Heinäkuussa 1903 insinööri Harry Eales Smallbone sai kanadalaisen patentin uudelle polttomoottorille. Keväällä 1905 Smallbone jätti hakemuksen Yhdysvaltain patenttivirastolle, mikä johti patenttiin, joka vastaanotettiin 22. toukokuuta 1906. Insinööri ehdotti alkuperäisen mallin "monisylinteristä moottoria". Projektin pääideana oli moottorin koon mahdollisimman suuri pienentäminen säilyttäen samalla suhteellisen suuri määrä sylintereitä. Hieman myöhemmin ehdotettua moottorin rakennetta kutsuttiin aksiaaliksi.
Smallbonen aksiaalimoottorissa oli neljä sylinteriä ja sen piti kuluttaa bensiiniä. Kehityksen päätavoitteena oli pienentää tuotteen mittoja, johon tekijä sovelsi alkuperäistä asetteluratkaisua. Uuden moottorin kampikammio koostui kolmesta pääosasta. Ensimmäisessä oli sylinterilohko venttiilillä ja sytytysjärjestelmällä, toinen oli tarkoitettu yksiköiden yhdistämiseen ja kolmas pääakselin käyttömekanismi.
Piirustus Smallbone-moottorista patentista
Neljä sylinteriä sijaitsi ehdollisen neliön kulmissa, yhdensuuntaisesti toistensa kanssa. Sylinterilohkon keskellä oli kanava akselille. Sylinterien ja akselin yhdensuuntainen sijoitus mahdollisti moottorin kokonaispoikkileikkauksen pienentämisen, vaikka se johtikin tarpeeseen käyttää erityistä mekanismia, joka saa akselin liikkeelle. Tästä huolimatta G.I. Smallbone piti tällaisia vaikeuksia hyväksyttävänä hinnana supistamisesta.
Kampikammion pohjassa sijaitsi aluslevy, joka vastasi sylinterien translaatioliikkeen muuntamisesta akselin pyöriväksi liikkeeksi. Kampikammion pohjassa oli erityinen reunus, johon vahvistettiin monimutkaisen muotoinen heiluva osa. Tällainen "etulevy" muodostui keskikartiosta ja useista sivuulokkeista. Eri suuntiin keinumisen tarpeesta johtuen etulevy kiinnitettiin saranaan: sen keskiosassa oli kanava tangolle, jonka päässä oli kuulalaakeri, joka sisältyi vastaavaan kampikammion pohjassa olevaan syvennykseen. .
Neljän sivuulokkeen päähän oli kiinnityspisteet pallokärkillä varustettuja kiertokankoja varten. Vapaan liikkeen varmistamiseksi vaadituilla sektoreilla kiertokanget kiinnitettiin kääntyvästi mäntiin. Etulevyn sivureunat liikkuivat kampikammion sisäpinnalla olevia erikoiskiskoja pitkin.
Nelitahtisen järjestelmän käytön aikana moottorin mäntien piti vuorotellen pumpata päämekanismin etulevyä. Tukitankollaan heiluttuna etulevyn oli johdettava se ympyrämäistä polkua pitkin. Tangon häntä meni pääakselin vauhtipyörässä olevaan reikään. Ympyrässä liikkuvan tangon piti pyörittää vauhtipyörää ja saada liikkeelle moottorin pääakseli ja siihen liittyvät mekanismit.
Ilma-polttoaineseoksen, sytytyksen ja pakokaasujen syöttöjärjestelmässä ei ollut suuria innovaatioita. Kirjoittaja on kuitenkin sijoittanut yksityiskohdat kiinnostavaan. Sylinterin yläseinään tehtiin aukko, jonka päässä oli pieni putki. Tämän putken seinissä oli syöttö- ja poistoventtiilit, ja pohjaan laitettiin sytytystulppa. Tämä järjestely liittyi tarpeeseen pienentää koko moottorin kokoa. Esimerkiksi venttiilien avaamisen nokkamekanismia oli mahdollista yksinkertaistaa mahdollisimman paljon, koska jälkimmäisten työntimet olivat lähellä pääakselia.
Smallbonen moottorin piti olla vesijäähdytteinen. Ylimääräisen lämmön poistamiseksi sylinterilohkosta järjestettiin erityisiä onteloita, joiden läpi jäähdytysnesteen piti kiertää. On huomattava, että moottorin nykyisessä piirustuksessa ei ole viitteitä jäähdytysjärjestelmän yksiköistä. Tämä voidaan selittää sillä, että kirjoittaja aikoi patentoida vain itse moottorin suunnittelun, ei täysimittaista tuotetta, joka oli valmis massatuotantoon.
Modernin Duke Engines -moottorin pesukoneisto, joka perustuu Smallbonen ideoihin
Olemassa olevan piirustuksen perusteella voidaan tehdä johtopäätöksiä ehdotetun rakenteen moottorin mitoista. Tällainen yksikkö sopii sylinteriin, jonka halkaisija on enintään 3-4 männän halkaisijaa. Siten pakkaustiheyden kannalta ehdotettu aksiaalimoottori oli erittäin kiinnostava. Moottorin kokonaispituus oli suoraan verrannollinen käytettyjen mekanismien eri parametreihin. Esimerkiksi mäntien liikkeen muuntamiseksi akselin pyörimiseksi mekanismin mitat riippuivat mäntien halkaisijasta ja iskunpituudesta.
Projektin omituinen piirre G.I. Smallbonella oli tietty modernisointipotentiaali. Oikealla lähestymistavalla suunnitteluun moottorin tehon kasvu liittyi vain rakenteen pituuden pidentämiseen. Halkaisijaa ei tarvinnut merkittävästi kasvattaa. Lisäksi oli mahdollista lisätä sylinterien määrää suhteellisen pienellä koon lisäyksellä.
Vuosina 1903-1906 alkuperäisen moottorin kirjoittaja sai kaksi patenttia Kanadassa ja Yhdysvalloissa. Kuten saatavilla olevista lähteistä ilmenee, tämä historia utelias projekti on ohi. Smallbonen aksiaalipolttomoottori ei kiinnostanut potentiaalisia asiakkaita. Luultavasti kiinnostuksen puute johtui moottorinrakennuksen ja siihen liittyvien toimialojen tilanteesta. XNUMX-luvun alussa autoteollisuudessa ei vielä tarvinnut optimoida moottoreiden tehon ja mittojen suhdetta. ilmailupuolestaan otti ensimmäiset askeleet ja ratkaisi tärkeämpiä asioita kuin moottorin suorituskyvyn suhde.
Smallbone-projekti ei herättänyt huomiota ja unohdettiin. Seuraavien vuosien aikana kukaan ei palannut ajatukseen aksiaalimoottorin asettelusta. Seuraava yritys toteuttaa alkuperäinen idea tapahtui vuonna 1911, ja se oli paljon menestyneempi. Uudet aksiaalimoottorit ovat jopa saavuttaneet vähäisen tuotantomäärän, mutta se on toinen tarina.
Sivustojen materiaalien mukaan:
http://douglas-self.com/
http://cynthiashidesertblog.blogspot.ru/
http://theoldmotor.com/