Moteurs axiaux à combustion interne

Moteur axial ICE Duke

Nous sommes habitués à la conception classique des moteurs à combustion interne, qui, en fait, existe depuis un siècle. La combustion rapide du mélange combustible à l'intérieur du cylindre entraîne une augmentation de la pression qui pousse le piston. Cela, à son tour, fait tourner l'arbre à travers la bielle et la manivelle.


ICE classique

Si nous voulons rendre le moteur plus puissant, nous devons d'abord augmenter le volume de la chambre de combustion. En augmentant le diamètre, nous augmentons le poids des pistons, ce qui affecte négativement le résultat. En augmentant la longueur, nous allongons la bielle et augmentons l'ensemble du moteur dans son ensemble. Ou vous pouvez ajouter des cylindres - ce qui, bien sûr, augmente également la capacité du moteur qui en résulte.



L'ingénieur ICE du premier avion a rencontré de tels problèmes. Ils sont finalement arrivés à une belle conception de moteur «en forme d'étoile», où les pistons et les cylindres sont disposés en cercle par rapport à l'arbre selon des angles égaux. Un tel système est bien refroidi par le flux d'air, mais il est très dimensionnel. Par conséquent, la recherche de solutions s'est poursuivie.

En 1911, la Macomber Rotary Engine Company de Los Angeles a introduit le premier des  ICE axiaux (axiaux) . Ils sont aussi appelés "barillet", moteurs à rondelle oscillante (ou oblique). Le schéma d'origine vous permet de placer des pistons et des cylindres autour de l'arbre principal et parallèlement à celui-ci. La rotation de l'arbre est due à la rondelle oscillante, sur laquelle les tiges de piston sont pressées alternativement.

Le moteur Macomber avait 7 cylindres. Le constructeur a affirmé que le moteur pouvait fonctionner à des vitesses de 150 à 1500 tr / min. Dans le même temps, à 1000 tr / min, il délivre 50 ch. Étant fait de matériaux disponibles à l'époque, il pesait 100 kg et avait des dimensions de 710 × 480 mm. Un tel moteur a été installé dans l'avion de l'aviateur pionnier Charles Francis Walsh «Walsh Silver Dart». Les ingénieurs soviétiques



ne se sont pas écartés  . En 1916, le moteur de la conception de A. A. Mikulin et B. S. Stechkin est apparu, et en 1924, le moteur Starostin. Peut-être, seuls les fans de l'histoire de l'aviation connaissent ces moteurs. On sait que des tests détaillés effectués en 1924 ont révélé une augmentation des pertes par frottement et des charges importantes sur les éléments individuels de ces moteurs.


Le moteur de Starostin du Monino Aviation Museum Un

ingénieur, inventeur, designer et homme d'affaires brillant et un peu fou John Zachariah Delorean rêvait de construire un nouvel empire automobile en dépit de celui existant et de faire une "voiture de rêve" tout à fait unique. Nous connaissons tous le DMC-12, qui est simplement appelé DeLorean. Elle est non seulement devenue la star de l'écran dans le film "Back to the Future", mais s'est également distinguée par des solutions uniques en tout - du corps en aluminium sur le cadre en plexiglas aux portes "ailes d'une mouette". Malheureusement, au milieu de la crise économique, la production de machines n'a pas porté ses fruits. Et puis Delorean a poursuivi pendant longtemps dans une affaire de faux médicament.

Mais peu de gens savent que Delorean voulait compléter l'apparence unique de la machine avec un moteur unique - parmi les dessins trouvés après sa mort, il y avait aussi des dessins de l'ICE axial. À en juger par ses lettres, il a conçu un tel moteur en 1954 et s'est sérieusement mis au travail de développement en 1979. Il y avait trois pistons dans le moteur Delorean, et ils étaient situés dans un triangle équilatéral autour de l'arbre. Mais chaque piston était à deux faces - chacune des extrémités du piston devait fonctionner dans son propre cylindre.


Dessin du cahier de Delorean

Pour une raison quelconque, la naissance du moteur n'a pas eu lieu - peut-être parce que le développement d'une voiture à partir de zéro s'est avéré être une entreprise plutôt compliquée. Le DMC-12 était équipé d'un moteur V6 de 2,8 litres développé conjointement par Peugeot, Renault et Volvo d'une capacité de 130 litres. avec. Un lecteur curieux peut étudier des scans de dessins et des notes de Delorean sur cette page .


La version exotique du moteur axial est le «moteur à la demande»

Cependant, ces moteurs n'étaient pas largement utilisés - dans la grande aviation, la transition vers les turboréacteurs a eu lieu progressivement, et dans les voitures à ce jour, un schéma est utilisé dans lequel l'arbre est perpendiculaire aux cylindres. Il est intéressant de savoir pourquoi un tel système n'a pas pris racine dans les motos, où la compacité serait utile. Apparemment, ils ne pouvaient offrir aucun avantage significatif par rapport à la conception habituelle. Maintenant, ces moteurs existent, mais sont installés principalement dans des torpilles - en raison de leur bonne intégration dans le cylindre.



Option appelée " Module d'énergie cylindrique " avec pistons double face. Des tiges perpendiculaires dans les pistons décrivent une sinusoïde se déplaçant le long d'une surface ondulée

La principale caractéristique distinctive du moteur à combustion interne axiale est sa compacité. De plus, sa capacité à modifier le degré de compression (volume de la chambre de combustion) simplement en changeant l'angle d'inclinaison de la rondelle. La rondelle oscille sur l'arbre grâce à un roulement sphérique.

Cependant, la société néo-zélandaise Duke Engines a présenté en 2013 sa version moderne du moteur axial. Il y a cinq cylindres dans leur unité, mais seulement trois buses pour l'injection de carburant et - pas une seule soupape. Une autre caractéristique intéressante du moteur est le fait que l'arbre et la rondelle tournent dans des directions opposées.



Non seulement la rondelle et l'arbre tournent à l'intérieur du moteur, mais aussi un ensemble de cylindres avec pistons. Grâce à cela, il a été possible de se débarrasser du système de soupape - le cylindre en mouvement au moment de l'allumage passe simplement par le trou où le carburant est injecté et où se trouve la bougie. À l'étape d'échappement, le cylindre passe la sortie de gaz.



Grâce à un tel système, le nombre de bougies et de buses nécessaires est inférieur au nombre de cylindres. Et une révolution représente au total autant de courses de piston qu'un moteur 6 cylindres de conception conventionnelle. Dans le même temps, le poids du moteur axial est 30% inférieur.

De plus, les ingénieurs de Duke Engines affirment que le taux de compression de leur moteur est supérieur aux analogues conventionnels et est de 15: 1 pour la 91e essence (pour les ICE automobiles standard, cet indicateur est généralement de 11: 1). Tous ces indicateurs peuvent entraîner une diminution de la consommation de carburant, et, par conséquent, une diminution des effets nocifs sur l'environnement (enfin, ou une augmentation de la puissance du moteur, selon vos objectifs).



Maintenant, la société apporte les moteurs à un usage commercial. À notre époque de technologies éprouvées, de diversification, d'économies d'échelle, etc. il est difficile d'imaginer comment vous pouvez sérieusement affecter l'industrie. Dans Duke Engines, apparemment, ils représentent également cela, ils ont donc l'intention de proposer leurs moteurs pour les bateaux à moteur, les générateurs et les petits avions.


Démonstration de petites vibrations du moteur Duke