Motorist_53 сказал(а):
А может всё лежит в иной плоскости, а именно в экономической нецелесообразности в виду малого или вообще спорного экономического эффекта.
Давайте на примере двухтактного (или с цилиндром двухстороннего действия) ДВС с БСМ разберем один из моментов технической целесообразности, с которым связана одна из ветвей экономической целесообразности.
На рисунке ниже показана схема БСМ в такте рабочего хода верхнего цилиндра для двух моментов когда угол поворота вала а<45[sup]0[/sup] и когда угол поворота вал а>45[sup]0[/sup]. Штоки и поршни заменены векторами приложенных сил Р[sub]рас[/sub] и F[sub]сж[/sub].
Итак в верхнем цилиндре такт расширения, в боковом цилиндре такт сжатия.
В секторе угла а<45[sup]0[/sup] (Рис.А) от действия силы Р[sub]рас[/sub] на ползуне появляется боковая составляющая N[sub]рас[/sub], нагружающая направляющую ползуна. Но, одновременно в боковом цилиндре через ползун на шейку вала действует сила сопротивления сжатию F[sub]сж[/sub], которая через плечи и точку опоры планетарного вала создает на боковой поверхности вертикального ползуна равную силу противоположного знака -F[sub]сж[/sub]. Эта сила отнимается от силы N[sub]сж[/sub], т.е. разгружает вертикальный ползун. Сила его давления на направляющую уменьшается, а поскольку от этой силы зависят потери на трение (сила трения равна произведению нормальной силы на коэфф. трения), то механический КПД этого участка повышается.
Достигли угла 45[sup]0[/sup]. На этом угле вертикальный ползун полностью разгружается, отходя от направляющей и весь баланс нагрузки переходит на боковой ползун, который в этот момент, напротив, садится на направляющую.
После угла 45[sup]0[/sup] картина асимметрично меняется (Рис.Б). Сила N[sub]сж[/sub] должна была бы (как в двигателе с КШМ) прижимать ползун к нижней направляющей, но ее с избытком преодолевает сила -Р[sub]рас[/sub], разгружая ползун и передавая остаток силы
на ту же направляющую ползуна, по которой он скользит и в такте расширения. В итоге и в этом секторе потери на трение снижаются. Описанный процесс можно повторить для полного оборота вала.
Но это еще не полная картина. Я не случайно выделяю слова из фразы.
В двигателе с КШМ поршень на сжатии скользит по одной стороне зеркала цилиндра, а на расширении по другой. Это значит что в нем величина потерь, получаемая от трения о зеркало цилиндра на сжатии, теряется в двойном размере. Первая половина непосредственно в такте сжатия, а вторая в такте расширения, когда боковая сила, действующая на стенку зеркала цилиндра и образующая реактивный момент, содержит в себе часть силы, затрачиваемую на преодоление силы трения такта сжатия в соседнем цилиндре. То есть на стенку давит большая сила, чем та, которая образует реактивный момент ДВС.
В БСМ описанная двойная потеря от сил трения устраняется (порождающие их источники нагружения замкнуты между ползунами через плечи планетарного вала) и сила, которая давит на стенку цилиндра в такте расширения в точности соответствует по величине той, которая создает реактивный момент всего двигателя.
Вот та основная ветка, за счет которой и образуется существенно более высокий механический КПД БСМ.
Конечно, свою долю вносят и улучшенные условия смазки ползунов и снижение теплового сопротивления пары "поршень цилиндр", уменьшающее отток тепла трения в охлаждающую жидкость.
Все описанное и имел ввиду Сергей Степанович Баландин, когда писал: "Для бесшатунных двигателей требуются в 2,5-3 раза меньшие водо-маслянные и примерно в 1,5 раза меньшие воздушные радиаторы, и соответственно уменьшается мощность, затрачиваемая на охлаждения двигателей"
Вот что может дать присутствие внутреннего взаимодействия нагруженных деталей - ползунов.
"Думайте сами, решайте сами - иметь или не иметь" направление развития ДВС с БСМ.