Двигатель с оппозитным поршнем

редактировать

Сбалансированный двухтактный двигатель Симпсона 1914 года

Двигатель с оппозитным поршнем - это поршневой двигатель, в котором каждый цилиндр имеет поршень на обоих концах, а головка блока отсутствует. Бензиновые и дизельные двигатели с оппозитными поршнями используются в основном в крупномасштабных приложениях, таких как корабли, военные танки и заводы.

Содержание

  • 1 Конструкция
  • 2 История
    • 2.1 1880-е - 1930-е годы
    • 2.2 1940-е годы до наших дней
  • 3 Свободнопоршневой двигатель
  • 4 См. Также
  • 5 Ссылки

Конструкция

Схема двигателя с оппозитным наддувом. 1. Забор топливовоздушной смеси. 2. Нагнетатель. 3. Воздушная камера. 4. Клапан сброса давления. 5. Выходной коленчатый вал. 6. Впускной кривошипно-шатунный механизм. 7. Цилиндр с впускным и выпускным отверстиями. 8. Выхлоп. 9. Рубашка водяного охлаждения. 10. Свеча зажигания

По сравнению с современными двухтактными двигателями, в которых использовалась обычная конструкция с одним поршнем на цилиндр, преимущества двигателя с оппозитными поршнями заключались в следующем:

  • Отсутствие головки блока цилиндров и клапанного механизма, который снижает вес, сложность, стоимость, потери тепла и потери на трение двигателя.
  • Создание беспоточного движения газа через камеру сгорания, что позволяет избежать недостатков, связанных с современные конструкции с продувкой поперечным потоком (однако более поздние разработки предоставили методы для достижения однотока продувки в традиционных конструкциях поршневых двигателей).
  • Уменьшенная высота двигателя

Основным недостатком было то, что мощность двух противоположных поршней должна быть согласована. Это добавило веса и сложности по сравнению с обычными поршневыми двигателями, в которых в качестве выходной мощности используется один коленчатый вал .

Наиболее распространенной компоновкой было два коленчатых вала, причем коленчатые валы были соединены вместе (либо в одном направлении, либо в противоположных направлениях). В двигателях Koreyvo, Jumo и Napier Deltic по одному поршню на цилиндр открывали впускной канал, а другим - выпускной канал. Каждый поршень называется впускным или выпускным поршнем, в зависимости от его функции в этом отношении. Такая компоновка обеспечивает превосходную продувку, поскольку поток газа через цилиндр является осевым, а не радиальным, и упрощает конструкцию головок поршня. В Jumo 205 и его вариантах верхний коленчатый вал обслуживает выпускные поршни, а нижний коленчатый вал - впускные поршни. В конструкциях с несколькими рядами цилиндров каждый подшипник шатуна обслуживает один впускной и один выпускной поршни, используя вилкообразный шатун для выпускного поршня.

История

1880-е - 1930-е годы

Анимация дифференциального двигателя Аткинсона 1932 Junkers Jumo 205 дизельный авиационный двигатель

Один из первых оппозитно- Поршневыми двигателями был дифференциальный двигатель Аткинсона 1882 года, который имел рабочий ход при каждом обороте коленчатого вала (по сравнению с каждым вторым оборотом для современного двигателя цикла Отто ), но это не так. коммерческий успех.

В 1898 году на металлургическом заводе в Хорде был установлен двухтактный двигатель Oechelhäuser с оппозитным поршнем мощностью 600 л.с. (447 кВт). Двигатель этой конструкции также производился по лицензии производителями, включая Deutsche Kraftgas Gesellschaft в Германии и William Beardmore Sons Ltd в Соединенном Королевстве.

В 1901 году компания Lightning Balanced Gas и Канзас-Сити Бензиновые двигатели - это бензиновые двигатели мощностью 4–25 л.с. (3–19 кВт).

Ранний автомобильный двигатель с оппозитными поршнями производился французской компанией Gobron-Brillié около 1900 года. В апреле В 1904 году автомобиль Gobron-Brillié с оппозитным поршневым двигателем стал первым автомобилем, который превысил 150 км / ч с «мировой рекордной скоростью» 152,5 км / ч (95 миль в час). 17 июля 1904 года автомобиль Gobron-Brillié стал первым, чей пролетный километр превысил 100 миль в час (161 км / ч). В двигателе использовался один коленчатый вал на одном конце цилиндров и крейцкопф на противоположном поршне.

Еще один ранний оппозиционный поршневой автомобильный двигатель был в шотландском автомобиле Arrol-Johnston, который, по-видимому, впервые был установлен на их 10-сильный бакборд c1900. Двигатель был описан и подробно проиллюстрирован в отчете об их 12-15-сильном автомобиле, выставленном на автосалоне в Олимпии 1905 года. Двигатель был 4-тактным с двумя цилиндрами (с противоположными поршнями в каждом) с коленчатым валом под ним и поршнями, соединенными рычагами с двухходовым коленчатым валом.

Первый дизельный двигатель с оппозитными поршнями был прототипом, построенным на Коломенском заводе в России. Конструктор Раймон А. Корейво запатентовал двигатель во Франции 6 ноября 1907 года и представил двигатель на международных выставках, но в производство он не поступил. В конструкции Коломны использовалась типовая компоновка двух коленчатых валов, соединенных зубчатым зацеплением.

В 1914 году сбалансированный двухтактный мотоциклетный двигатель Симпсона был еще одним двигателем с оппозитными поршнями, в котором использовался единственный коленчатый вал под центром цилиндров, причем оба поршня были соединены рычагами. Этот двигатель имел конструкцию с компрессией картера, в которой один поршень использовался для открытия передаточного порта, а другой - для открытия выпускного отверстия. Преимущество этой конструкции состояло в том, чтобы избежать появления головок дефлектора для поршней, используемых в большинстве двухтактных двигателей того времени.

Doxford Engine Works в Соединенном Королевстве построили большие двигатели с оппозитными поршнями для использования на море, причем первый двигатель Doxford был установлен на корабле в 1921 году. В этом дизельном двигателе использовался единственный коленчатый вал на одном конце цилиндров и крейцкопф встречного поршня. После Первой мировой войны эти двигатели выпускались для ряда моделей, таких как серии P и J, мощностью до 20 000 л.с. (14 914 кВт). Производство двигателей Doxford в Великобритании было прекращено в 1980 году.

Более поздние дизельные двигатели с оппозитными поршнями включают авиадвигатель Junkers Jumo 205 1932 года выпуска, построенный в Германии, с одним коленчатым валом и аналогичной конструкцией. к двигателям Gobron-Brillié 1900–1922 гг.

1940-х годов по настоящее время

Дизельный двигатель Fairbanks Morse 38 8-1 / 8, первоначально разработанный в Германии в 1930-х годах, использовался в США. подводные лодки в 1940-х и 1950-х годах и на лодках с 1930-х годов по настоящее время. Он также использовался в локомотивах с 1944 года.

Трехцилиндровые дизельные двигатели для грузовиков Commer TS3, выпущенные в 1954 году, имеют единственный коленчатый вал под центром цилиндров, причем оба поршня соединены рычаги.

Также в 1954 году был выпущен двигатель Napier Deltic для военных катеров. В нем используются три коленчатых вала, по одному в каждом углу, которые образуют три ряда двусторонних цилиндров, расположенных в равностороннем треугольнике. Позже двигатель Deltic стал локомотивом British Rail Class 55 и British Rail Class 23, а также для питания быстрых патрульных катеров и минных тралов Royal Navy. Начиная с 1962 года Гиббс пригласил Mack Trucks принять участие в разработке суперпампера FDNY и тендера на него. Компания DeLaval Turbine получила заказ на разработку многоступенчатого центробежного насоса с дизельным двигателем Naper-Deltic T18-37C для приведения в действие насосов. https://www.firerescue1.com/fire-products/fire-apparatus/articles/the-greatest-fire-pumper-the-world-has-known-TrMsI86bXHcXv1iq/

В 1959 году Leyland L60 19 л (1159 куб. Дюймов) был представлен шестицилиндровый дизельный двигатель. L60 производился в Великобритании для использования в танке Chieftain. Советский танк Т-64, выпускавшийся в 1963-1987 гг., Также имел оппозитный дизельный двигатель.

Volvo подала заявку на патент в 2017 году.

Diesel Air Dair 100 - двухцилиндровый двигатель мощностью 100 л.с. (75 кВт) дизель авиационный двигатель, спроектированный и произведенный компанией Diesel Air Ltd из Олни, Бакингемшир для использования в дирижаблях, домашних самолетов китпланов и легкие самолеты.

Двигатель со свободным поршнем

Вариантом конструкции с оппозитным поршнем является двигатель со свободным поршнем, который был впервые запатентован в 1934 году. Двигатели со свободным поршнем не имеют коленчатого вала., а поршни возвращаются после каждого такта зажигания за счет сжатия и расширения воздуха в отдельном цилиндре. Ранние приложения использовались в качестве воздушного компрессора или газогенератора для газовой турбины.

См. Также

Ссылки

Последняя правка сделана 2021-06-01 13:28:57
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте