轴向内燃机


轴向ICE杜克引擎

我们已经习惯了经典的内燃机设计,实际上已经存在了一个世纪。气缸内可燃混合物的快速燃烧导致推动活塞的压力增加。依次使轴穿过连杆和曲柄。

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经典ICE

如果要使发动机更强劲,首先需要增加燃烧室的容积。通过增加直径,我们增加了活塞的重量,这会对结果产生负面影响。通过增加长度,我们加长了连杆,并整体上增加了整个发动机。或者,您可以添加汽缸-当然,这也可以增加发动机的容量。

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首架飞机的工程师ICE遇到了此类问题。最终,他们采用了漂亮的“星形”发动机设计,其中,活塞和气缸相对于轴以相等的角度布置在一个圆周上。这样的系统被气流很好地冷却了,但是它的尺寸非常大。因此,继续寻找解决方案。

1911年,来自洛杉矶的Macomber旋转发动机公司推出了首款  轴向(轴向)内燃机。它们也被称为“机筒”,带有摆动(或倾斜)垫圈的发动机。原始方案允许您围绕主轴并平行于主轴放置活塞和气缸。轴的旋转由于垫圈的摆动而发生,活塞杆被交替地压在垫圈上。

Macomber发动机有7缸。制造商声称该发动机能够以150至1500 rpm的速度运行。同时,在1000 rpm的转速下,他发出了50 hp的功率。它由当时可用的材料制成,重100公斤,尺寸为710×480毫米。这样的发动机安装在先锋飞行员查尔斯·弗朗西斯·沃尔什“沃尔什·银箭”的飞机上。苏联工程师

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们并没有袖手旁观  。 1916年,设计了A. A. Mikulin和B. S. Stechkin的发动机,并在1924年推出了Starostin发动机。也许,只有航空史的爱好者才知道这些引擎。众所周知,在1924年进行的详细测试表明,这种发动机的各个元件上的摩擦损失增加且负载较大。

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来自Monino航空博物馆的Starostin发动机。一位

精明而略显疯狂的工程师,发明家,设计师和商人 John Zachariah Delorean梦想着建立一个新的汽车帝国,尽管它已有一个,并制造出完全独特的“梦想中的汽车”。我们都知道DMC-12,简称为DeLorean。她不仅成为电影《回到未来》中的银幕明星,而且以独特的解决方案而著称-从有机玻璃框架上的铝制车身到“鸥翼”的门。不幸的是,在经济危机中,机器生产没有得到回报。然后Delorean在一个假药案中起诉了很长时间。

但是很少有人知道,德洛伦想用独特的引擎来补充机器的独特外观-在他去世后发现的图纸中,还有轴向ICE的图纸。从他的来信来看,他早在1954年就构思了这种发动机,并于1979年认真致力于研发。 Delorean发动机中有三个活塞,它们位于轴周围的等边三角形中。但是每个活塞都是两侧的-活塞的每个末端都必须在自己的气缸中工作。

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从Delorean的笔记本上绘画

由于某种原因,引擎的诞生没有发生-也许是因为从头开始开发汽车是一件相当复杂的事情。 DMC-12上安装了标致,雷诺和沃尔沃共同开发的2.8升V6发动机,容量为130升。用。好奇的读者可以在此页面上学习Delorean的图纸和笔记的扫描

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轴向发动机的奇特版本是“需求发动机”

但是,这种发动机并未得到广泛使用-在大型航空中,逐渐过渡到涡轮喷气发动机,并且直到今天,在汽车中仍采用一种方案,其中轴垂直于气缸。有趣的是,为什么这样的方案没有扎根于摩托车,而紧凑性却派上了用场。显然,与通常的设计相比,它们无法提供任何显着的好处。现在,这些发动机已经存在,但主要安装在鱼雷中-因为它们在气缸中的安装程度。带有双面活塞的

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选件称为“ 圆柱形能量模块 ”。活塞中的垂直杆描述了沿着波浪形表面移动的正弦曲线

轴向内燃机的主要区别特征是紧凑性。此外,它仅通过改变垫圈的倾斜角度即可改变压缩程度(燃烧室容积)。借助于球形轴承,垫圈在轴上摇摆。

但是,新西兰公司Duke Engines在2013年推出了现代版本的轴流发动机。它们的单元中有五个气缸,但只有三个用于燃油喷射的喷嘴,而不是单个阀。发动机的另一个有趣特征是轴和垫圈沿相反方向旋转。



不仅垫圈和轴在发动机内部旋转,而且还有一组带活塞的气缸。由于这个原因,可以摆脱阀系统-点火时移动的气缸仅经过燃料注入和火花塞所在的孔。在排气阶段,气缸通过出气口。

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由于这种系统,所需的蜡烛和喷嘴的数量少于气缸的数量。一转所产生的活塞冲程与传统设计的六缸发动机一样多。同时,轴向电机的重量减轻了30%。

此外,杜克发动机公司的工程师认为,其发动机的压缩比优于传统的同类产品,对于第91汽油,其压缩比为15:1(对于标准的汽车ICEs,该指标通常为11:1)。所有这些指标都可以减少燃油消耗,从而减少对环境的有害影响(根据您的目标,或者可以增加发动机功率)。

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现在,该公司正在将引擎投入商业使用。在我们成熟的技术时代,多元化,规模经济等时代。很难想象您会如何严重影响整个行业。显然,在Duke Engines中,它们也代表了这一点,因此,他们打算为汽艇,发电机和小型飞机提供发动机。


演示杜克发动机的微小振动

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