Двигатель с двумя шатунами: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Содержание

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

 

Полезная модель относится к области двигателестроения. Предложена конструкция двигателя, содержащего цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, и два коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра, с комплексом технических решений, обеспечивающих его работу по двухтактному циклу с кривошипно-камерной схемой газообмена. Результат, в основном достигается за счет применения поршня в виде головки с двухсторонней юбкой, нижняя часть которой при положении поршня в НМТ, размещена в зоне, занимаемой коленчатыми валами, а верхняя часть, при положении поршня в ВМТ, входит в кольцевое пространство, расположенное вокруг камеры сгорания, причем впускные и выпускные окна расположены на двух уровнях: впускные над днищем головки поршня, выпускные — над верхней кромкой юбки поршня. При этом повышается объемный КПД продувочного насоса, частично используется более прогрессивная прямоточная схема продувки, увеличивается «время-сечение» окон, исключается возможность прямого выброса горючей смеси из впускных окон в выпускные, уменьшаются газодинамические потери при продувке и выпуске, улучшается процесс сгорания топлива. Область применения: насосы гидроприводов, мотокомпрессоры, аварийные мотопомпы, привод ручных механизмов различного назначения, беспилотные летательные аппараты, мопеды, лодочные моторы и другие средства индивидуального транспорта. Эффективность: отпадает необходимость применения автономного нагнетателя, литровая мощность двигателя увеличивается на 35-38%, уменьшаются: удельные масса и габариты в 1,8-1,9 раза, удельный расход топлива на 5-10%, снижается уровень вибрации.

Полезная модель относится к области двигателестроения. Известны двигатели внутреннего сгорания, содержащие цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, и два параллельных коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра и связанных между собой шестернями, причем каждый из валов сочленен шатуном с одним их поршневых пальцев. [1, 2, 3]

Указанные двигатели обладают рядом преимуществ, главные из которых: хорошая возможность уравновешенности сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс, отсутствие сил, вызывающих повышенное трение поршня о стенки цилиндра; отсутствие реактивного крутящего момента.

Двигатели, выполненные по данной схеме, могут быть как четырехтактными, так и двухтактными. [3]

Четырехтактные двигатели [1, 2], обладающие меньшим удельным расходом топлива, имеют на 5070% меньшую литровую мощность, более сложны в изготовлении, имеют большую удельную массу и габариты. Несмотря на возможность их снижения за счет использования более короткого поршня, выполненного в виде головки без тронка (юбки) [1], применение таких двигателей для привода мотоциклов, мопедов, лодочных моторов, средств малой механизации на приусадебных участках, в строительстве и в других отраслях маловероятно, т.к. расход топлива для них не является определяющим.

Двухтактный двигатель [3] — (прототип) состоит из двух рядом расположенных цилиндров с общей камерой сгорания, в которых перемещаются жестко соединенные между собой поршни, сопряженные шатунами с двумя параллельными коленчатыми валами, симметрично расположенными относительно осей цилиндров и связанными между собой шестернями, вращающимися в противоположенные стороны.

К недостаткам двигателей со сдвоенными цилиндрами относят: трудность охлаждения поршня, управляющего выпуском отработавших газов, отсутствие возможности создания камеры сгорания рациональной формы, необходимость повышения давления топливной смеси для продувки вследствие потерь в проходном сечении между цилиндрами, а также изменения направления ее движения. [4] Наличие дополнительной детали и ее крепежа для фиксации поршней между собой увеличивает массу поступательно движущихся частей и противовесов коленчатого вала, а также увеличивает объем кривошипной камеры, что приводит к снижению давления продувки, ухудшающего наполнение цилиндров топливной смесью и, как следствие, снижающего мощность двигателя. При отсутствии фиксации поршней между собой, например, у двигателя А. Иваницкого [5], возникает повышенное давление поршней на стенку цилиндров, что увеличивает их износ и снижает механический кпд двигателя. Кроме того, в связи с увеличенными объемами внутрикартерного пространства, для организации очистки и наполнения цилиндров (газообмена) они требуют наличия автономных нагнетателей [3, 5], что для указанных выше портативных двигателей неприемлемо.

Планируемый технический результат — повышение эффективности работы продувочного насоса двухтактного двигателя с кривошипно-камерной системой газообмена, выполненного по схеме один цилиндр — два коленчатых вала, исключающее необходимость применения автономных нагнетателей.

Для реализации двухтактного цикла работы двигателя с кривошипно-камерной схемой газообмена, содержащего цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, и два параллельных коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра и связанных между собой шестернями, причем каждый из валов сочленен шатуном с одним из поршневых пальцев, и улучшения его параметров предложены следующие конструктивные решения:

1) поршень выполнен в виде головки с двусторонней юбкой, высотой, на 1-2 мм, превышающей ход поршня, причем, нижняя часть юбки, при положении поршня в нижней мертвой точке (НМТ), в значительной мере (ограничение — габариты коренных подшипников), размещена в зоне, занимаемой коленчатыми валами, а верхняя часть юбки, при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), частично входит в кольцевое пространство, расположенное вокруг камеры сгорания и связанное с ней каналами; при этом впускные и выпускные окна расположены на двух уровнях: впускные — над днищем головки поршня, при его положении в НМТ, выпускные — над верхней кромкой юбки поршня. Таким образом, используется комбинированная (прямоточно-петлевая) система продувки: в нижней зоне рабочего объема цилиндра (от головки поршня до середины выпускных окон) продувка отработавших газов происходит по прямоточной, более прогрессивной схеме, в верхней части (от верхней стенки камеры сгорания до середины выпускных окон) — по петлевой. При этом увеличиваются «время-сечение» окон, исключаются явления «короткого замыкания» — прямого выброса продувочной (топливной) смести из впускных окон в выпускные, снижается уровень остаточных газов, весь периметр выпускных окон становится доступным для истечения отработавших газов и почти в два раза сокращается их путь; что способствует сохранению параметров газообмена при увеличении скоростного режима работы двигателя;

2) для повышения объемного кпд продувочного насоса, объем кривошипной камеры дополнительно уменьшен, за счет удаления из него шестерен, связывающих между собой коленчатые валы. Кинематическая связь между валами может быть осуществлена снаружи картера, в редукторе или, при условии равной загрузки валов, может отсутствовать;

3) гильза цилиндра снабжена профильным кольцом, обеспечивающим более плавный вход продувочной смеси со стороны нижней ее кромки. Кольцо фиксируется канавкой, выполненной в картере, и может быть разрезным или состоять из двух половин. По данным [9] наличие с указанной стороны округления радиусом 23 мм снижает потери давления потока продувочной смеси в коленах с изгибом 90° примерно на 2025%, что оказывает положительное влияние на наполнение цилиндра.

4) с целью создания вихревого движения рабочей смеси в камере сгорания, способствующего ускорению процесса сгорания, последняя соединена с кольцевым пространством тангенциальными каналами. Мероприятие полезно при увеличении скоростного режима двигателя и необходимо при применении в перспективе непосредственного впрыска топлива.

Для выявления эффективности применения двигателя с двумя коленчатыми валами и одним цилиндром был проведен сравнительный анализ параметров одноцилиндрового двигателя Б-21 «Марс» [6] и двигателя, выполненного на его базе по вышеуказанной схеме.

Анализ показал, что мощность такого двигателя возрастает как минимум в 2 раза, при этом его масса увеличивается на 11%, габариты всего на 5%, при значительном улучшении удельных показателей: литровая мощность увеличивается в 1,38 раза, удельная масса снижается в 1,79 раза, удельные габариты — в 1,9 раза.

Указанные параметры получены, в основном, за счет увеличения диаметра с 42 до 52 мм при снижении хода поршня с 36 до 34 мм, т.е. за счет преимуществ короткоходной конструкции, о которых имеются сведения в литературе [4, 7, 8], а ее применение обусловлено самой схемой.

На фиг.1 изображен поперечный разрез предлагаемого двигателя, состоящего из двух половинок картера 1, в котором размещены коленчатые валы 2, связанные шатунами 3 с поршнем 4.

Поршень имеет форму стакана (юбки) с головкой, размещенной в отличие от известных поршней, не в верхней части поршня, а в средней, разделяя таким образом юбку на верхнюю часть 5 и нижнюю 6. Головка состоит из днища и примыкающей к нему по периферии утолщенной части стенки с канавкой для компрессионного кольца. Термин головка сохранен, поскольку ее состав и выполняемые функции не изменились. Впускные (продувочные) окна 7 расположены над головкой поршня в гильзе цилиндра 8 и в юбке поршня. Выпускные окна 9 расположены в гильзе цилиндре над кромкой юбки поршня.

Нижняя часть юбки закрывает выпускные окна при положении поршня в ВМТ. Наружная кромка верхней части юбки 5 управляет фазой выпуска, фазой впуска управляет нижняя кромка впускных окон, совпадающая с наружной поверхностью днища.

В поршне установлены два поршневых пальца, сочлененные верхними головками шатунов при помощи игольчатых сепараторных подшипников. Нижние (большие) головки также на игольчатых подшипниках сочленены с пальцами кривошипа коленчатых валов.

Кольцевое пространство 10 соединено с камерой сгорания тангенциально расположенными каналами 11 (показано условно). Полукольца 12 обеспечивают улучшение условий поступления потока горючей смеси в цилиндр.

По результатам авторских проработок ожидается, что реализация предлагаемых конструктивных решений обеспечит работоспособность одноцилиндрового двухвального двигателя по двухтактному циклу с использованием кривошипно-камерной схемы газообмена, при этом удельные масса и габариты двигателя уменьшатся примерно в 1,81,9 раз, литровая мощность увеличится на 3538%, габариты в осевом направлении (расстояние от оси коленчатого вала до торца отверстия под свечу) уменьшается на 2025%, удельный расход топлива снизится на 5-10%.

Возможная область применения: насосы гидроприводов, мотокомпрессоры, аварийные мотопомпы, ручные механизмы различного назначения, беспилотные летательные аппараты, мотоциклы, мопеды, лодочные моторы и других средств индивидуального транспорта и т.д.

1. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания, содержащий цилиндр, размещенный в нем поршень с двумя поршневыми пальцами, два коленчатых вала, симметрично расположенных относительно оси цилиндра, каждый из них соединен шатуном с одним из поршневых пальцев, отличающийся тем, что поршень выполнен в виде головки с двухсторонней юбкой, нижняя часть юбки при положении поршня в нижней мертвой точке (НМТ) размещена в зоне, занимаемой коленчатыми валами, верхняя часть юбки, при положении поршня в верхней мертвой точке (ВМТ), частично входит в кольцевое пространство, расположенное вокруг камеры сгорания, причем впускные и выпускные окна расположены на двух уровнях: впускные окна расположены над головкой поршня при его положении в НМТ, а выпускные — над верхней кромкой юбки.

2. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что выполнен с кривошипно-камерной схемой газообмена.

3. Двигатель по п.1, отличающийся тем, что в картере, ниже впускных окон предусмотрена кольцевая канавка для установки кольца с профильной образующей.

4. Двигатель по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что камера сгорания соединена с кольцевым пространством тангенциальными каналами.

Двигатели будущего: чувство такта — журнал За рулем

Умы изобретателей неустанно рождают альтернативные конструкции традиционных агрегатов. Чаще всего это один из главных узлов автомобиля — двигатель. Отделим реальность от утопии?

У OPOC единый коленвал в центре двигателя. Сделать мотор легче и компактнее, отказавшись от второго коленвала, позволила оригинальная компоновка шатунов. За открытие впускных и выпускных окон в стенках цилиндров отвечают сами поршни.

У OPOC единый коленвал в центре двигателя. Сделать мотор легче и компактнее, отказавшись от второго коленвала, позволила оригинальная компоновка шатунов. За открытие впускных и выпускных окон в стенках цилиндров отвечают сами поршни.

У OPOC единый коленвал в центре двигателя. Сделать мотор легче и компактнее, отказавшись от второго коленвала, позволила оригинальная компоновка шатунов. За открытие впускных и выпускных окон в стенках цилиндров отвечают сами поршни.

Все схемы открываются в полный размер по клику.

ВСТРЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ

Особенность двухтактного дизеля профессора Питера Хофбауэра, посвятившего 20 лет своей жизни работе в концерне «Фольксваген», — два поршня в одном цилиндре, движущиеся навстречу друг другу. И название это подтверждает: Opposed Piston Opposed Cylinder (OPOC) — встречные поршни, встречные цилиндры.

Похожую схему еще в середине прошлого века использовали в авиации и танкостроении, например, на немецких «Юнкерсах» или советском танке T-64. Дело в том, что в традиционном двухтактном двигателе оба окна для газообмена перекрывает один поршень, а в двигателях с встречными поршнями в зоне хода одного поршня располагается впускное окно, в зоне хода второго — выпускное. Такая конструкция позволяет раньше открывать выпускное окно и благодаря этому лучше очищать камеру сгорания от отработавших газов. И заранее закрывать, чтобы сберечь некоторое количество рабочей смеси, которое у двухтактного двигателя обычно выбрасывается в выхлопную трубу.

В чем же изюминка конструкции профессора? В центральном (между цилиндрами) расположении коленвала, обслуживающего сразу все поршни. Это решение привело к довольно замысловатой конструкции шатунов. Их по паре на каждой шейке коленвала, причем на внешние поршни приходится по паре шатунов, расположенных по обе стороны цилиндра. Это схема позволила обойтись одним коленвалом (у прежних моторов их было два, размещенных по краям двигателя) и сделать компактный, легкий агрегат. В четырехтактных двигателях циркуляцию воздуха в цилиндре обеспечивает сам поршень, в моторе OPOC — турбонаддув. Для лучшей эффективности быстро разогнать турбину помогает электромотор, который в определенных режимах становится генератором и рекуперирует энергию.

Опытный образец, сделанный для армии без оглядки на экологические нормы, при массе 134 кг развивает 325 л.с. Подготовлен и гражданский вариант — с примерно на сотню сил меньшей отдачей. Как заявляет создатель, в зависимости от исполнения мотор ОРОС на 30–50% легче прочих дизелей сравнимой мощности и в два — четыре раза компактнее. Даже по ширине (это самое внушительное габаритное измерение) ОРОС всего вдвое превосходит один из самых компактных автомобильных агрегатов в мире — двухцилиндровый фиатовский «Твинэйр».

Мотор OPOC — образец модульной конструкции: двухцилиндровые блоки можно компоновать в многоцилиндровые агрегаты, соединяя их электромагнитными муфтами. Когда полная мощность не требуется, для экономии топлива один или несколько модулей могут отключаться. В отличие от обычных двигателей с отключаемыми цилиндрами, где коленвал шевелит даже «отдыхающие» поршни, механических потерь можно избежать. Интересно, а как обстоят дела с топливной экономичностью и вредными выбросами? Разработчик предпочитает обходить этот вопрос молчанием. Понятное дело — тут позиции двухтактников традиционно слабы.

РАЗДЕЛЬНОЕ ПИТАНИЕ

В двигателе Кармело Скудери классические четыре такта распределены между двумя цилиндрами: впуск и сжатие происходят в одном, а рабочий ход и выпуск — в другом.

В двигателе Кармело Скудери классические четыре такта распределены между двумя цилиндрами: впуск и сжатие происходят в одном, а рабочий ход и выпуск — в другом.

В двигателе Кармело Скудери классические четыре такта распределены между двумя цилиндрами: впуск и сжатие происходят в одном, а рабочий ход и выпуск — в другом.

Еще один пример ухода от традиционных догм. Кармело Скудери покусился на святое правило четырехтактных моторов: весь рабочий процесс должен происходить строго в одном цилиндре. Изобретатель поделил цикл между двумя цилиндрами: один отвечает за впуск смеси и ее сжатие, второй — за рабочий ход и выпуск. При этом традиционные четыре такта двигатель, именуемый мотором с разделенным циклом (SCC — Split Cycle Combustion), проходит всего за один оборот коленвала, то есть в два раза быстрее.

Вот как этот мотор работает. В первом цилиндре поршень сжимает воздух и подает его в соединительный канал. Клапан открывается, форсунка впрыскивает топливо, и смесь под давлением врывается во второй цилиндр. Сгорание в нем начинается при движении поршня вниз, в отличие от двигателя Отто, где смесь поджигают чуть раньше, чем поршень достигнет верхней мертвой точки. Таким образом, сгорающая смесь не препятствует в начальной стадии горения движущему навстречу поршню, а, наоборот, подталкивает его. Создатель мотора обещает удельную мощность в 135 л.с. с литра рабочего объема. Причем при значительном сокращении вредных выбросов благодаря более эффективному сгоранию смеси — например, с уменьшением выхода NOx на 80% в сравнении с этим же показателем для традиционного ДВС. Заодно утверждают, что SCC на 25% экономичнее равных по мощности атмосферных моторов. Однако лишний цилиндр — это дополнительная масса, увеличение габаритов, возрастающие потери на трение. Что-то не верится… Особенно если взять в пример новое поколение наддувных двигателей, сделанных под девизом даунсайзинга.

Кстати, для этого двигателя придумана оригинальная схема рекуперации и наддува «в одном флаконе» под названием Air-Hybrid. Во время торможения двигателем цилиндр рабочего хода отключается (клапаны закрыты), а цилиндр сжатия наполняет специальный резервуар сжатым воздухом. При разгоне происходит обратное: не работает цилиндр сжатия, а в рабочий нагнетается запасенный воздух — своего рода наддув. Собственно, при такой схеме не исключается и полный пневморежим, когда воздух будет толкать поршни в одиночку.

МОЩНОСТЬ ИЗ ВОЗДУХА

Лино Гуззелло использовал для улучшения характеристик двигателя рекуперацию воздуха. Он аккумулируется в дополнительном резервуаре, связанном с двигателем.

Лино Гуззелло использовал для улучшения характеристик двигателя рекуперацию воздуха. Он аккумулируется в дополнительном резервуаре, связанном с двигателем.

Лино Гуззелло использовал для улучшения характеристик двигателя рекуперацию воздуха. Он аккумулируется в дополнительном резервуаре, связанном с двигателем.

Профессор Лино Гуззелла также использовал идею накопления сжатого воздуха в отдельном резервуаре: один из клапанов открывает путь от баллона к камере сгорания. В остальном это обычный двигатель с турбонаддувом. Опытный образец построили на базе 0,75-литрового двигателя, предложив его как замену… 2-литровому атмосферному мотору.

Разработчик для оценки эффективности своего творения предпочитает сравнивать его с гибридными силовыми агрегатами. Причем при схожей экономии топлива (около 33%) конструкция Гуззеллы удорожает мотор всего лишь на 20% — сложная бензоэлектрическая установка обходится почти в десять раз дороже. Однако в тестовом образце топливо экономится не столько за счет наддува из баллона, сколько благодаря малому рабочему объему самого двигателя. Но перспективы у сжатого воздуха в работе обычного ДВС все же есть: его можно использовать для пуска мотора в режиме «старт-стоп» или для движения автомобиля на малых скоростях.

КРУТИТСЯ, ВЕРТИТСЯ ШАР…

Среди необычных ДВС мотор Герберта Хюттлина выделяется наиболее примечательной конструкцией: традиционные поршни и камеры сгорания здесь размещены внутри шара. Поршни движутся в нескольких направлениях. Во-первых, навстречу друг другу, образуя между собой камеры сгорания. Кроме того, они соединены попарно в блоки, посаженные на единую ось и вращающиеся по хитрой траектории, заданной кольцевой фигурной шайбой. Корпус поршневых блоков объединен с шестерней, передающей крутящий момент на выходной вал.

Из-за жесткой связи между блоками при наполнении смесью одной камеры сгорания одновременно происходит выпуск отработавших газов в другой. Таким образом, за поворот поршневых блоков на 180 градусов происходит 4-тактный цикл, за полный оборот — два рабочих цикла.

Устройство шарового двигателя со встроенным электромотором: 1 — приводная шестерня; 2 — статор электромотора; 3 — постоянные магниты; 4 — ротор электро- мотора; 5 — камера сгорания 1; 6 — шаровые направляющие поршней; 7 — коль- цевая направляющая для движения поршней; 8 — подшипник ротора; 9 — камера сгорания 2; 10 — свеча зажигания; 11 — отвод выхлопных газов; 12 — забор воздуха; 13 — выходной вал.

Устройство шарового двигателя со встроенным электромотором: 1 — приводная шестерня; 2 — статор электромотора; 3 — постоянные магниты; 4 — ротор электро- мотора; 5 — камера сгорания 1; 6 — шаровые направляющие поршней; 7 — коль- цевая направляющая для движения поршней; 8 — подшипник ротора; 9 — камера сгорания 2; 10 — свеча зажигания; 11 — отвод выхлопных газов; 12 — забор воздуха; 13 — выходной вал.

Устройство шарового двигателя со встроенным электромотором: 1 — приводная шестерня; 2 — статор электромотора; 3 — постоянные магниты; 4 — ротор электро- мотора; 5 — камера сгорания 1; 6 — шаровые направляющие поршней; 7 — коль- цевая направляющая для движения поршней; 8 — подшипник ротора; 9 — камера сгорания 2; 10 — свеча зажигания; 11 — отвод выхлопных газов; 12 — забор воздуха; 13 — выходной вал.

Первый показ шарового двигателя на Женевском автосалоне привлек всеобщее внимание. Концепция, безусловно, интересная — за работой 3D-модели можно наблюдать часами, пытаясь разобраться, как работает та или иная система. Однако за красивой идеей должно последовать воплощение в металле. А разработчик пока ни слова не говорит о хотя бы приблизительных значениях основных показателей агрегата — мощности, экономичности, экологичности. И, главное, о технологичности и надежности.

МОДНАЯ ТЕМА

Роторно-лопастной двигатель изобрели чуть меньше века назад. И, наверное, еще долго не вспоминали бы о нем, не появись амбициозный проект российского народного автомобиля. Под капотом «ё-мобиля» пусть и не сразу, но должен появиться именно роторно-лопастной двигатель, да еще в паре с электромотором.

Вкратце о его устройстве. На оси установлены два ротора с парой лопастей на каждом, образующих камеры сгорания переменной величины. Роторы вращаются в одном направлении, но с разными скоростями — один догоняет другой, смесь между лопастями сжимается, проскакивает искра. Второй начинает движение по окружности, чтобы на следующем круге «подтолкнуть» соседа. Посмотрите на рисунок: в правой нижней четверти происходит впуск, в правой верхней — сжатие, затем против часовой стрелки — рабочий ход и выпуск. Воспламенение смеси осуществляется в верхней точке окружности. Таким образом, за один оборот ротор происходит четыре рабочих такта.

Схемы роторно-лопастного двигателя.

Схемы роторно-лопастного двигателя.

Схемы роторно-лопастного двигателя.

Очевидные преимущества конструкции — компактность, легкость и хороший КПД. Однако есть и проблемы. Из них главная — точная синхронизация работы двух роторов. Задача эта непростая, а решение должно быть недорогим, иначе «ё-мобиль» никогда не станет народным.

Конструкции основных деталей и механизмов


Главная Мебель Строительство Оборудование Бизнес Торговля Услуги Авто Пресс-релизы

Пресс-релиз

Основные механизмы и системы двигателей Механизмы двигателей Поршневой двигатель имеет следующие механизмы, системы и базовые детали. Кривошипно-шатунный механизм  включает в себя поршневые комплекты, шатуны (в случае крупных судовых двигателей также крейцкопфный механизм),  коленчатый вал и маховик. Поршень  воспринимает силу давления газов, кривошипно-шатунный механизм преобразует возвратно- поступательное движение поршня во вращательное коленчатого вала. На рис. 1 показаны схемы механизмов,  применяемых в двигателях, на рис. 1, а тронковый кривошипно-шатунный  механизм, наиболее часто применяемый в  двигателях простого действия с рядным, V-образным и более сложным  расположением цилиндров. Поступательное движение поршня  преобразуется во вращательное коленчатого вала при помощи шатуна 2, сочлененного шарнирно с поршнем  и  кривошипом 3 коленчатого вала. На рис. 1,6 показан крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм, в  котором поршень с целью разгружения от  боковых усилий соединяется с шатуном при помощи штока 5 и крейцкопфа 4. В этом случае боковое усилие в механизме  воспринимается крейцкопфом, шарнирно соединенным с шатуном 2. Применение крейцкопфа в двигателях дает также возможность создать в  цилиндре под поршнем 1 вторую рабочую полость, через которую проходит лишь шток 5. В двигателе двойного действия. Цилиндр закрыт снизу дополнительной крышкой с сальником с целью уплотнения проходящего через нее штока. На рис. 1, в приведен  кривошипно-шатунный механизм с двумя шатунами 2, соединенными с одним  кривошипом 3. В таком механизме два шатуна выполнены одинаковыми и соединены  непосредственно с кривошипом или  шарнирно один (называемый прицепным) с другим (соединенным с кривошипом и  называемым главным). В W-, Х- и звездообразных двигателях прицепных шатунов несколько. На рис. 1, г показаны кривошипно-шатунные механизмы с промежуточными звеньями двигателей, с противоположно движущимися поршнями при наличии  одного коленчатого вала. Возможны и  другие схемы преобразования  возвратно-поступательного движения поршня во  вращательное коленчатого вала (например, схема с вращающейся косой шайбой). На рис. 2 показаны детали тронкового кривошипно-шатунного механизма V-образного шестицилиндрового дизель генераторного двигателя, включающего шатуны 4,  поршни 5, коленчатый вал c противовесами 11. Механизм газораспределения имеет впускные и выпускные органы (в  частности, клапаны) и детали, обеспечивающие их своевременное открытие и закрытие. В состав наиболее распространенного  клапанного механизма входят также  распределительный вал, толкатели, штанги,  рычаги, пружины. Механизм  газораспределения обеспечивает строго определенную последовательность и заданную  продолжительность протекания процессов впуска и выпуска в рабочем цикле двигателя. Помимо названных двух основных  механизмов, в конструкции двигателя можно выделить механизм передач,  используемый для связи между собой подвижных деталей и узлов двигателя. Обычно в  состав этого механизма входят  шестеренчатые, ременные, цепные и гидравлические передачи. В случае комбинированного двигателя указанный механизм  используется также для связи его поршневой и лопаточной частей и, в частности, для  передачи мощности силовой турбины на  коленчатый (выходной) вал двигателя. Перечисленные механизмы объединены базовыми корпусными деталями,  составляющими остов двигателя и  включающими картер (блок-картер), цилиндры (блок цилиндров), головку (крышку) втулки цилиндров, фундаментную раму или, при ее  отсутствии, подвески коренных подшипников коленчатого вала, а также поддон.
Источник: запчасти для судовых дизелей.
назад главная дальше

Honda NR или как японцы двигатель с овальными поршнями изобрели

 

В 1978 году компания Honda после 12-летнего перерыва решила вернуться в Чемпионат мира по шоссейно-кольцевым мотогонкам Moto GP, где в то время участвовали и доминировали в основном мотоциклы, оснащённые 2-тактными двигателями.

На этом этапе важно отметить, что при том же объёме 2-тактный двигатель обладает большей мощностью, чем 4-тактный, а так же 2-тактный двигатель быстрее набирает обороты.

Однако, не смотря на все очевидные плюсы мотоциклов, оснащённых 2-тактными двигателями, инженеры Honda были верны традициям и считали, что двигатель должен быть только 4-тактным, поскольку он экономичнее, экологичнее, надёжнее, но самое главное, что 4-тактый двигатель обладает большим крутящим моментом на низких и средних оборотах. Тем не менее, мощность двигателя не менее важна, а у 2-тактного двигателя, как я уже писал выше, она почти в два раза больше, чем у 4-тактного.

Чтобы сделать 4-тактный двигатель таким же мощным как 2-тактный такого же объёма необходимо увеличить либо количество цилиндров, либо количество клапанов на цилиндр, что при таком размере цилиндра, как у двигателя мотоцикла, сделать невозможно.

Поэтому инженеры Honda пошли по пути наименьшего сопротивления и разработали 8-цилиндровый V-образный двигатель, который по своим характеристикам не уступал, а в чём-то даже превосходил 2-тактные.

 

Возвращение Honda в Moto GP с таким двигателем в арсенале должно было быть триумфальным, но организаторы неожиданно внесли поправки в технический регламент, согласно которому максимальное количество цилиндров двигателя теперь не должно превышать четырёх. Это поставило в тупик инженеров Honda, но ненадолго, поскольку они быстро нашли решение.

А решение оказалось простым, и суть его заключалась в том, чтобы объединить два цилиндра в один сделав их овальными, что позволит сохранить объём и даст возможность увеличить количество клапанов на цилиндр. Вот так собственно и появился 4-цилиндровый V-образный двигатель Honda с овальными поршнями и двумя шатунами на поршень.

Двигатель с овальными поршнями Honda NR Овальные поршни двигателя Honda NR

Этот 4-цилиндровый 32-клапанный V-образный двигатель объёмом 500 кубических сантиметров обладал мощностью 125 лошадиных сил и способен был раскручиваться до 20 000 оборотов в минуту, а первым мотоциклом, который оснастили этим двигателем, стал Honda NR500. К сожалению, несмотря на превосходные технические характеристики Honda NR500 в Moto GP был менее успешным, чем оснащённый обычным 2-тактным двигателем Honda NS500.

Honda NR500

Несмотря на полный провал Honda NR500 в Moto GP инженеры Honda не остановились на достигнутом и продолжили экспериментировать с двигателями такого типа. Так в 1983 году они разработали 2-цилиндровый V-образный двигатель с овальными поршнями объёмом 250 кубических сантиметров, но он так и не был показан широкой публике, а в 1991 году появился один из самых экзотических мотоциклов на планете Honda NR750.

Honda NR750

Этот мотоцикл оснащался 4-цилиндровым 32-клапанным V-образным двигателем с овальными поршнями объёмом 750 кубических сантиметров и мощностью 160 лошадиных сил, которая в серийной версии была ограничена до 125 лошадиных сил.

Всего было произведено 322 экземпляра Honda NR750, в силу чего он до сих пор считается одним из самых редких и дорогих мотоциклов на планете. Вот такая вот история.

Понравилась публикация? Поделись!

 

двигатель — Страница 3 из 14

Думаю, любой автомобилист, скорее всего знает как выглядит поршень. Но на этом, как правило, познания о главной детали двигателя и заканчиваются. Поэтому восполним пробел и поговорим о назначении поршня, его конструктивных особенностях и материалах для изготовления.

 

Что же представляет из себя этот симпатичный горшок

Как выглядит поршень? Сложная деталь. Это подтверждает такой факт – очень мало автомобилестроителей сами изготавливают поршни, поручая это специализированным производителям.

А еще – это главное звено в процессе превращения химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую.

Поршень, я бы сказал, это красивая деталь цилиндрической формы, она выполняет умопомрачительные возвратно-поступательные движения в цилиндре, принимает на себя высокие температуры и изменения давления газа, превращая все это в механическую работу.

То есть, вот какою работу выполняет поршень:

  • принимает на себя давление газов из камеры сгорания и передает это давление на коленчатый вал двигателя;
  • обеспечивает жесткий процесс микровзрывов в цилиндре, при этом герметично изолируя надпоршневую полость от подпоршневого пространства, предохраняя от попадания газов в кратер, а смазочного масла в камеру сгорания.

Как выглядит поршень. Конструкция

Схема подготовлена по материалам Volkswagen AG

  1. головка поршня;
  2. палец;
  3. стопорное кольцо;
  4. бобышки;
  5. головка шатуна;
  6. юбка; вставка стальная;
  7. трапециевидноекомпрессионное кольцо;
  8. коническое с подрезом компрессионное кольцо;
  9. маслосъемное кольцо с пружинным расширителем

 

 

 

 

 

Поршень состоит из днища, уплотняющей части с поршневыми кольцами для создания компрессии и удаления масла, и направляющей части (юбки).

В средней части поршня (зона юбки) находятся бобышки с отверстиями для пальца и стопорных колец.

 Рабочее днище

Знаете как выглядит поршень и как называется эта часть?  Эта часть детали служит для приема усилия от давления газов в камере сгорания и называется рабочее днище. Ее форма зависит от геометрии этой камеры и размещения клапанов.

В случае, когда днище вогнутое, форма камеры сгорания напоминает сферическую. Это увеличивает ее поверхность, но ведет к возрастанию образования нагара, а прочность вогнутого днища ниже, чем плоского.

Выпуклое днище делает камеру сгорания щелевидной формы, что приводит к ухудшению процесса завихрения смеси и охлаждения самого днища, хотя нагарообразование снижается.

Кроме того, такая форма днища уменьшает массу поршня при достаточной прочности.

Плоское днище по своим показателям промежуточный вариант между двумя предыдущими и чаще используется в карбюраторных двигателях.

В дизельных моторах разнообразие форм днищ еще больше, они изменяются в зависимости от степени сжатия, метода образования смеси, расположения форсунок и многих других факторов.

Уплотнительный сектор

Головка поршня герметизирует подвижное соединение поршня с цилиндром за счёт поршневых колец, которые установлены в специальных канавках.

В верхних канавках вставлены компрессионные кольца, а в нижней – маслосъёмное кольцо.

В канавке для маслосъёмного кольца есть сквозные отверстия, через них происходит отвод излишков масла во внутреннюю полость поршня.

Направляющая юбка, бобышки

Участок поршня, расположенный ниже маслосъемного кольца, называют юбкой поршня, а еще тронковой или направляющей частью.

Ее функция – удержание поршня в нужном направлении и восприятие боковых нагрузок.

С внутренней стороны на юбке есть приливы – бобышки, в них просверлены отверстия для поршневого пальца. А для его фиксации в отверстиях проточены канавки, для запирания пальца стопорными кольцами.

Что скажут металурги

Так как деталь работает в невыносимых условиях, то к металлам, для его изготовления, предъявляются достаточно жесткие требования:

  • для уменьшения инерционных нагрузок у материала должен бить малый удельный вес при достаточной прочности;
  • малый коэффициент температурного расширения;
  • сохранение физических свойств (прочность) при повышенных температурах;
  • значительная теплопроводность и теплоёмкость;
  • минимальный коэффициент трения в паре с материалом стенки цилиндра;
  • значительная сопротивляемость износу;
  • отсутствие усталостного разрушения материала под воздействием нагрузок;
  • низкая цена, общедоступность и легкость механической и других видов обработки в процессе производства.

Понятно, что металла, полностью соответствующего перечисленным требованиям, просто не существует.

Поэтому для массовых автомобильных двигателей поршни изготавливаются в основном из двух материалов – чугуна и сплавов алюминия, а если быть точным, то из силуминовых сплавов, содержащих алюминий и кремний.

Чугунный вариант

У чугуна много плюсов, он твёрд, хорошо переносит повышенные температуры, отличается оптимальной сопротивляемостью к износу, имеет низкий коэффициент трения (пара чугун – чугун). И коэффициент температурного расширения у него ниже чем у алюминиевого поршня.

Но есть и недостатки: низкая теплопроводность, из-за чего температура днища у чугунного поршня больше чем у алюминиевого аналога.

Но основной недостаток чугуна ‒ значительная плотность, а значит вес. Для увеличения мощности и эффективности двигателя конструкторы обычно повышают обороты, но тяжелые чугунные поршни не позволяют это делать по причине высоких инерционных нагрузок.

Поэтому для современных автомобильных двигателей, как бензиновых, так и дизельных, отливают алюминиевые поршни.

Алюминиевый вариант

Алюминий имеет значительно меньший вес нежели чугун, но так как он мягче, толщину стенок поршня приходится увеличивать, в результате вес поршня становится легче всего лишь на 30 – 40 процентов по отношению к чугунному.

Коме того у алюминия повышенный температурный коэффициент расширения, поэтому в тело детали приходится вплавлять термостабилизирующие пластины из стали, и делать увеличенные зазоры.

У алюминия довольно малый коэффициент трения (пара: алюминий – чугун), что хорошо для работы алюминиевых поршней в двигателях с чугунным блоком цилиндров или чугунными гильзами.

На современных двигателях немецких марок – Ауди, Фольксваген, Мерседес нет чугунных гильз. Алюминиевые цилиндры там обработаны специальным способом, так что поверхность стенок получается очень твёрдая и имеет сопротивление износу даже выше чем при установке чугунных гильз.

А чтобы уменьшить трение в паре алюминий – алюминий, проводится железнение поверхности юбки. Таким образом отказ от чугунных гильз намного снижает вес блока цилиндров.

В кремнеалюминиевые сплавы, из которых делают поршни основной массы автомобильных двигателей, для улучшения показателей добавляют медь, никель и другие металлы.

Поршни серийных автомобилей производятся методом литья, а на форсированных двигателях применяют изделия, изготовленные методом горячей штамповки. Это улучшает структуру материала ‒ увеличивается прочность и устойчивость к износу. Правда, в штампованный вариант невозможно вмонтировать стальные терморегулирующие пластины.

Вот пожалуй и всё. Вами получен необходимый минимум знаний, как выглядит поршень, его конструкции и условиях работы.

Осталось поделится этой информацией с друзьями в соц.сетях, пригласить их на рюмочку чая и в домашней, непринужденной обстановке пригласить их пополнить ряды читателей нашего блога.

А еще вам будет интересно знать про Шатун и Коленчатый вал. Дерзайте, жмите на ссылку!

До новых встреч, друзья!

Основные механизмы и системы двигателей

Поступательное движение поршня преобразуется во вращательное коленчатого вала при помощи шатуна, сочлененного шарнирно с поршнем и кривошипом коленчатого вала.

На рис. 1, б показан крейцкопфный кривошипно-шатунный механизм, в котором поршень с целью разгружения от боковых усилий соединяется с шатуном при помощи штока и крейцкопфа. В этом случае боковое усилие в механизме воспринимается крейцкопфом, шарнирно соединенным с шатуном.

Применение крейцкопфа в двигателях дает также возможность создать в цилиндре под поршнем вторую рабочую полость, через которую проходит лишь шток. В двигателе двойного действия цилиндр закрыт снизу дополнительной крышкой с сальником с целью уплотнения проходящего через нее штока.

На рис. 1, в приведен кривошипно-шатунный механизм с двумя шатунами, соединенными с одним кривошипом. В таком механизме два шатуна выполнены одинаковыми и соединены непосредственно с кривошипом или шарнирно один (называемый прицепным) с другим (соединенным с кривошипом и называемым главным).

Рис. 1. Схемы кривошипно-шатунных механизмов: 1 — поршень; 2 — шатун; 3 — кривошип коленчатого вала; 4 — крейцкопф; 5 — шток; 6 — траверса; 7 — коромысло

На рис. 1, г показаны кривошипно-ша-тунные механизмы с промежуточными звеньями двигателей, с противоположно движущимися поршнями при наличии одного коленчатого вала. Возможны и другие схемы преобразования возвратно-поступательного движения поршня во вращательное коленчатого вала (например, схема с вращающейся косой шайбой).

На рис. 2 показаны детали тронкового кривошипно-шатунного механизма V-образного шестицилиндрового тракторного двигателя, включающего шатуны, поршни, коленчатый вал, противовесы.

Рис. 2. Кривошипно-шатунный механизм тракторного дизеля: 1 — передний конец коленчатого вала; 2 и 7 — зубчатые колеса; 3 — коренные шейки; 4 — шатуны; 5 — поршни; 6 — щеки с противовесами; 8—шатунные шейки; 9 – вкладыши; 10 — масляная полость шатунной шейки с грязеуловителем; 11 — противовес; 12 — шкив

Механизм газораспределения имеет впускные и выпускные органы (в частности, клапаны) и детали, обеспечивающие их своевременное открытие и закрытие. В состав наиболее распространенного клапанного механизма входят также распределительный вал, толкатели, штанги, рычаги, пружины. Механизм газораспределения обеспечивает строго определенную последовательность и заданную продолжительность протекания процессов впуска и выпуска в рабочем цикле двигателя.

Помимо названных двух основных механизмов, в конструкции двигателя можно выделить механизм передач, используемый для связи между собой подвижных деталей и узлов двигателя. Обычно в состав этого механизма входят шестеренчатые, ременные, цепные и гидравлические передачи. В случае комбинированного двигателя указанный механизм используется также для связи его поршневой и лопаточной частей и, в частности, для передачи мощности силовой турбины на коленчатый (выходной) вал двигателя.

Перечисленные механизмы объединены базовыми корпусными деталями, составляющими остов двигателя и включающими картер (блок-картер), цилиндры (блок цилиндров), головку (крышку) цилиндров, фундаментную раму или, при ее отсутствии, подвески коренных подшипников коленчатого вала, а также поддон.

Системы двигателей

Основными системами современных поршневых и комбинированных двигателей внутреннего сгорания являются следующие.

Впускная и выпускная системы служат для подвода свежего заряда (воздуха или горючей смеси) в цилиндры двигателя и отвода из них выпускных газов. В двигателях с наддувом указанные системы соединяют поршневую часть двигателя с агрегатами наддува.

Топливная система дизелей включает агрегаты и отдельные детали, обеспечивающие подготовку и подачу топлива в соответствующем количестве в определенный период рабочего цикла в цилиндры двигателя. В двигателях с принудительным зажиганием система, предназначенная для приготовления горючей смеси определенного состава и подачи ее в цилиндры в необходимом количестве, называется системой питания. При этом своевременное воспламенение рабочей смеси в цилиндре обеспечивается системой зажигания.

Смазочная система включает агрегаты и отдельные детали, обеспечивающие подготовку и надежный подвод масла ко всем трущимся, а также охлаждаемым маслом деталям на всех режимах работы двигателя.

Система охлаждения объединяет агрегаты и отдельные детали, обеспечивающие отвод теплоты от теплонапряженных деталей двигателя, нагревающихся от соприкосновения с горячими газами или вследствие трения, и поддержание их рационального температурного состояния на всех режимах работы двигателя.

Система пуска включает агрегаты и отдельные детали, создающие необходимую для начала работы двигателя частоту вращения коленчатого вала во всех предусмотренных эксплуатационных условиях.

Из других систем, применяющихся на современных двигателях, следует отметить систему регулирования и автоматизации, нейтрализации выпускных газов, а также технической диагностики.

Метод дублирования. 11 примеров из конструкции ДВС


Дублирование (от французского doubler удваивать) в системе это вид резервирования, имеющего минимальную избыточность.

Статья эволюция развития автомобильных двигателей с начала 90-х годов вызвала интерес, и сильное обсуждение преобразований в двигателестроении. Эта статья будет ее продолжением без временных рамок, но с одним общим условием — все представленные примеры повысили надежность, и ряд других характеристик ДВС в лучшую сторону.

2 ДВС в одном автомобиле (Полный привод без сложной трансмиссии).


Обычно перед инженерами стоит непростой выбор — какой привод выбрать? Идеальным решением конечно будет полный привод, но помимо проблем с развесовкой по осям тут всплывают и дополнительные сложности из за трансмиссии. Простым решением проблемы может служить решение установить два двигателя в автомобиль.

Первые серийные 2-х моторные автомобили появились еще в 1935-ом году.

Немецкая фирма Vidal & Sohn Tempo-Werk GmbH» пытаясь выиграть военный заказ предложила простой и технологичный автомобиль под названием Tempo 1200G.

Число 1200 отображало суммарный объем двух двухтактных моторов, а мощность до 36 л.с. Из оригинальных решений кроме моторов стоит отметить два запасных колеса расположенных по бортам между передней и задней осью. Такое решение позволяло машине передвигаться по бездорожью без риска повредить днище.

Серийный выпуск модели 1200G продолжался до 43-го года, но и после производство продолжилось уже для нужд других стран (Австрия, Турция, Финляндия, Румыния, Болгария, Дания ).

Следующий «двухмоторник» — Citroen Sahara.

Этот автомобиль созданный на базе легендарной малолитражки Citroen 2CV стал результатом борьбы за нефтяные контракты в Африке. Простое решение с двумя моторами понравилось заказчикам и в результате в период с 1960 по 1966 год было построено 692 Citroen Sahara. Возросшая мощность и выбор между 3 типами привода на машине были высоко оценены и… сейчас цена этих раритетов одна из самая высокая среди 2CV (от 100 000$).

Кроме этих двух серийных машин были и другие двухмоторные автомобили.



Mini Cooper Twini.


VW Golf II Pikes Peak


VW Scirocco 280/4


MTM TT Bimoto

Mercedes-Benz A38 AMG

Не стабильный на лосином тесте MB A-Class был проблемой для имиджа марки.

Дело в том что автомобиль обладал слишком большой «парусностью» по отношению к массе, из-за особенностей установки мотора. В AMG придумали как решить эту проблему… установив сзади второй двигатель!

В А38 установили два двигателя от А190 общей мощностью 254 л. с. и моментом 360 Нм. С помощью такой силовой установки А38 стал набирать 100 км/ч всего за 5,7 с, а максимальная скорость достигла 230 км/ч. Кроме того, спецы AMG уменьшили клиренс на 10 мм.

Интересно, что задний двигатель запускается отдельно от переднего с помощью специального переключателя, встроенного в блок управления стеклоподъемниками.

2 турбины для ДВС (всего несколько десятилетий и уже стандартное решение).

Две турбины на автомобиле сейчас уже не вызывают удивления (некоторые машины уже имеют и больше), но по прежнему с точки зрения надежности это одно из наиболее приемлемых решений. Аналоги решения проблемы инерционности турбины вроде Twin-scroll и электро-турбины пока не настолько простое решение, а часто даже не всегда необходимое.

Преимущества двух турбин в виде уменьшения времени турбо-задержки, увеличения мощности и экономичности в широком диапазоне оборотов двигателя хорошо отработаны на ДВС абсолютно разного назначения и объема.

Изначально Twin Turbo («турбины-близнецы») называлась технология, при которой выхлопные газы разделялись на два равных потока и распределялись на две одинаковые турбины малого размера. Это позволяло получить лучшее время отклика, а иногда и упростить конструкцию мотора, используя недорогие турбокомпрессоры, что очень актуально для V образных двигателей с выхлопными коллекторами «вниз». Сейчас технология несколько «усложнилась» и две турбины теперь разного размера для обеспечения стабильной тяги без «турбо-ямы».

Главное преимущество — увеличение мощности при относительно небольших габаритах ДВС по сравнению с атмосферной версией впрочем тоже имеет свои пределы, но во многом проблемы связаны уже с очередным «удвоением» количества турбин до четырех («квадро-турбо» от BMW).

2-х режимный впуск (впуск изменяемой геометрии). Проблема выбора между двух «зол» решена.



Не зря многие автомобилисты сравнивают мотор с сердцем. Процессы внутри ДВС во многом схожи с пульсирующим органом, так как тоже состоят из целого ряда пульсаций.

В процессе работы двигателя во впускном коллекторе так же возникают пульсации из за цикличности процесса всасывания воздуха и выпуска отработавших газов. При определенном резонансе движения волн воздуха внутри коллектора это может даже помочь наполнению цилиндра, но проблема в том что этот процесс работает только на определенном диапазоне оборотов. Все остальные пульсации выше или ниже этой планки вредят процессу смесеобразования в ДВС.

Для решения этой проблемы иногда ставят «длинный» впускной коллектор (если нужна хорошая тяга на низких оборотах), или «короткий» (для высоких оборотов). Разумеется со временем инженеры задумались о «совмещении функций» в одном устройстве и создали впускной коллектор изменяемой геометрии.

Аналогия из биологии.

Лучший пример «зачем это надо?» это дыхание во время бега человека. При небольших нагрузках мы предпочитаем дышать носом, но когда воздуха не хватает «всасываем» воздух уже ртом и носом (при критически высоких нагрузках — только ртом).

Впуск переменной длины сейчас применяется как в дизельных, так и бензиновых двигателях. Даже на ВАЗ такой делали. В надувных двигателях впускной коллектор переменной длины не используется, т.к. необходимый объем воздуха в камере сгорания обеспечивается механическим нагнетателем или турбокомпрессором.

От 2 клапанов к 4-м (удвоение).

Количеством клапанов на цилиндр сейчас мало кого удивишь, а тем не менее этот показатель когда то вызывал интерес у водителей 90-х. Как всякая новая технология в те времена она обросла целым рядом мифов, которые изжили себя уже в наше время (конечно представить себе удвоение движущихся деталей без сопутствующих проблем сложно, но по факту вышло именно так).

Увеличение количества клапанов позволяет снизить массу каждого из них, а значит, клапаны могут двигаться быстрее, создавая меньше нагрузок на пружину и седло. Так что, как ни странно, кажущийся на первый взгляд более сложным двигатель в целом был надежнее аналогичного 2-х клапанного.

Тема увеличения количества клапанов так же неизменно связана с другим видом «раздвоения» — установкой двух распредвалов в ГБЦ ДВС.

2 распределительных вала (DOHC).


Двигатели с 2 распределительными валами получили обозначение DOHC (Double OverHead Camshaft) что буквально означает «двойной верхний распределительный вал». Широкое распространение данная конструкция получила во многом за счет предыдущих преобразований в ДВС (увеличение оборотов которое непосредственно определило внедрение большего количества клапанов, электронного впрыска и т. д.). Для таких условий эксплуатации простота и надежность работы сыграла решающую роль. Так же «двойной распредвал» позволил более точно выставлять фазы ГРМ что увеличивало показатели мощности из за качественно улучшенного смешивания топливной смеси в цилиндрах ДВС.

Так переделка ГБЦ с 8 клапанной в 16-ти уже сейчас не представляет особых проблем.

2х рядная цепь ГРМ.


После внедрения DOHC стал закономерный вопрос — чем приводить в движение ГБЦ? Так как раньше привод осуществлялся толкателями (что и было причиной ограничения максимальных оборотов двигателя), а сейчас подобный метод свел бы в ноль все преимущества двух распредвалов и многоклапанности. Выход был простой — либо ремнем, либо цепью, и именно выбор цепи в данном случае с точки зрения надежности самый оптимальный.
Наиболее надежным приводом до сих пор считается двухрядная цепь. Сроки эксплуатации цепи совпадают с сроками службы самого двигателя, а двухрядная по понятным причинам еще и более износоустойчива в процессе работы. С временем правда необходимость в высокой надежности отпала, и на данный момент ремни ГРМ и менее надежная однорядная цепь более популярный вариант.

В наше время есть примеры «тюнинга» отечественной техники в виде установки 2-х рядной цепи на «Ниву».

2-х массовый маховик.


Словосочетание двухмассовый маховик на первый взгляд все же не подпадает под определение дублирования, но как и впуск переменной длины по сути является объединением двух противоречий.

Аббревиатуры ДММ (двухмассовый маховик), ZMS (Zweimassenschwungrad) и DMF (dual mass flywheel) обозначают на трех языках одно и то же изделие – маховик с двумя подвижными друг относительно друга корпусами из стали на одной оси. Внутри одного из корпусов находится сердце механизма – демпфирующий механизм и подшипник.

Основа идеи разделения масс — избавление от резонанса возникающего на определенных оборотах двигателя, и необходимость избавления от демпферов крутильных колебаний для которых просто не оставалось места. Резонанс так или иначе все равно проявляется на моторах с облегченным и обычным маховиком, если нет гасителей этих колебаний. Перенос функции демпфирования крутильных колебаний в двухмассовый маховик позволил избавится не только от опасности резонанса в двигателе, но и исключил эту же проблему в трансмиссии.

Недостатком подобного совмещения в эксплуатации стала необходимость замены ДММ вместе с комплектом сцепления по истечению срока службы, так как ресурс двух агрегатов примерно одинаковый. В результате повышенная надежность и возможность переносить более высокие пиковые нагрузки ДММ не так заметна для потребителя как сам факт необходимости замены этой традиционно «вечной» детали в автомобиле.

Фактически понятие надежность тут стоит воспринимать не как фактор повышенного ресурса маховика, а как влияние использования ДММ на общую надежность мотора и трансмиссии.

2 шатуна на круглый поршень — это лучше чем 2 шатуна на овальный как у Хонды ….


Очень странной конструкцией с двумя шатунами в ДВС удивляли дважды.

Первый как это обычно бывает сильно удивил, но не «взлетел», а второй стал более успешным. Оба раза речь шла о двигателе мотоцикла!

В 1977 году Хонда решила кардинально изменить свое положение в мотоспорте установив на мотоцикл четырехтактный двигатель с 8 клапанами на цилиндр, и двумя шатунами. Это решение было очень сложным технически, но чего не сделаешь для победы в гонках?

Итог испытаний показал что выигрыша эта конструкция не давала и постоянно ломалась.

Вторым удачным двухшатунным ДВС стал двухцилиндровый турбодизель на мотоцикле NEANDER 1400 TURBODIESEL.

Количество инноваций в моторе огромно, так как изначально планировалось делать его для выступлений на MotoGP, но дальше что то пошло не так… и получился уникальный круизер на солярке. Упрощено это звучит так – в двух цилиндрах по два поршня, которые передают момент на четыре шатуна соединенные с двумя коленвалами. Коленвалы соеденены шестернями и вращаются в разные стороны. Такой конструкторский порыв позволил в результате уравновесить боковые силы действующие на поршень и устанавливать поршни без “юбок”.

Главная проблема моторов – потери на трение и износ в данном случае решена методом уравновешивания, что позволило уже на эксперементальной конструкции для MotoGP (на бензине) достичь 12 тыс. Оборотов. Поэтому 4 – 4. 5 тыс. Оборотов для дизеля не оказывают негативного воздействия на мотор.

2 поршня на цилиндр, или «оппозитник» наоборот.


Мотор с встречным движением поршней или двигатель с противоположно-движущемся поршнями (ПДП) вопреки его современному маркетинговому прототипу все таки не только существовал, но и успешно эксплуатируется до сих пор.

Двигатели этой схемы применяются в тепловозах, танках, авиации и судостроении.
Первый ПДП был построен еще в 1900 году компанией Gobron-Brillié, а уже в 1903 году автомобиль с этим мотором достиг скорости 100 миль в час! Далее немного переделанная кострукция французов уже использовалась в авиации фирмой Юнкерс.

Дизельный вариант ПДП был построен в России инженером Р.А. Корейво, и запатентован в 1907 году во Франции.


Схожий по философии на ПДП вариант так же ставили на мотоциклы.

2 форсунки на цилиндр. Зачем усложнять?

Традиционно, когда говорят о количестве цилиндров в двигателе, то считается что количество форсунок равно этому числу. Зачем устанавливать больше?

Безусловно усложнение лишним впрыском сильно влияет на надежность, если речь идет о впрыске закиси азота, газа или даже воздуха (ссылка на двигатель рено с впрыском воздуха). Однако не все так однозначно, и увеличение количества клапанов на цилиндр как оказалось имеет и свой негативный эффект…

В двигателях внутреннего сгорания с системой Dual Injector не одна форсунка на цилиндр, а две — для каждого клапана своя. Из-за этого диаметр капель топлива, попадающих в цилиндр, уменьшается на 60%, поэтому бензин сгорает плавно и стабильно, особенно в сочетании с системой автоматического регулирования фаз газораспределения, поясняют специалисты компании Nissan. Экономия топлива — 4% по сравнению с моторами с непосредственным впрыском.

Новая технология экономична со всех точек зрения: она дешевле обходится при производстве (не требуется насос высокого давления), меньше весит, имеет простую конструкцию и позволяет сокращать выбросы углекислого газа в атмосферу. Как отмечает Nissan, эта система отлично подходит для двигателей небольшого объема, на которых прямой впрыск устанавливать слишком дорого и технически непросто.

Конкуренты Ниссана в стране восходящего солнца так же создали свой вариант «2 форсунок на цилиндр», но с более сложной конструкцией.

Так Lexus на серийном моторе стал устанавливать систему D-4S — Direct Injection 4-stroke petrol Superior version, которая совмещает достоинства непосредственного и обычного впрыска.

Гибридный впрыск за счет различных алгоритмов впрыска работает либо задействуя обе форсунки для впрыска, либо только одну (на режиме оборотов выше средней нагрузки). Таким образом экономится ресурс форсунок непосредственного впрыска и даже достигается экономия топлива — экологичность.

2 свечи на цилиндр. Технологии неба для земли.

Когда сейчас говорят 2 свечи на цилиндр подразумевают Twin Spark от Alfa Romeo.

Впервые «2 свечи» появились на моторах послевоенных гоночных Alfa Romeo как адаптация авиа-технологий для автомобильных моторов. Решение кроме очевидных плюсов дало и неожиданную проблему в первые годы своего использования. Проблема в том что рост мощности из за лучшего сгорания прибавил динамики автомобилю что создало проблемы для управляемости. В результате итальянцы уже в середине 30-х годов из за доработки мотора вынуждены были заняться серьезными исследованиями в области доработки шасси.

На данный момент Alfa Romeo является единственной фирмой которая все свои моторы снабжает этой технологией.

P.S. — Примеров дублирования в автомобиле значительно больше. Особенно это хорошо видно в электронике автомобиля, а уже с приходом беспилотных технологий таких примеров станет еще больше. Я перечислил лишь самые основные, которые повлияли на развитие двигателестроения так же, как введение дублирования процессоров на рост вычислительной мощности компьютеров.

единственный изготовленный двигатель с овальным поршнем и двумя шатунами, двигатель Honda NR 500 для гоночных мотоциклов, 1979-83 (Спасибо, Стив!)


Правила гонки ограничивали Honda не более чем четырьмя цилиндрами. Но инженеры Honda рассчитали рабочий объем идеального двигателя с восемью цилиндрами и 32 клапанами.

Когда в 1968 году FIM объявила, что класс двигателей объемом 500 куб. см ограничен четырьмя цилиндрами, это дало значительное преимущество командам, использующим двухтактные двигатели. Сочиро Хонда ясно дал понять, что он стремится к более чистому горению четырехтактных двигателей.

Думая нестандартно, инженеры разработали четырехцилиндровый двигатель с овальными поршнями, в котором было 16 впускных и 16 выпускных клапанов. У него было два шатуна и восемь клапанов на цилиндр. Он был четырехтактным и был разработан для преодоления монополии двухтактных двигателей в мотогонках.

Это позволило двигателю развить скорость до 19 500 об/мин, что вдвое превышает скорость двухтактного двигателя, и обеспечить мощность, сравнимую с двухтактным двигателем 500GP.

Они быстро столкнулись с проблемами. С двумя шатунами, соединенными друг с другом через поршень, при частоте вращения двигателя более 10 000 об / мин они будут деформироваться, что приведет к выходу из строя поршневого пальца.


Чтобы четырехтактный двигатель был таким же мощным, как двухтактный агрегат с тем же числом поршней, он в основном должен удвоить свои обычные обороты в минуту. Чтобы достичь этого, команде пришлось значительно улучшить эффективность впуска и разработать систему клапанов с более высоким сопротивлением трению и накоплению тепла при высоких оборотах.

Самой большой проблемой были овальные поршневые кольца. Они стали не только многократным упражнением по проектированию, но и испытанием производственных возможностей. Чтобы достичь своей цели, им требовались допуски выше, чем могло дать оборудование того времени.

Таким образом, в апреле 1978 года, после почти 12-летнего перерыва, Honda публично объявила, что вернется к мотогонкам Гран-при, в частности, используя четырехтактный двигатель

.

Honda экспериментировала с передовыми технологиями, выходящими за рамки обычного мышления. Не только дизайн двигателя, но и кузов.

В дополнение к очень экзотическому двигателю, NR 500 также использовал алюминиевый кузов-монокок и перевернутую вилку — стандартная практика для большинства современных спортивных мотоциклов.Honda также использовала 16-дюймовые колеса вместо более распространенных 18-дюймовых, чтобы уменьшить аэродинамическое сопротивление.

Сложная четырехтактная головка добавила к их байку почти 45 фунтов веса по сравнению с конкурентами. Это негативно повлияло на центр тяжести и баланс мотоцикла. Команда стала агрессивной с материалами. Железо заменили титаном. Алюминий заменили магнием.

В этом следующем видео будет очень мало интересного, это просто медленное движение камеры вдоль кузова мотоцикла, и записанные звуки двигателя с гоночной трассы.

http://www.motorcyclespecs.co.za/model/Classic%20Racers/honda_nr_500_gp_racer_1979.htm

Длинный или короткий шатун? Две разные философии сравнили


[стиль разделителя=”точечный” вверху=”10″ внизу=”10″]
Из всех изменений в омологации 2016 года одно, в частности, подчеркнуло разную философию производителей: длина шатуна (от от центра отверстия под поршневой палец к центру отверстия под шатун).

[стиль разделителя = «точечный» сверху = «10» снизу = «10»]

[dropcap]T[/dropcap]два производителя, в частности, сделали противоположный выбор: компания Vortex с новым двигателем RKZ изменила тактику по сравнению с предыдущим одобрением, удлинив шатун со 110 мм до 115 мм.
С другой стороны, Modena Engines выбрала для своего двигателя MKZ шатун длиной 106 мм, что очень мало по сравнению со стандартными размерами, такими как те, которые используются IAME, который выбрал «традиционную» длину 110 мм.

Прежде чем углубляться в детали выбора, сделанного Modena Engines и Vortex, давайте взглянем на общую теорию относительно длины шатунов. При равной высоте коленчатого вала двигатель с длинными шатунами может иметь более короткий и легкий поршень, что уменьшает переменные массы в пользу надежности и снижает износ компонентов.
Кроме того, длинные шатуны также имеют меньшие углы во время движения, создавая меньшую боковую нагрузку и трение (меньший износ) на стенках цилиндра.Вот почему дорожные двигатели предпочитают поршни меньшего размера за счет более длинных шатунов.

Напротив, в высокопроизводительных двигателях, в которых поршни уже настолько малы, насколько это возможно (при высоких оборотах существенное значение имеет уменьшение массы, поскольку они создают пропорционально большие силы инерции), кривошипно-шатунный привод доведен до предела за счет также укорачивание шатуна. Деталь совершает переменное движение в течение доли времени и вращательное движение в течение оставшейся части.
Следовательно, уменьшить его означает уменьшить массы, движущиеся как при одном из движений, так и при другом. Результатом является чистое преимущество с точки зрения производительности, но несколько меньшая продолжительность и необходимость дорогостоящей обработки поверхности стенок цилиндра для смягчения эффекта увеличенной поперечной тяги. В общем, так обстоит дело с двухтактными картинговыми двигателями, у которых длинные и короткие шатуны при одном и том же ходе определяют изменения времени открытия и закрытия передаточных и выпускных отверстий и изменения потоков.

Джованни Корона, менеджер Vortex, и Роланд Хольцнер, технический директор Modena Engines, , объясняет выбор, который привел к определению длины шатуна в их последних омологационных двигателях KZ.

[заполнение справа = «5%» слева = «5%»]

1.Какова механическая причина использования длинных и коротких шатунов?

Holzner : «Очевидно, что не механические аспекты привели нас к выбору такого короткого шатуна, а ряд других факторов, связанных с гидродинамикой и резонансом.Короткий шатун, несомненно, увеличивает боковые силы тяги поршня на цилиндр и, следовательно, трение и износ. Чтобы сохранить преимущества короткого шатуна и уменьшить недостатки, мы разработали новый поршень, седло штока которого сдвинуто вверх примерно на 4–5 мм, что снижает силу, действующую на стенку поршня, опирающуюся на цилиндр». .

Корона : «…»

(продолжайте читать на «СОВЕТЫ СПЕЦИАЛИСТОВ» ТКАРТ Журнал канал )

2.Какие аспекты связаны с открытием и закрытием передаточных и выпускных отверстий?

 

3.Какое влияние это окажет на гидродинамику?

[/заполнение]


[стиль разделителя=”точечный” верх=”20″ низ=”20″]
  Узнайте все о подписке TKART! >>>

[стиль разделителя = «точечный» сверху = «20 дюймов» снизу = «20 ″]

[box type=»shadow»] Как читать статью:

[toggle title=» Новый пользователь? ” state=”close”] ПОДПИСАТЬСЯ СЕЙЧАС* и вы получите доступ ко всем 15+ тематическим каналам TKART!
Вы можете читать новые статьи (постоянно обновляются на всех каналах) и статьи, опубликованные ранее.[/переключить]

[toggle title=» Уже подписаны? ”state=”close”]Перейдите на mag3.it или войдите в приложение TKART; выберите канал « СОВЕТ ЭКСПЕРТА ».[/toggle]

*Действителен в течение 365 дней с момента активации на ПК/планшете/смартфоне (Apple и Android). [/коробка]

[стиль разделителя = «точечный» сверху = «10» снизу = «10»]

[стиль разделителя = «точечный» сверху = «10 дюймов» снизу = «5 ″]

Хонда Глобал | Двигатель с овальным поршнем / 1979 г.

Двигатель 3X был разработан в 1983 г. как последний из гоночной серии (с овальным поршнем).У 3X определенно был достаточный потенциал, чтобы выиграть гонку World GP, с впечатляющей мощностью 130 л.с./19 500 об/мин. Тем не менее, замечательные результаты машин NS500 оставили машины 3X в стороне, отложив их в боксы. Наконец, Honda решила исключить 3X из списка гоночных машин, не дав двигателю шанса конкурировать.

«Хотя он не смог выиграть гонку, — сказал Йошимура, — 3X был очень близок к полной форме двигателя с овальным поршнем, достигнув более чем 95-процентной зрелости.

В конце концов, команда разработчиков смогла достичь инженерной цели, которую поставила в самом начале. Однако этот опыт оставил у них глубокое чувство разочарования.

«Двигатель был разработан для гонок, — сказал Йошимура, — поэтому мы хотели, чтобы он был выигрышной конструкцией. Если бы мы выиграли в Laguna Seca, мы могли бы удовлетвориться этим и положить более мирный конец гоночной истории двигателя». .»

В связи с этим у двигателя действительно были шансы на победу в Laguna Seca в июле 1981 года.Это не была гонка мирового Гран-при, но, тем не менее, это было важное событие. Во время гонки Фредди Спенсер на своем 2X довольно долго лидировал Кенни Робертса из Yamaha. Хотя Спенсер в конце концов сошел с дистанции из-за проблем с электрикой, эта гонка наглядно продемонстрировала потенциал двигателя 2X. Кратковременное, но мощное господство Спенсера убедило разработчиков в потенциале NR500, и, несмотря на все трудности, это было постоянным напоминанием об их усилиях и их конечной ценности.

На смену концепции NR500 пришел коммерческий мотоцикл NR750, выпущенный в 1992 году.Фактически, ограничитель обратного крутящего момента и другие технологии, появившиеся в результате разработки NR500, нашли свое применение во многих машинах Honda массового производства. Однако самым ценным результатом этого опыта был дух вызова, который был зажжен первоначальным персоналом разработчиков и передан новому поколению.

Напоминания о многочисленных испытаниях, связанных с разработкой NR500, нашли место в сердцах и памяти всех участников. Фактически, до недавнего времени в ящике стола Йошимуры лежали поврежденные шатуны и сломанные клапаны, полученные из узлов, которые развалились во время ранних стендовых испытаний.

«Каждый раз, когда я видел эти детали, — вспоминал Йошимура, — они напоминали мне об энтузиазме, который мы испытывали во время разработки. обогреватель не работал. Я помню наше волнение по поводу того, что наконец-то закончили чертежи. Конечно, они также навеяли горькие воспоминания о тех гонках».

С момента своего возвращения на Мировой Гран-при с четырехтактными двигателями и до создания двигателей с овальными поршнями Honda продолжала ставить перед собой высокие цели и поддерживать дух вызова во всех аспектах разработки.Богатство новых технологий, которыми сейчас владеет компания, в немалой степени является результатом этих усилий.

«Чтобы создать что-либо, вы должны вложить в это свое сердце и душу», — сказал Йошимура, ностальгически размышляя о тех днях. «Разработка двигателей с овальными поршнями впечатлила меня и других молодых инженеров».

Детали исчезли из ящика стола Йошимуры. Они были переданы молодым специалистам по развитию для использования в качестве справочных материалов в будущих начинаниях.Тем не менее, эти части — частички мечты, которые, как надеется Йошимура, вырастут в сердцах его преемников и снова подтолкнут их к новым инновациям.

Возможности уравновешенного шатуна

I N Учитывая возможности уравновешенного шатуна, автор указывает, что ( a ) каждый автомобильный двигатель динамически неуравновешен; ( б ) инерционная неуравновешенность двух, четырех и восьмицилиндровых двигателей может быть устранена уравновешиванием шатунов; ( c ) такие сбалансированные двигатели имеют лучшую сбалансированность, чем обычный шестицилиндровый двигатель; ( d ) конструкция уравновешенных шатунов практична и мало увеличивает стоимость двигателя; и ( e ) если используется уравновешенный шатун, одноцилиндровый двигатель может быть отбалансирован так же хорошо, как и обычный шестицилиндровый двигатель, с помощью описанного балансировочного редуктора.Основы, относящиеся к вышеприведенным утверждениям, анализируются математически.

Предложенный автором балансировочный редуктор состоит из пары небольших валов, которые вращаются с частотой вращения коленчатого вала в противоположных направлениях, каждый вал несет пару грузов, образующих вращающуюся центробежную пару. Осевые линии валов должны лежать в одной плоскости, которая также должна проходить через осевую линию коленчатого вала. Один груз на каждом валу вращается в одной плоскости, а другие грузы вращаются в плоскости, параллельной первой плоскости и на небольшом расстоянии от нее.В приведенном примере центральная линия поршня вертикальна, балансирные валы лежат в горизонтальной плоскости, а грузы лежат в плоскости валов, когда поршень находится в мертвой точке головки. В этом случае результирующие силы, действующие на грузы, равны по величине и пропорциональны квадрату угловой скорости кривошипа, которая считается постоянной.

Из-за расположения валов горизонтальные составляющие сил нейтрализуют друг друга; вертикальные составляющие неуравновешены и пропорциональны квадрату угловой скорости кривошипа, умноженному на синус угла смещения кривошипа от вертикали.Центробежная пара, создаваемая балансиром, являющаяся произведением вертикальных составляющих на расстояние между плоскостями вращения грузов, поэтому также пропорциональна неуравновешенности вертикальных составляющих и приблизительно пропорциональна угловому ускорению соединяющей- стержень. Следовательно, инерционная пара одноцилиндрового двигателя может быть сбалансирована так же, как и та, которая присутствует в обычном шестицилиндровом двигателе.

Описание шатуна

— saVRee

Введение

Шатун (шатун, или шатун) соединяет поршень с коленчатым валом .Стержни изготовлены из штампованной кованой стали с термообработкой для обеспечения требуемой прочности . Каждый конец штока имеет отверстие , с меньшим верхним отверстием, соединяющимся с поршневым пальцем (пальцевым пальцем) в поршне . Конец шатуна с большим отверстием разделен пополам и закреплен болтами, что позволяет прикрепить шатун к коленчатому валу. Некоторые шатуны дизельных двигателей просверлены по центру, чтобы позволить смазочному маслу проходить вверх от коленчатого вала к поршневому пальцу и поршню (см. ниже).

Шатун с расточенным масляным каналом

В двигателях V-образного типа имеется вариант, который влияет на шатуны, и заключается в расположении цилиндров в левом и правом рядах прямо напротив друг друга, а не в шахматном порядке (наиболее распространенная конфигурация). Эта компоновка требует, чтобы шатуны двух противоположных цилиндров имели один и тот же коренной подшипник на коленчатом валу. Чтобы допустить такую ​​конфигурацию, один из шатунов должен быть раздвоенным или раздвоенным вокруг другого.

Наконечник

Многие люди часто называют поршневой шток и шатун одним и тем же, но это не так. Шток поршня представляет собой отдельную деталь, которая соединяется с крейцкопфом , , тогда как шатун соединяется непосредственно с коленчатым валом. Поршневые шатуны до сих пор используются в больших судовых двигателях , , но не в современных автомобильных двигателях.

Морской дизельный двухтактный двигатель

 

Дополнительные ресурсы

https://en.wikipedia.org/wiki/Connecting_rod

Connecting Rods

https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/connecting-rods

Arrow Precision // Шатуны

Вес. Прочность. Остаток средств. Предпосылки выступления на соревнованиях стальной прут. Благодаря достижениям в области технологий и автоматизации теперь можно получить все три вместе в одном удилище.

Гибкий производственный процесс позволяет Arrow Precision изготавливать различные количества стержней от прототипов до крупносерийного производства. Опытные инженеры и дизайнеры помогут вам с испытанными проектами, чтобы обеспечить единообразие, или создадут выигрышный дизайн, который повысит производительность и поможет вашей команде в первую очередь.

Каждое удилище, которое мы производим, создается с одинаковой тщательностью и вниманием к деталям, независимо от того, нужно ли вам одно удилище или несколько тысяч.


СТАЛЬНЫЕ ШАТУНЫ

Стальные шатуны

Arrow Precision используются почти во всех областях автоспорта, а также в самых престижных автомобилях мира.

Наши стальные шатуны полностью изготовлены на месте из поковок 817M40 с двойным воздушным переплавом по нашей собственной спецификации. Все стержни подвергаются дробеструйной обработке с использованием нашего автоматизированного процесса для повышения усталостной прочности и долговечности. Стержни сбалансированы встык в соответствующие комплекты двигателей и на 100% обнаружены трещины Magflux перед окончательной проверкой КИМ в нашем отделе контроля температуры.

Наша команда дизайнеров тесно сотрудничает с каждым клиентом, используя новейшие технологии CAD CAM для оптимизации каждой конструкции, будь то полностью обработанный в 3D прототип для оригинального применения или изготовленные на заказ стержни для полноценных гонок.

Для клиентов с особо экстремальными требованиями мы разработали нашу марку стали M2000 с пределом прочности на растяжение более 2000 МПа и высокой усталостной прочностью. Тщательная разработка и контроль химического состава материала и термообработки привели к превосходному балансу механических свойств, подходящему для использования в самых тяжелонагруженных гоночных двигателях.

В рамках процесса проектирования мы тесно сотрудничаем с ARP, чтобы выбрать лучший крепеж для каждого проекта.

Помимо серийного производства на заказ, мы также держим на складе широкий ассортимент шатунов для многих популярных гоночных двигателей, как современных, так и старинных.


М2000

Arrow Precision создали будущее шатунов высокого класса. Эта действительно захватывающая разработка заполнила рыночный пробел для технически превосходного и, что более важно, финансово жизнеспособного продукта.

Мы рады объявить о внедрении усовершенствованной концепции высокопроизводительного шатуна нового поколения.Качество этой продукции превосходит все известные имеющиеся балансы свойств для выпускаемых в настоящее время шатунов.

Наш новый материал M2000 был разработан как материал для шатунов из сверхвысокопрочной стали с показателями прочности более 2000MP. Он также сохраняет пластическое удлинение и имеет твердость сердцевины до 59 Rockwell C.

Многие стали с таким уровнем прочности не подходят для изготовления шатунов из-за их высокой чувствительности к надрезам, особенно в области резьбы.Тем не менее, тщательный выбор химического состава и методов термообработки позволил добиться превосходного баланса механических свойств и жестких допусков для применения в сложных условиях. Этот материал особенно подходит для применений с высокими нагрузками, где может произойти деформация штока, например, в двигателях с наддувом. В качестве альтернативы, высокая усталостная прочность может быть использована для уменьшения массы компонента.

Дополнительными преимуществами системы являются исключительная устойчивость к размягчению по сравнению с обычными цементируемыми сталями.Компоненты могут работать при температурах, превышающих температуру отпуска стали, особенно в малой части, где в некоторых случаях это может привести к преждевременному отказу. Это не относится к M2000.

М2000 никогда ранее не применялся для производства шатунов; это совершенно уникальный продукт.

*Нажмите здесь для получения дополнительной технической информации о материале M2000


ТИТАНОВЫЕ ШАТУНЫ

Уменьшение веса на 30 %
Титановый сплав 6AL-4V
Покрытие CrN
Полная балансировка в пределах грамма
На грани экстремальных характеристик водителям и инженерам нужны все преимущества.Титановые шатуны Arrow Precision сочетают в себе прочность титана для снижения веса и надежность, обычно связанную со стальной конструкцией шатуна, которая обычно на 30% легче стального эквивалента.

Традиционно истирание между вкладышами подшипников и корпусом шатуна является проблемой для титановых шатунов, однако компания Arrow разработала уникальный производственный процесс для решения этой проблемы. Кроме того, применяется покрытие CrN для предотвращения износа упорной поверхности.

Когда речь идет о проектировании для максимальной производительности, Arrow Precision является партнером, на которого можно положиться.Полный контроль клиента и гибкий производственный процесс позволяют нам тесно сотрудничать с вашей командой для разработки и производства удилищ для победителей чемпионатов.

Титановые шатуны

Arrow Precision покрыты нитридом хрома (CrN), нанесенным методом физического осаждения из паровой фазы (PVD).

Покрытие CrN создает тонкий износостойкий слой на рабочих поверхностях стержня, который значительно увеличивает срок службы компонента по сравнению с деталью без покрытия, создавая износостойкий слой между стержнем и соседними компонентами.


ЦЕЛЬНЫЕ ШАТУНЫ

Сверхвысокопроизводительные цельные шатуны с разъемным кривошипом, разработанные для облегчения стали, но сохраняющие ее прочность.

Инновации в термообработке и материалах используются в наших трех типах неразрезных удилищ. Наши поковки EN24 из никеля и хрома и молибдена обеспечивают прочность и долговечность конструкций с гильзами в большой головке и плавающей бронзовой головкой. Мы также можем предложить конструкцию с облицовкой из титана 6AL-4V, очевидным преимуществом которой является снижение массы.Для версий без футеровки мы используем науглероженную сталь, а шатун подвергается термообработке только в необходимых местах, что придает конструкции и прочности шатуна с футеровкой, но делает его на 20 % легче.

Нажмите здесь, чтобы просмотреть имеющиеся в наличии шатуны

Шатуны из углеродного волокна появятся в ближайшем к вам двигателе

Мы только что опубликовали длинный рассказ для наших читателей A&R Pro о новых ограничениях оборотов в чемпионате WorldSBK и о том, как Ducati Panigale V4 R разгоняется до 16 500 об/мин в серийном гоночном классе.

Один из способов, которым Borgo Panigale удалось добиться такого высокого предела оборотов для своего двигателя Desmosedici Stradale, заключался в использовании легких титановых шатунов. Красные байки не одиноки в этом, так как большое быстрое изменение для Kawasaki Ninja ZX-10RR — это также титановые шатуны, любезно предоставленные Pankl.

Фунт за фунтом прочнее стали, титан уже довольно давно помогает поднять крышу на пределе оборотов… и, возможно, пришло время дать шанс другому элементу в таблице Менделеева.Например… углерод?

Шатуны из углеродного волокна

теперь в моде, хотя это не совсем то, что вы думаете. Эксперименты с внутренностями двигателя из углеродного волокна уже проводились, и эти эксперименты не увенчались успехом.

Lamborghini экспериментирует с коваными карбоновыми конструкциями для шатунов и говорит о выпуске этой технологии в ближайшие год или два.

Прежде чем это произойдет, нужно преодолеть некоторые препятствия. Это связано с тем, что высокая температура часто разрушает композитный материал, что приводит к катастрофическому отказу, что недопустимо.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.