Цилиндр мотора оборачивается клапаном вокруг своей оси
На первый взгляд думается, что предложенное британцами важное изменение в привычной всем конструкции ДВС – это ход в сторону сложности. Но позже осознаёшь – совсем напротив. Новый тип мотора надёжнее и действеннее прошлого.
Основное, что это вовсе не бумажный проект.
Английская компания RCV Engines была создана во второй половине 90-ых годов двадцатого века специально для проработки, опробований и, наконец, продвижения на рынок всего одного изобретения. Оно, фактически, и зашифровано в заглавии компании: «Поворачивающийся цилиндр-клапан» (Rotary Cylinder Valve — RCV).
К настоящему времени базирующаяся в Вимборне компания не только отладила разработку, но доказала работоспособность данной новой концепции. Она уже наладила серийный выпуск линейки мелких четырёхтактных (обратите внимание) моторчиков с рабочим количеством от 9,5 до 50 «кубиков», предназначенных для авиамоделей, газонокосилок, ручных мотопил и аналогичной техники.
Но вот 1 февраля 2006 года компания презентовала первый пример 125-кубового двигателя для скутеров, благодаря чему дала многим людям предлог в первый раз познакомиться с данной мало известной до тех пор пока разработкой — RCV.
Один из мелких движков от RCV Engines, предназначенный для авиамоделей. Он кроме этого выстроен по фирменной разработке RCV.
Количество – 10 кубических сантиметров, мощность на валу — 670 ватт (0,9 «лошадок»), вес – 570 граммов (фото с сайта rcvengines.com).
Новый моторчик (он на снимке в заголовке) спроектирован британцами специально для тайваньской компании Motive Power Industry, большого производителя скутеров (торговая марка PGO).
Комментируя релиз новинки, управляющий директор RCV Engines Эрик Хилл (Eric Hill) сообщил: «Разработка RCV — значительное новшество, которое прокладывает путь к новому поколению двигателей для самых различных прикладных секторов. Двигателей более экономичных и с меньшими выбросами загрязняющих веществ».
Кроме этого авторы изобретения заявляют о понижении себестоимости движков (на пара процентов) за счёт сокращения числа подробностей, и увеличении их удельной мощности как на единицу количества, так и на единицу веса, если сравнивать с аналогами того же класса (процентов на 20).
Сравнение кривой мощности (в лошадиных силах) двухклапанного четырёхтактного движка (светло синий линия) и четырёхтактного же двигателя RCV (красная).
Оба – по 125 «кубиков». Горизонтальная шкала – обороты в 60 секунд (иллюстрация с сайта rcvengines.com).
Итак, перед нами четырёхтактный двигатель, в котором нет всей системы и привычных клапанов их привода. Вместо них англичане вынудили трудиться распределителем газов сам рабочий цилиндр двигателя, что в моторах RCV вращается около собственной оси.
Поршень наряду с этим совершает совершенно верно те же перемещения, что и раньше. А вот стены цилиндра вращаются около поршня (цилиндр закреплён в мотора на двух подшипниках).
С края цилиндра устроен патрубок, что попеременно раскрывается к впускному либо выпускному окну. Предусмотрено скользящее уплотнение и тут, трудящееся подобно поршневым кольцам – оно разрешает цилиндру расширяться при нагревании, не теряя герметичность.
Схема работы совокупности RCV.
На верхних картинках продемонстрирован вид цилиндра двигателя сверху (иллюстрация с сайта rcvengines.com).
Свеча расположена по центру и вращается вместе с цилиндром. "Наверное," тут применён скользящий графитный контакт, прекрасно привычный автолюбителям по ветхим механическим распределителям зажигания.
Приводят цилиндр во вращение всего три шестерёнки: одна на цилиндре, одна на коленчатом валу и одна – промежуточная. Конечно, скорость вращения цилиндра – в два раза меньше оборотов коленвала.
Но для чего избавляться от клапанов? Напомним, мы говорим как раз о четырёхтактных моторах, более сложных, но более экономичных, чем двухтактные, каковые господствуют в секторе миниатюрных (10-50 «кубиков») ДВС.
Разрез нового 125-кубового двигателя RCV. На переднем замысле видны шестерни привода цилиндра.
В районе свечи и недалеко от красной шестерёнки – прекрасно видны его подшипники. Цилиндр находится в положении впуска свежего заряда.
Внизу видна выхлопная труба, перекрытая стенкой цилиндра (иллюстрация с сайта rcvengines.com).
Во-первых, клапаны ограничивают просвет, через что проходит воздушное пространство либо выхлопные газы. С этим борются при помощи четырёхклапанных головок цилиндров, что заметно усложняет и удорожает конструкцию двигателя.
Окна же в данной совокупности намного больше. Практически как окна у двухтактника.
Но это четырёхтактник, весьма экономичный.
Главная подробность привода вращения цилиндра – промежуточная комбинированная шестерня. На прошлом рисунке она продемонстрирована розовым цветом (фото с сайта rcvengines.com).
Во-вторых, клапаны совершают возвратно-поступательное перемещение; и их инерционность мешает разгонять движки до громадных оборотов. Клапаны отрываются от распредвала – пружины не успевают их закрывать.
В совокупности же RCV цилиндр, делающий и функцию универсального клапана, вращается равномерно в одну сторону. Нет ничего, что мешает обороты для того чтобы четырёхтактника повысить против привычных для моторов равного количества, но с клапанами.
Наконец, в-третьих, привод клапанов – это источник утрат на трение (пружины очень сильно прижимают «хвосты» клапанов к поверхности кулачков распредвала).
В RCV, действительно, вместо появляется скользящее уплотнение верхней части цилиндра (в том месте, где устроены окна для газообмена), но в том месте нет сильного прижима. К тому же, привод цилиндра (шестерни) владеет меньшими утратами, чем утраты в приводе распредвала простых движков (цепь либо зубчатый ремень).
Компьютерное моделирование газодинамики в совокупности RCV.
Справа — комплект уплотнителей (иллюстрация с сайта rcvengines.com).
Увы, новую разработку сложно представить масштабированной до многоцилиндровых и многолитровых автомобильных моторов. Не смотря на то, что такая идея выглядит соблазнительной.
Так как линейка уже созданных мелких движков с совокупностью RCV показывает удельную мощность до 100 «лошадок» на литр (и это без всякого наддува), заметно лучшую экономичность и меньшую токсичность, чем четырёхтактные соперники в этом классе, оборудованные двухклапанной головкой цилиндра.
Совокупность RCV, полагают британцы, совершенна для моторчиков с рабочим количеством до 250 кубических сантиметров. Для скутеров – в самый раз.
Сейчас, в случае если всё отправится как намечено, на рынке покажутся новые тайваньские скутеры с этими моторами.
