a una disminución en el efecto nocivo sobre el medio ambiente (bueno, o a un aumento en la potencia del motor, según sus objetivos).



Ahora la compañía está llevando los motores a uso comercial. En nuestra era de tecnologías probadas, diversificación, economías de escala, etc. Es difícil imaginar cómo puede afectar seriamente a la industria. En Duke Engines, aparentemente, también representan esto, por lo tanto, tienen la intención de ofrecer sus motores para embarcaciones a motor, generadores y aviones pequeños.


Demostración de pequeñas vibraciones del motor Duke.