Упаковать цилиндры
Решение, казалось бы, лежит на поверхности: а не расположить ли два ряда цилиндровѕ параллельно друг другу? Получится очень компактный силовой агрегат. А ведь мотоциклы с такими моторами выпускались серийно: например, легендарный Ariel Square Four или более современный Suzuki RG500ѕ Только вот какая тонкость: каждый ряд снабжался «своим» коленвалом. Как вы догадываетесь, на стоимости агрегата это отражалось не лучшим образом. Отчего же конструкторы использовали такой громоздкий вариант?
Давайте смоделируем схему: два ряда параллельных цилиндров, работающих на один коленвал. При этом оси цилиндров не проходят через ось коленвала – возникает так называемое дезаксиальное смещение цилиндров. А при нем силы бокового трения поршней о стенки цилиндров, и без того не маленькие, многократно возрастают. При этом быстрый износ не могут приостановить даже современные синтетические масла – под действием силы трения они вытесняются из зазора.
В принципе, давно известны устройства для разгрузки поршня от боковых усилий – крейцкопфы. Но они настолько увеличивают размеры ДВС, что их применяют лишь в стационарных и судовых моторах.
И вот возникла идея: а не встроить ли крейцкопфѕ внутрь поршня? Тогда его удастся свести к цилиндрической направляющей втулке, поршень опирается на ее внутренней частью юбки через фрикционное кольцо. Во втулке сделаны прорези для прохода шатуна и бобышек с поршневым пальцем. Крепится втулка при помощи фланца, зажатого с помощью болтов между фланцами картера и цилиндра.
Что получим? Боковые нагрузки на поршень и цилиндр сведены к минимуму – значит, минимальны и силы трения. А это выигрыш и в мощности (борьба с внутренним трением – один из главных резервов ее роста), и в массе деталей. Теперь мы можем строить двигатель компактной П-образной схемы. Должен заметить, что применение такого устройства возможно и в ДВС классического вида, ведь все детали максимально унифицированы с теми, что выпускаются и сейчас.
Особенно приятно, что у этого изобретения российский приоритет: на «Устройство для разгрузки поршня» получен патент РФ № 2 205997.
1942