Motor radial
Această intrare sau secțiune despre subiectul mecanicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
Motorul cu cilindru radial , mai bine cunoscut sub numele de motor radial sau motor cu stea , este un motor endoterm în care cilindrii sunt dispuși conform liniilor radiale, în jurul arborelui cotit ; un motor radial poate fi compus din una sau mai multe „stele”, de unde și numele care îl identifică, adică una sau mai multe serii autonome de cilindri. În acest caz, vom vorbi despre un motor stea dublu și cvadruplu. Motorul radial s-a bucurat de un mare succes în aeronautică și a rămas în producție până la apariția motorului cu reacție sau cu reacție . Cu acest tip de motor au fost echipate toate avioanele mari de transport civil și militar cu care s-a încheiat epoca. A motorului volumetric în aviație .
Tehnica de construcție
Într-un motor radial, pistoanele sunt conectate la arborele cotit cu un anumit sistem. Un singur piston este conectat direct la arborele cotit prin tija de legătură mai lungă, care se numește tija de legătură principală. Toate celelalte sunt conectate cu biele mai scurte ( biele ) la biela principală.
Chiar dacă această conexiune este incorectă mecanic, deoarece centrul de rotație al bielei principale este diferit de cel al bielelor, scăderea rezultată a eficienței este neglijabilă.
Un fapt remarcabil este că motoarele radiale în doi timpi au un număr par de cilindri pentru fiecare stea, pentru a limita eforturile pe biela, iar motoarele în patru timpi, pe de altă parte, au un număr impar (întotdeauna pentru fiecare stea); de exemplu, un motor cu 18 cilindri din două stele are 4 timpi, în timp ce dacă are 16 cilindri este 2 timpi.
Tipuri
În afară de numărul de cilindri și stele, au fost utilizate două tipuri de motoare radiale.
- Primele utilizate (în primele decenii ale anilor 1900) au fost motoarele cu cilindru radial rotativ (bloc motor rotativ); în acestea, arborele cotit fix a sprijinit întregul motor de cadrul vehiculului, în timp ce blocul motorului cu cilindrii, pistoanele și bielele s-au rotit pe el însuși împreună cu elicea care a făcut parte din blocul motorului; gazul a fost introdus prin transferul prin arborele cotit care a acționat și ca o came pentru supape. Lumânările au intrat în joc fără fir, printr-o telecomandă. Aceste motoare au fost, din punct de vedere istoric, primele care au fost montate pe avioane, deoarece, odată cu rotația, a fost garantată o răcire excelentă pentru cilindrii cu aripioare care erau din fontă. Cu toate acestea, datorită masei rotative mari, au apărut efecte giroscopice semnificative în timpul manevrelor aeronavei care au îngreunat pilotajul. Înlocuirea fontei din construcția cilindrului cu aluminiu care transmite foarte bine căldura a făcut superfluă utilizarea rotației motorului și, prin urmare, motoarele rotative au fost abandonate cu totul.
- Cele anterioare au fost înlocuite curând cu motoare cu cilindru radial fix (bloc motor fix ), care în comparație cu modelele anterioare au o performanță mai bună: arborele cotit cu elice se rotește în timp ce blocul motorului a fost fixat pe cadrul vehiculului. Cu această metodă, bujiile ar putea fi conectate cu un cablu electric, gazele ar putea fi introduse prin conducte fixe (astfel, de asemenea, pentru a descărca gazele arse) și dacă nu altceva, deși au fost construite prototipuri mai grele, răcite cu lichid.
- cu cilindri rotativi și arborele cotit , în acest caz atât carterul, cât și arborele cotit sunt în rotație față de cadru și în direcții diferite unul de celălalt, acest lucru permite o rotație ridicată a motorului și o rotație a elicei cu cheie pe bloc sau arborele motorului înjumătățit în comparație cu motorul, un exemplu al acestei aplicații este cu motorul Siemens-Halske Sh.III și cu cele două modele anterioare.
Utilizarea aeronautică
În domeniul aeronautic, motorul stelar are multe avantaje. Motorul este răcit folosind direct aerul generat de mișcarea aeronavei sau a elicei. Prin urmare, nu sunt necesare sisteme de răcire cu lichid , cu o economie considerabilă de greutate. Lipsa unui sistem de răcire cu lichid face ca motorul radial să fie mai ușor de construit și de întreținut decât un motor în linie sau V. Această simplitate a făcut-o mai fiabilă și, în luptă, mai puțin sensibilă la daune. De fapt, în cazul în care un cilindru al unei stele al motorului radial este lovit direct, numai acesta va pierde puterea, în timp ce într-un motor în linie sau V, caracterizat de unul sau mai multe blocuri de cilindri, întregul bloc va pierde puterea; acest lucru se întâmplă cu atât mai mult cu cât motoarele radiale sunt aproape întotdeauna răcite cu aer, în timp ce motoarele în linie sau de tip V sunt aproape întotdeauna răcite cu lichid, astfel încât găurirea duce aproape inevitabil la pierderea funcționalității din cauza supraîncălzirii excesive. Aceste avantaje - ușurința și fiabilitatea - au facilitat și recomandat utilizarea acestuia pe aeronave. Un alt avantaj este dat de modularitatea proiectului. La un anumit moment al dezvoltării sale, în loc să-și mărească puterea prin creșterea dimensiunii sale, a fost preferat să se adauge rânduri suplimentare de cilindri. Acest lucru a făcut posibilă menținerea unei anumite ușurințe de proiectare care a afectat și producția. A putea produce mai puține componente a fost avantajos din punct de vedere economic și s-a dovedit foarte util în întreținerea aeronavelor utilizate în conflicte.
Cu toate acestea, motorul radial are și două dezavantaje majore. Primul este dat de rezistența aerodinamică mai mare pe care o generează, deoarece necesită, datorită formei sale, o secțiune frontală mai mare decât cea a unui motor echivalent în linie. Mai mult, dacă doriți să utilizați supraalimentarea, aerul comprimat, după ce a trecut prin compresor sau turbină, trebuie adus la fiecare cilindru individual, în timp ce în motorul în linie sau în formă de V , va fi necesară o singură conductă pentru un întreg bloc.de cilindri.
În anii 1930, s- a dezvoltat o mare dezbatere tehnică cu privire la care dintre cele două tipuri de motoare, radial sau în linie , era mai bun. Inițial, avantajul părea că se îndreaptă către motorul radial, care a devenit principalul motor utilizat pe multe avioane civile și militare datorită fiabilității sale, o valoare importantă în timpul zborurilor pe zone mari de deșert sau peste apă și pentru ușurința sa. Mai târziu, în special pentru avioanele de luptă militare și cu disponibilitatea motoarelor în V, cum ar fi Daimler-Benz DB 601 sau Rolls-Royce Merlin , se părea că motorul ideal era motorul în linie, ceea ce a făcut posibilă obținerea aeronave cu linii aerodinamice foarte curate. Dezbaterea nu a avut o soluție reală, deoarece avioanele de vânătoare precum Republic P-47 Thunderbolt sau Focke-Wulf Fw 190 , în ceea ce privește avioanele de vânătoare la sol, au dovedit că a fost posibil să se obțină avioane capabile de performanțe ridicate. folosind un motor radial. În timp ce Supermarine Spitfire german sau Messerschmitt Bf 109 , echipate cu motoare în V, s-au dovedit a fi avioane cu o aerodinamică extrem de eficientă și rezistente la combaterea daunelor.
Cine a luat o poziție puternică în acest sens a fost Marina SUA , care a adoptat întotdeauna motorul radial pentru toate avioanele sale. La fel au făcut și Marina Imperială și Forțele Aeriene ale Armatei Japoneze . Multe dintre aeronavele italiene utilizate în timpul celui de- al doilea război mondial au fost, de asemenea, propulsate de motoare radiale. Imediat după conflict a existat o afirmare a motorului radial, utilizat pe toate avioanele mari civile și militare ale perioadei. O altă soartă a revenit motorului în linie, care a dispărut rapid de pe piața aviației. Cu toate acestea, în câțiva ani, dezvoltarea motoarelor cu reacție introduse de inginerii germani cu Junkers Jumo 004 care echipa Messerschmitt Me 262 a pus definitiv capăt dezvoltării motoarelor mari cu ardere internă pentru aeronautică.
Cel mai mare motor radial de aeronave fabricat vreodată în serie a fost americanul Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major . Motorul, care a fost echipat cu 28 de cilindri dispuși pe patru stele și putea furniza o putere de 3.500 CP (2.610 kW), a fost folosit pe cel mai mare avion, mai întâi militar și apoi civil, din ultima perioadă a avioanelor cu motor cu piston.
Cu toate acestea, primatul în dimensiunile unui motor radial aparține Uniunii Sovietice . Zvezda a construit un număr limitat de motoare diesel marine cu 42 de cilindri, cu 6 rânduri de stele cu 7 cilindri, cu diametrul de 160 mm (6,3 in) și cursa de 170 mm (6,7 in), pentru o deplasare totală de 143,5 L (8,756 in³). Acest motor a dezvoltat puterea de 6.000 CP (4.500 kW) la 2.500 rpm.
Utilizarea automobilelor
Unul dintre exemplele rare de utilizare a motorului radial în automobile este instalarea într-o mașină de curse, Monaco-Trossi din 1935 , care și-a făcut singura apariție publică în timpul antrenamentelor de calificare în Marele Premiu al Italiei. Disputat pe Autodromo Nazionale di Monza în 1935 .
Proiectat de Augusto Monaco și construit cu ajutorul financiar al contelui Carlo Felice Trossi , fost șofer de mașină, era o mașină aparent convențională pentru acea vreme, dar care a inclus o serie de inovații tehnologice interesante. Acesta a fost echipat cu o structură de tub sudat cu motor și tracțiune față , un habitaclu deschis protejat de un parbriz mic, suspensie paralelogramă transversală independentă cu amortizoare reglabile și frâne cu tambur de dimensiuni generoase.
Motorul radial în cauză a fost un 16- cilindru in doi timpi , 65 mm alezaj și 75 mm cursă pentru o capacitate cilindrică de 3982 L. Aranjamentul cu cameră de ardere integrală pentru fiecare pereche de cilindri este curios, cu orificiile de transfer de admisie din spatele 8 și orificiile de evacuare din cele din față. Unitatea cu o greutate goală de 750 kg , datorită echipamentului a 2 compresoare, era capabilă de 250 CP la 6.000 rpm, suficientă pentru a permite mașinii să atingă viteza remarcabilă de 280 km / h .
Datorită conformației sale speciale, cu o distribuție a greutății cântărind 75% pe puntea față, a avut o dificultate extremă în viraje și, în practică, beneficiile aduse de motor nu au fost suficiente pentru a compensa lipsa cronică de menținere a drumului.
În ciuda eșecului sportiv, este o mașină care și-a câștigat un loc în istoria automobilismului, atât de mult încât a fost păstrată și expusă la Muzeul Automobilului din Torino . [1]
În vremuri mai recente, trebuie amintit OPES Ninfea , o mașină mică echipată cu un motor radial cu trei cilindri, realizată în câteva exemplare de Atelierele de precizie și ștanțare din Torino , în 1947 .
Tabelul motoarelor radiale de aeronave
Notă
- ^ La Manovella, Nr.4 an XLVII (aprilie 2008) Edizioni Legenda Srl Pag. 43 Arhivat 5 decembrie 2008 în Internet Archive ..
Elemente conexe
Alte proiecte
-
Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere pe motorul radial
linkuri externe
| Controlul autorității | GND ( DE ) 4604351-2 |
|---|
