Sotilaallinen arvostelu

Aksiaaliset polttomoottorit U.G. Macomber (USA)

4
G.I.:n suunnittelema aksiaalisen polttomoottorin projekti. Smallbone ei ollut kiinnostunut kenestäkään ja pysyi piirustussarjan muodossa. Ajatus ei kuitenkaan kadonnut. Pian ilmestyi samanlaisia ​​​​projekteja, jotka osoittautuivat menestyneempiksi. Viime vuosisadan ensimmäisen vuosikymmenen lopussa amerikkalainen insinööri W.G. Macomber. Menestyneen suunnittelun ja luojan innokkuuden ansiosta uusi aksiaalimoottori pääsi jopa massatuotantoon ja käytännön käyttöön.

Walter Glenn Macomber on ollut kiinnostunut tekniikasta lapsuudesta lähtien. Esimerkiksi 14-vuotiaana hän kokosi improvisoiduista materiaaleista yksinkertaisimman höyrykoneen, joka kuitenkin kehitti riittävän suuren tehon kotitekoiseen työhön. Myöhemmin Macomber ehdotti useita muita keksintöjä, jotka soveltuvat käytettäväksi eri aloilla. XNUMX-luvun ensimmäisen vuosikymmenen lopussa keksijä alkoi luoda aksiaalista polttomoottoria. Macomber näki tilanteen moottorinrakennuksen alalla ja halusi ilmeisesti olla mukana moottorisuunnittelun kehittämisessä.

Aksiaaliset polttomoottorit U.G. Macomber (USA)
Macomber-moottorin yleinen kaavio


Vuonna 1909 W.G. Macomber valmisteli joukon piirustuksia ja aikoi patentoida keksintönsä. Lisäksi hän perusti oman yrityksen, jonka oli tarkoitus tulevaisuudessa harjoittaa uusien moottoreiden tuotantoa. Macomber Rotary Engine Companyn työpajat sijaitsevat Los Angelesissa. Suunnitelmissa oli hallita uusien moottoreiden kokoonpano ja tulevaisuudessa tehdä sopimuksia näiden tuotteiden toimittamisesta auto- tai autovalmistajille. ilmailu teknologiaa.

Joidenkin raporttien mukaan Macomber jätti ensimmäisen patenttihakemuksen vuonna 1909. Suurin osa tätä aihetta käsittelevistä materiaaleista sisältää kuitenkin myöhempiä asiakirjoja. Esimerkiksi yksi hakemuksista jätettiin huhtikuussa 1911 ja johti patenttiin lokakuussa 1912. Lisäksi parannettu versio aksiaalimoottorista patentoitiin vuonna 1916. Siten W.G. Macomber hoiti keksinnöstään ja haki jatkuvasti patentteja uuden moottorin parannetuille versioille.

Huolimatta erilaisten yksityiskohtien lisäyksestä tai muuttamisesta, Macomberin aksiaalimoottoreilla oli yleensä samanlainen arkkitehtuuri. Erilaisia ​​komponentteja viimeisteltiin, mutta layout, sylinterien lukumäärä, tehonsäätötapa jne. pysyi samana. Keksijä ehdotti seitsemän ilmajäähdytteisen sylinterin lohkon käyttöä. Moottori rakennettiin aksiaalisen kaavion mukaan pyörivällä sylinterilohkolla. Macomber katsoi, että tällainen järjestelmä parantaisi sylinterien jäähdytystä jatkuvan ilmavirran ansiosta ilman lisätuulettimia.



Piirustuksia vuoden 1912 patentista Images Theoldmotor.com


Macomber-aksiaalimoottorin suunnittelu jaettiin ehdollisesti kahteen pääosaan: kampikammioon, jossa on aluslevy ja sylinterilohko. Lisäksi moottori sisälsi joitain muita pääkomponentteihin kiinnitettyjä yksiköitä. Useiden alkuperäisten ehdotusten ansiosta projektin kirjoittaja onnistui merkittävästi pienentämään moottorin kokoa verrattuna muihin tuon ajan moottoreihin.

Macomberin aksiaalimoottori oli varustettu seitsemällä sylinterillä, jotka sijaitsevat yhdessä lohkossa akselin suuntaisesti. Parempaa jäähdytystä varten sylintereiden ulkopinnalle sijoitettiin rivat. Tällaisten "patterien" ja sylinterilohkon jatkuvan pyörimisen odotettiin tarjoavan hyväksyttävää jäähdytystä. Männät saranoiduilla kiertokangeilla asetettiin sylintereiden sisään. Saranoiden käyttö yhdistettiin alkuperäiseen moottorin tehonsäätöjärjestelmään muuttamalla sylinterin kokonais- ja työtilavuutta sekä puristussuhdetta.

Imu- ja pakojärjestelmä sijaitsi sylinterin päässä. Niiden suunnittelun yksinkertaistamiseksi Macomber ehdotti onton moottorin akselin käyttöä ilma-polttoaineseoksen syöttämiseen. Sylinterit yhdistettiin akseliin putkien avulla, joiden läpi seos jaettiin. Pakokaasu tuotettiin putkia pitkin ympäröivään tilaan. Moottorin varhaisessa versiossa ei ollut yhteistä pakosarjaa.


Malli A moottorimainos


Imu- ja pakoventtiilien vaihtoehtoinen avaaminen oli suoritettava erityisellä mekanismilla. Sylinterin yläosaan asennettiin jousikuormitetut venttiilit, joiden yläpuolella oli keinuvipu. Akseliin oli järjestetty monimutkainen muotoinen nokka, jonka täytyi pyörimisen aikana nostaa tai laskea venttiilin keinun lähintä päätä. Kun keinuvipua painettiin, imuventtiili upposi ja nostettaessa pakoventtiili upotettiin.

Kiertokkojen avulla sylinterien männät yhdistettiin aluslevyyn. Pääosa jälkimmäisestä oli monimutkaisen muotoinen etulevy. Moottorin pituusakselilla sijaitsevaan saranaan kiinnitettiin tukirengas laakerilla vauhtipyörää varten kiertokankien kiinnikkeillä. Moottorin käydessä kiertokankien piti kääntyä ja heilauttaa vauhtipyörää. Joidenkin osien jäykän kiinnityksen vuoksi ei vain vauhtipyörä pyöri, vaan myös sylinterilohko.

Mäntien edestakainen liike muutettiin pääakselin pyörimiseksi "etulevytangot" -mekanismin toimintaperiaatteen mukaisesti. Tässä tapauksessa akseliin ei kuitenkaan liitetty jäykästi kääntyvää vauhtipyörää, vaan sylinterilohko. Siten Macomber-moottorin etulevyn rooli oli itse asiassa sylintereillä. Kuten käytäntö on osoittanut, tällaisella moottorin arkkitehtuurilla ei kuitenkaan ollut vakavaa vaikutusta sen suorituskykyyn.

Erittäin kiinnostava on järjestelmä tehon ja muiden moottorin parametrien säätöön. Oletuksena oli, että uusi moottori pystyy toimimaan tietyllä nopeuden, tehon ja vääntömomentin alueella. Tätä varten sen suunnitteluun otettiin käyttöön mekanismi sylinterin tilavuuden muuttamiseksi. On huomionarvoista, että vuoden 1916 patentin piirustuksissa ei ole tällaisia ​​yksityiskohtia. Erikoismekanismeista päätettiin todennäköisesti luopua kehittyneempien vaihdelaatikoiden syntymisen vuoksi.

Moottorin päärunkoon tai auton / lentokoneen moottorin runkoon ehdotettiin asentaa jäykästi vain pesukoneiston kampikammio ja sylinterien tilavuuden säätöjärjestelmä. Tässä tapauksessa sylinterilohko yhdistettiin jälkimmäiseen. Tarvittaessa kuljettajan tai lentäjän oli liikutettava erityistä vipua. Samaan aikaan kahden vaihteen (joissakin projektin versioissa - yksi) piti tuoda sylinterilohko ja pesumekanismin vauhtipyörä toisiinsa tai levittää toisistaan. Tämän ansiosta oli mahdollista muuttaa sylinterin työtilavuutta, seoksen puristussuhdetta ja muita parametreja. Kun sylintereitä ja vauhtipyörää käännettiin sivulle, moottorin teho putosi, kun se yhdistettiin, se kasvoi.


C. Walshin lentokone lennossa, toukokuu 1911. Kuva Cynthiashidesertblog.blogspot.ru


Patenttihakemuksen mukana toimitettujen piirustusten mukaan valmistettiin aksiaalimoottori Macomber Model A. Tätä moottoria tarjottiin käytettäväksi autoissa ja lentokoneissa. On huomattava, että ehdotettu moottori oli kiinnostava ensisijaisesti lentokoneen voimalaitoksena. Sillä oli suhteellisen pieni paino ja pienet mitat riittävän suurella teholla. Tietyissä olosuhteissa Macomber-moottorista olisi voinut hyvinkin tulla elinkelpoinen vaihtoehto aikansa radiaalisille pyöriville moottoreille.

Mallin A moottorin esitteessä kerrottiin, että se voisi tuottaa jopa 50-60 hv. 800-1400 rpm. Moottorin seitsemän sylinterin sisähalkaisija oli 4,25 tuumaa. Mäntien suurin isku oli 4,25 tuumaa. Tarvittaessa jälkimmäistä voidaan muuttaa. Sylinterien venttiilimekanismin äärimmäinen yksinkertaisuus, liikkuvien osien puuttuminen voitelujärjestelmästä ja muut suunnitteluominaisuudet havaittiin. Myös pienet mitat ja paino esitettiin etuna. Moottorin suurin halkaisija oli 19 tuumaa (48,25 cm), pituus - 34 tuumaa (86,36 cm), ja paino lisävarusteineen ei ylittänyt 250 paunaa (113,4 kg). Potkurin asentamista varten oli 6 tuumaa (15,24 cm) pitkä akseli.

Macomber Rotary Engine Company aikoi koota uusia moottoreita tilauksesta. Yhden setin hinta oli 2 tuhatta dollaria. Moottoreita tilattaessa ostaja joutui maksamaan neljänneksen sopimuksen arvosta. Loput summasta siirrettiin valmistajalle tilauksen toimituksen jälkeen.

Mallin A moottorin tuotantomäärät eivät ole tiedossa. Eri lähteiden mukaan tällaisia ​​tuotteita kerättiin vain muutama tusina. Ainakin yhtä tällaista moottoria tiedetään käyttäneen ilmailussa. Toukokuussa 1911 amerikkalainen ilmailun pioneeri Charles Walsh lensi toisella Macomber-moottorilla toimivalla koneella. Muita tapauksia tällaisten moottoreiden käytöstä käytännössä ei tunneta.

Vuonna 1914 W.G. Macomber alkoi edistää suunnittelunsa moottoria autoteollisuudessa. Jo vuonna 1915 ilmestyi ensimmäinen aksiaalimoottorilla varustettu auto. Prototyypissä oli klassinen layout tuon ajan autoille suhteellisen pitkällä moottoritilalla ja taka-akselin yläpuolella sijaitsevilla istuimilla. Samanaikaisesti moottorin erityinen muotoilu mahdollisti konepellin koon merkittävästi pienentämisen ja sille tyypillisen muodon.


Ensimmäinen Macomberin moottori, 1915. Kuva Cynthiashidesertblog.blogspot.ru


Jatkossa Macomber Rotary Engine Company kehitti ja tarjosi potentiaalisille ostajille useita vaihtoehtoja aksiaalimoottoriautolle. Moottorin suunnittelun edelleen parantaminen mahdollisti suorituskyvyn parantamisen ilman mittojen huomattavaa kasvua. Lisäksi oli mahdollista jopa pienentää moottorin kokoa. Joten vuonna 1916 ehdotettiin autoa, jossa oli epätavallisen pieni moottoritila. Säilyttäen tuolloin perinteiset ääriviivat, konepelti sisälsi vaaditun tehon moottorin.


Eagle-Macomber-auto, 1916. Kuva: Theoldmotors.com


Autossa, jossa oli alennettu konepelti, käytettiin uutta viisisylinteristä moottoriversiota. Patentti tälle moottoriversiolle saatiin marraskuussa 1916. Moottorin autoversiossa oli viisi sylinteriä, jotka oli järjestetty keskeisen pääakselin ympärille. Yleinen rakenne ja toimintaperiaate säilyivät ennallaan, mutta joitain yksittäisiä elementtejä viimeisteltiin. Esimerkiksi vauhtipyörä kiinnitettiin tukirenkaaseen, joka on nyt liitetty jäykästi mekanismin kampikammioon. Myös joitain muita solmuja on muutettu.


Macomberin viisisylinterinen moottori


Viisisylinterinen aksiaalimoottori sai uuden kotelon. Kaikki yksiköt sijoitettiin koteloon, jossa oli useita eri halkaisijaltaan olevia sylinterimäisiä pintoja. Lisäksi rungossa olevan sylinterilohkon sivulla oli ilmanottokello. Käytön aikana sylinterien jäähdyttämiseen käytettävän ilman piti virrata sen läpi. Putket lisättiin sylinterien pakoputkiin, jotka sijaitsevat samansuuntaisesti moottorin pituusakselin kanssa. Näiden putkien kautta kaasujen piti virrata erityiseen kerääjään, joka sijaitsee pesukoneiston ympärillä. Sylinterien lämmittämä ilma ja pakokaasut putosivat lopulta kaarevaan kanavaan ja poistuivat erikoisputken kautta.



Piirustuksia vuoden 1916 patentista Images Theoldmotor.com


Aksiaalimoottorilla varustetut ajoneuvot valmistettiin Eagle-Macomber-tuotemerkillä. Eri syistä ne eivät olleet kovin suosittuja ja ne valmistettiin yksinomaan tilauksesta. Raporttien mukaan Eagle-Macomber-koneita rakennettiin yhteensä enintään viisikymmentä, jotka luovutettiin pian asiakkaille. Valmistettujen moottoreiden määrä ei juurikaan eroa autojen määrästä.

Macomber Rotary Engine Company toimi vuoteen 1918 asti. Tuotteidensa, sekä autojen että moottoreiden, alhaisen kysynnän vuoksi se joutui supistamaan tuotantoa. Tähän mennessä joukkoyritykset uudentyyppisen moottorin kehittämiseksi olivat lähes kokonaan pysähtyneet. Autoteollisuudessa rivimoottorit ovat ottaneet tiukasti paikkansa, ja tähtimäiset ovat saaneet jalansijaa ilmailussa. Jatkossa moottorinrakennuksessa havaittiin erilaisia ​​trendejä, mutta aksiaalimoottoreita ei voitu käyttää laajasti. Koska W.G. Macomber jätti tämän suunnan ja ryhtyi lupaavampiin projekteihin.


Sivustojen materiaalien mukaan:
http://douglas-self.com/
http://theoldmotor.com/
http://cynthiashidesertblog.blogspot.ru/
http://american-automobiles.com/
http://freepages.genealogy.rootsweb.ancestry.com/
Kirjoittaja:
4 kommentit
Mainos

Tilaa Telegram-kanavamme, säännöllisesti lisätietoja Ukrainan erikoisoperaatiosta, suuri määrä tietoa, videoita, jotain, mikä ei kuulu sivustolle: https://t.me/topwar_official

tiedot
Hyvä lukija, jotta voit jättää kommentteja julkaisuun, sinun on kirjaudu.
  1. Zabvo
    Zabvo 23. kesäkuuta 2015 klo 08
    0
    Erittäin omaperäinen, mielestäni voit yrittää yhdistää tämän moottorin
    Stirling-moottorilla
  2. Kolka82
    Kolka82 23. kesäkuuta 2015 klo 08
    +1
    Lännessä ne jatkavat kehitystä tähän suuntaan, mutta jostain syystä unohdimme sen surullinen
    https://youtu.be/-bny77SEefQ
  3. michael 3
    michael 3 23. kesäkuuta 2015 klo 12
    +1
    Uskomaton määrä energiaa täytyy vapauttaa "monimutkaisen muodon etulevylle". Ilmeisesti hän ylikuumeni hyvin nopeasti ja epäröi nollaan, joten omistajat muuttivat autonsa. Mielenkiintoista on, että kaikkea tätä on mahdotonta toistaa nyt nykyaikaisilla materiaaleilla ja kuinka "elävänä" kaikki tämä tulee olemaan.
  4. Dmitri Donskoj
    Dmitri Donskoj 23. kesäkuuta 2015 klo 14
    +1
    Tämä järjestelmä sopii paremmin pumpuille ja kompressoreille, jotka ovat melko valmistettuja ja erittäin massatuotettuja. Männän translaatioliikkeen muuntamisella pyöriväksi kaltevaa etulevyä käyttämällä, erityisesti iskukuormitusolosuhteissa (seos räjähtää polttokammiossa), on vakavia rajoituksia, jotka liittyvät kiertokangen parin - etulevyn kosketuslujuuteen. Se voi silti olla kuin vesi- tai pneumaattinen moottori, kuten polttomoottori - kuollut rakenne.