1. Як зароджувався сучасний ДВС?
2. Чому ми хочемо позбутися колінчастого вала?
3. Як бачить роботу мотора без коленвала Баландін?

Протягом багатьох років інженери намагалися уявити, як повинен працювати супердвигун без коленвала. Адже це знизило б витрати палива і ступінь негативних наслідків постійної вібрації в двигуні. І це сталося, винахід викликало численні дискусії. Спробуємо скласти враження про це агрегаті.

Як зароджувався сучасний ДВС?

Якщо порівнювати автомобіль з організмом людини, то саме движок буде виконувати роль серця. Без нього експлуатація транспортного засобу попросту неможлива. Саме слово мотор в перекладі з латині означає приводити в рух. І якщо в двох словах, то цей пристрій відповідає за перетворення енергії від згорання палива в механічну, без якої автомобіль не заведеться.

мотор автомобіля

Вперше про таке агрегаті почули в далекому 1801 році, а дякувати за це винахід слід французького інженера Філіпа Лебона. А ось творцем зразків, найбільш близьких за будовою до сучасним моторам , Вважають німецького інженера-самоука Ніколаус Отто. Про його досягнення світ дізнався через більш 70 років, в 1877 році.

Французький інженер Пилип Лебон

За п'ять років до цього Брайтон спробував втілити в життя силовий агрегат, який буде працювати на гасі, попередні пристрої функціонували за рахунок газу. Спроба виявилася невдалою. Але в 1882 році життя отримав новий агрегат, який працює на рідкому паливі - бензині. І дякувати за його поява на світ людство зобов'язане німецького конструктора, інженера і промисловця Готтлиба Даймлера.

Чому ми хочемо позбутися колінчастого вала?

Більше двохсот років пройшло з моменту появи першого силового агрегату, і з тих пір багато чого змінилося. З'явилися різні модифікації, тепер вони працюють на бензині, солярці, газі, але незмінною залишилася функція і роль мотора в будові авто. Однак значний стрибок доводиться саме на наш вік. Сьогодні зароджуються нові технології, і вже є розробки двигунів без коленвала. Але як може мотор працювати без цього вузла?

Двигун без коленвала

Якщо розібратися, традиційний кривошипно-шатунний механізм має ряд недоліків. Наприклад, під час його роботи створюється дуже сильне бічне зусилля на стінки циліндра. Це призводить до передчасного зносу поршня. Ще подібне зусилля значно збільшує втрати на тертя, а значить, страждає ККД. Щоб виключити цей недолік, потрібен механізм, в якому шатун буде здійснювати тільки зворотно-поступальні рухи. А ось кутові кочення слід повністю усунути. Зараз можна знайти безліч розробок подібних агрегатів. Деякі з них мають право на існування, інші нікуди не годяться.

Кривошипно-шатунний механізм

Основою багатьох винаходів виступає безшатунного двигун Баландіна. Його робота полягає в перетворенні зворотно-поступальних рухів завдяки спеціальному ексцентричного механізму, до якого пред'являються дуже високі вимоги, що і заважає зробити мотор доступним.
На сьогоднішній день у інженерів вийшло створити робочий і пройшов усі випробування двигун, в якому зменшили кількість підшипників коленвала. Це двохпоршневі конструкції. І швидше за все в найближчі роки цей зразок буде пущений в масове виробництво. Це, звичайно, не втілив мрію мільйонів в реальність, але суттєво наблизило нас до неї. А поки що ДВС без коленвала залишається нав'язливою ідеєю, і пошуки рішень тривають.

Як бачить роботу мотора без коленвала Баландін?

Розглянемо основні елементи та принцип роботи таких чудо-агрегатів. Ідеально гладкий поршень, на поверхні якого нанесена спеціальна хвилеподібна виїмка, насаджується на вал. Сюди фіксується і золотник. Його кріплять за допомогою болтового з'єднання. Зверху поршня надаватися гільза. Вся конструкція поміщається в корпус. У його верхній частині передбачена спеціальна виїмка, куди і встановлюється ролик, а потім вона закривається кришкою на болтах.

Є головка, в яку вставляється свічка запалювання. Збоку встановлюється глушник, який теж фіксується за допомогою чотирьох довгих болтів. З протилежного торця від головки встановлюється система запалювання і з'єднується зі свічок за допомогою тонких трубок. А поруч збоку кріпиться карбюратор.

Свічки запалювання для двигуна Баландін

Якщо бажаєте більш наочно ознайомитися з принципом роботи двигуна без коленвала, відео з докладною схемою ми розмістили трохи нижче, а зараз опишемо цей процес в загальних рисах. Поршень робить зворотно-поступальні рухи. Вал і поршень мають наскрізні отвори, розташовані в одній площині. У них вставляється циліндр, завдяки якому забезпечується жорстке з'єднання. Тому при обертанні вала навколо своєї осі такі маніпуляції відчуває і прикріплена до нього деталь.

Паливо надходить з бензобака в карбюратор, де розпорошується через спеціальний клапан і перемішується з повітрям. Коли поршень рухається в бік головки, відкривається впускний вікно і паливно-повітряна суміш надходить в підпоршневу простір. Потім вікно закривається, а пальне стискається внаслідок зміни руху деталі в протилежну сторону. У цей час відкривається продувні вікно, і суміш надходить в камеру згоряння, де знову відбувається її стиск, обумовлене рухом поршня.

Поршні двигуна без коленвала

Коли поршень знаходиться в крайньому положенні, в камері виникає величезний тиск і пальне запалюється. Цей міні-вибух штовхає поршень в протилежну сторону. Пройшовши трохи, він відкриває канал, через який відпрацьовані гази залишають камеру згоряння. І цей процес циклічно повторюється протягом всієї роботи движка.

Технічно підкованим людям при перегляді відеодемонстрації напевно кидаються в очі деякі слабкі місця такої розробки. І конструктори продовжують шукати шляхи до підвищення надійності і стійкості такого механізму. Аналіз великих салонів останнього десятиліття показує, що гіганти автопрому старанно трудяться над вдосконаленням мотора. Тому є надія, що двигуни внутрішнього згоряння без коленвала зовсім скоро отримають реалізовану і надійну конструкцію і автопарк усього світу істотно зміниться.