Простая модернизация любого двигателя

Мини-крейцкопфный механизм:

Не затрагивая основ термодинамики, не меняя принципов действия - можно модернизировать практически любой двигатель внутреннего сгорания. Суть модернизации состоит в замене кривошипно-шатунного механизма на мини-крейцкопфный механизм. Обычный крейцкопфный механизм известен всем и давно. Вы видели паровоз? Так вот, этот механизм его и двигает.. Лежа на боку, открытый всем стихиям, надежный настолько, что и сегодня тысячи законсервированных паровозов готовы в любой момент отправиться в путь.. Громадные судовые дизеля с таким механизмом и мощностью до 50 000 л.с. все еще работают на морских судах. Компрессоры на газоперекачивающих станциях тоже имеют такой механизм.

Достоинства этого механизма просты - если бы он был на вашем автомобиле, то вы покупали бы топлива на четверть меньше и не задумывались бы о ремонте.. Недостатки тоже хороши - его под капот не затолкаешь.. Мини-крейцкопфный механизм потому и мини, что имеет размеры меньше, чем обычный сегодня кривошипно-шатунный механизм и под капотом вашего автомобиля появилось бы много свободного места. Однако какая вам разница, что там под капотом? Главное, что аппетит у мотора меньше и безотказный, как швейная машинка "Singer".

А в чем изюминка - спросит инженер? Отвечаю - боковые силы, возникающие при преобразовании поступательного движения поршней во вращательное движение коленвала, крейцкопф (он же ползун на паровозе) передает направляющим. Когда в начале прошлого века двигатели засовывали под капот, то от этой детали отказались с целью уменьшения высоты двигателя. Боковые силы при этом переселились в цилиндры, а роль ползуна перешла к поршням. Это была серьезная ошибка, ведь боковые силы измеряются тоннами и с увеличением оборотов могут сожрать всю мощность двигателя. Для чего на автомобиле тахометр? Чтобы вы, уважаемый пользователь, не перекручивали двигатель, не влазили в красный сектор, иначе ваш двигатель прослужит очень недолго.. Изюминка мини-крейцкопфного механизма в том, что боковые силы вынесены в район коленвала и воспринимаются своими подшипниками-рольгангами, а поршни и кольца от этой работы избавлены.

Есть очень красивое решение задачи преобразования поступательного движения во вращательное. Оно использует свойство эпициклоиды вырождаться в прямую линию при определенных условиях. Это решение нашел Баландин Сергей Степанович и построил несколько авиационных двигателей, которые долго были засекречены. К сожалению, необходимость применения шестерен усложняет его конструкцию. Мини-крейцкопфный механизм, который я тут предлагаю, тоже использует соотношения этого геометрического парадокса и возник в 1976 году как попытка упростить механизм Баландина. Мне он неинтересен был тогда, потому как я искренне полагал, что эта рацуха настолько проста и очевидна, хоть и имеет небольшой подводный камень - запуск сжатым воздухом.. Однако прошло 30 лет и никто не догадался.. А может это никому не надо..

Еще есть неплохое геометрическое соотношение, которое все мы проходили в школе - угол, опирающийся на диаметр - всегда прямой. Слышали про Декартовы координаты, в которых математика описывает великое множество геометрических фокусов? Движение по окружности - всего лишь частный случай.. Не знаю, почему бы конструкторам не попробовать реализовать этот принцип в механизме двигателей, в электролобзиках он давно уже стал классикой...

При модернизации существующего двигателя удаляется картер и кривошипно-шатунный механизм. На это место, так или иначе - устанавливается новый картер с мини-крейцкопфным механизмом. Трудности возникают при приспособлении привода газораспределительного механизма к новым размерам картера. Однако это не очень сложная задача..

Очень хороши для такой переделки рядные и оппозитные четырехтактные двигатели, а также двухвальные двухтактные судовые двигатели. Сложнее модернизация V-образных двигателей, потому что в этом случае отливка картера имеет сложноватую форму. По своему обыкновению, я спроектировал трехлитровую оппозитную шестерку (отрезав два цилиндра - получим двухлитровую четверку..) - хоть сейчас в производство:

Вскрытие показало, что не все так просто:

Удаливши гильзы и шпильки (резьба - это столько мегабайт...):

Поршни крепились на болтах:

Убрав рольганги и опорные подшипники:

Теперь уберем опоры:

Масло брызжет на поршни через эти сопла:

Вот такие красивые железки:

AutoCAD позволяет идеально балансировать такие эксцентричные колеса сверлениями для смазки.. Какой я все-таки дотошный - аж самому противно..:

Подшипники с реализацией гидравлической подушки. Желтая штучка - это центр масс механизма:

Все пронизано каналами подачи масла:

А что там, внутри?:

Сборка в определенной последовательности:

Сборка - перед тем, как установить поршни:

Продумывая модернизацию двигателей, необходимо знать три особенности их успешного применения:

- запуск сжатым воздухом, как это принято на флоте;

- возможность повышения оборотов вдвое-втрое и соответствующее повышение мощности;

- мини-крейцкопфный механизм имеет вдвое меньший крутящий момент, чем кривошипно-шатунный механизм. В автомобилях, где этот параметр имеет большое значение, следует удвоить передаточное отношение главной пары трансмиссии вместе с удвоением числа оборотов двигателя. При этом удвоится и мощность двигателя;

На самом деле - помните, как Михаэль Шумахер ввел седьмую скорость в коробку передач болида Ferrari-F1, стремясь к лучшему согласованию двигателя с болидом?

Разрабатывать двигатель в подробностях дальше я не хочу - это неинтересно.. Однако, если появится конкретный клиент, то любой вариант - автомобильный, мотоциклетный, лодочный, вертолетный и судовой - с удовольствием и за деньги.. Те картинки, что ты здесь увидел - это мелочь, а ведь я уже потратил 125 моточасов на эту разработку.. Причем это чисто станочное время, а выкручивание мозгов работой не считается.. Заглянув в свойства файла, я поразился - он был начат 22 августа 2000 года.. Как быстро проходит жизнь...

Наконец, стереокартинку можно просмотреть в статейке: "Мониторы и Стереомониторы". Острое впечатление гарантируется...