двигатель fairchild caminez 447

[vladimir26]

Не нашел на форуме информацию по этому движку. 
Интересно обсудить данную конструкцию, ее плюсы и минусы. 
Вот русскоязычная статья.
http://www.alternathistory.com/nestandart-fairchild-caminez-447
http://www.airwar.ru/enc/law1/travelair8000.html

 

[свободник]

...Интересно обсудить данную конструкцию, ее плюсы и минусы...

Особенно по прошествии 95 лет 🤓

 

[свободник]

...Fairchild Caminez небо видел,и даже готовился к серийному выпуску. И сгубил мотор не пресловутый "точечный контакт",а,судя по публикациям,сильные вибрации.

Данная схема имеет избыточные кинематические связи, ну и высокие контактные нагрузки ни куда не делись.

Мне так видится, что как раз якобы "избыточные" кинематические связи, действующие шатунами напрямую без посредников на соседние поршни, совершающие выпуск и сжатие, уменьшают контактную нагрузку конкретно на ролик, которому уже не требуется передавать всю силу через коленвал.
А с учётом уже по умолчанию встроенного редуктора 1:2, позвлояющего кулачки газораспределения "прикрутить" на коленвал, то привод грм обычной "звезды" имеет гораздо больше избыточной кинематики.

 

[свободник]

..."Однако в 1929 году все работы над двигателем прекращаются. На фоне рекламы, описывающей замечательные свойства Каминеза как-то неожиданно выясняется что авиамотор совершенно непригоден для эксплуатации ибо он страдает врожденными пороками - очень большими и неприятными вибрациями, от которых разрушался винт, ну и сам двигатель. Большой тяжелый кулачок и тяжелая из-за мощных подшипников поршневая группа видимо были причинами такого поведения мотора."...

Из других источников гуглоперевода:
"...Caminez получил сертификат типа в июне 1928 года; однако к осени 1928 года было принято решение полностью отказаться от дальнейшей разработки или производства этого двигателя. Несмотря на более простую конструкцию, чем у обычного радиального двигателя, и позволяющую использовать низкоскоростные гребные винты из-за низкой скорости вращения, двигатель не прошел испытания ВМФ из-за чрезмерной вибрации. По-видимому, это было вызвано врожденным дисбалансом, возникшим в результате неточной обработки некоторых деталей..."

Характеристики мотора:
Мощность120 л.с. при 960 об/мин (в других модификациях 135 и 150 л.с.)
Обороты на кулачковом валу (коленвале по нашему) - соответственно поршни дают циклов в 2 раза больше - 1920 об/мин в привычном понимании.
Рабочий объем 7,325 л
Диаметр цилиндра ~143 мм
Ход поршня ~ 114 мм
Масса мотора ~ 163 кг

По массе и мощности получается одноклассник нашего М-11, но имеющий меньшую площадь поперечного сечения и использующий пропеллеры большего диаметра.

Для сравнения отношений диаметра пропеллера к диаметру и площади мотора на По-2 с М-11

 

[свободник]

...Что нужно в реале - убрать боковое усилие с поршней.

Так понимаю, что чередование вспышек в цилиндрах имело то же самое направление в которое вращался коленвал (кулачковый вал). То есть, помимо своего законного давления поршня на стенку цилиндра, к этому давлению напрямую через соседний шатун плюсуется сила для сжатия смеси в следующем цилиндре.
Если сделать чередование вспышек в сторону обратную вращению коленвала, то это должно сильно снизить давление поршня на стенку цилиндра. Давление на стенки будет явно меньше чем в классических ДВС.
Из минусов только то, что уже не получится обойтись всего двумя кулачками ГРМ на 4 цилиндра, а придётся сделать для каждого цилиндра свою пару кулачков ГРМ.
Имхо естественно.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Я не разбирался в причинах вибрации этого двигателя, мне это просто не интересно. В работе по кинематике данного двигателя одной из причин ущербности данной схемы называлось именно жёсткая связь всех 4-х поршней траверсами между собой. Преподаватели ТММ, не помню какого вуза, провели анализ данной кинематической схемы и обосновали избыточные связи в данном механизме. Они предложили соединять между собой только рядом стоящие цилиндры. Если смотреть фронтальную проекцию двигателя, пара левых цилиндров связана между собой парой траверс. Соответственно правые цилиндры соединены аналогично. В данной схеме убирается две пары траверс соединяющих поршня в горизонтальной плоскости. Предполагаю, причиной вибрации мог являться повышенный рабочий зазор между кулачками и парой цилиндров, что приводило к упругой деформации траверс и развитию колебательных процессов. В схеме предложенной нашими преподавателями такой недостаток отсутствует, нет избыточных ограничений от убранных траверс. Левая и правая пары нормально прижимаются к поверхности кулачка, находясь в постоянном контакте без отрыва от поверхности. Причиной неудачи американцев в то время явилось отсутствии школы ТММ в американских Вузах, по моему у них её нет и сейчас. Да и наши эмигранты первой волны начали их учить как пользоваться такой дисциплиной как сопромат. Радуйтесь что у вас был Иван Иванович Артоболевский, у меня был его ученик Николай Иванович Левитский, к стати, очень хороший дядька. С ТММ вообще не было проблем. Так что, зрите в корень.

 

[Jbiplane]

С 1926 в США делались и такие псевдозвезды 27кг 25л.с. на 2000об из 2 оппозитов и летали мелкие бипланы.
Диаметр поршня 72мм, ход 70мм. Тратил 5 галлонов топлива на 200 миль.
Из современных материалов и комплектующих подобная конструкция будет иметь лучшие параметры.

 

[Алексей Костенко (А.Г.К)]

Вспомнил что у меня где-то была книга по ТММ с исследованием механизма Ферчайльда. Нашёл, есть в электронном виде.
Смелягин А.И. "Структура, структурный анализ и синтез механизмов" Новосибирский ГТУ 1997 г.
Почитайте.

 

[свободник]

Как изящно сделана головка! Даже растяжка тросовая чтобы коромысло ветром не сдувало.

весьма похоже на трос. При чем, он должен быть свит и закручен при монтаже так, что работать как пружина, обеспечивая постоянное натяжение и прижим коромысла к толкателю и клапану. Так сказать, упругий, "тросовой компенсатор зазоров" в клапанном механизме.
Однако, по длине заделки в вилках, это скорее всего не трос, а шпилька с резьбовыми наконечниками...

Здесь, уже, установлена жёсткая металлическая штанга. ( Зацело, точёная из прутка ). И конструкция толкателя изменена.

Показавшийся Вам тросс - это просто неудачный снимок.
На модификациях этого двигателя 447a, 447b и 447c небыло ни троссов, ни шпилек. А были жёсткие штанги, но разной конструкции.
В оригинальном тексте этот элемент именуют support (поддержка, опора).
Этих штанг небыло на прототипах и на последней модификации 447D

выполняющий роль автоматического регулятора зазоров клапанов, в зависимости от температуры цилиндра

эти " изыски" имеют целью компенсацию теплового зазора в клапанном механизме

К этой гипотизе поначалу отнёсся скептически. Теперь думаю, что очень может иметь место.
Если оси коромысел крепятся к головке, то при нагревании цилиндра тепловые зазоры увеличиваются.
При креплении осей коромысел к картеру - зазоры уменьшаются.
В двигателе Caminez оси коромысел имеют привязку на картер, но штанги должны нагреваться от цилиндров и тоже удлиняться.
Теоретически вполне реально добиться автоматической регулировки тепловых зазоров таким простым способом.

Каждая лишняя деталь снижает надежность....

Пишут, что в этом двигателе количество деталей на 40% меньше, чем в классическом.

 

[свободник]

...30 июня 1928 года оснащенные двигателями 447-C бипланы Waco 10 и Travel Air 8000 приняли участие в проходивших в том году состязаниях на надежность на приз Форда (Ford Reliability Tour of 1928)...
...Состязания завершились 28 июля после преодоления 6304 миль (10145 км)...
...Чтобы довести два самолета до финиша, потребовалось примерно одиннадцать пропеллеров...

Даже до соревнований моторы славились тем, что переломали много винтов.
Рекомендовались для этих моторов двухлопастные винты диаметром 305 см.
Крутящий момент на втулке винта почти 2 kN•m

 

[Андрей Миллер]

Я не разбирался в причинах вибрации этого двигателя, мне это просто не интересно. В работе по кинематике данного двигателя одной из причин ущербности данной схемы называлось именно жёсткая связь всех 4-х поршней траверсами между собой. Преподаватели ТММ, не помню какого вуза, провели анализ данной кинематической схемы и обосновали избыточные связи в данном механизме. Они предложили соединять между собой только рядом стоящие цилиндры. Если смотреть фронтальную проекцию двигателя, пара левых цилиндров связана между собой парой траверс. Соответственно правые цилиндры соединены аналогично. В данной схеме убирается две пары траверс соединяющих поршня в горизонтальной плоскости. Предполагаю, причиной вибрации мог являться повышенный рабочий зазор между кулачками и парой цилиндров, что приводило к упругой деформации траверс и развитию колебательных процессов. В схеме предложенной нашими преподавателями такой недостаток отсутствует, нет избыточных ограничений от убранных траверс. Левая и правая пары нормально прижимаются к поверхности кулачка, находясь в постоянном контакте без отрыва от поверхности. Причиной неудачи американцев в то время явилось отсутствии школы ТММ в американских Вузах, по моему у них её нет и сейчас. Да и наши эмигранты первой волны начали их учить как пользоваться такой дисциплиной как сопромат. Радуйтесь что у вас был Иван Иванович Артоболевский, у меня был его ученик Николай Иванович Левитский, к стати, очень хороший дядька. С ТММ вообще не было проблем. Так что, зрите в корень.

Артоболевский был, моторов нет. Чему радоваться?

 

[Андрей Миллер]

Показавшийся Вам тросс - это просто неудачный снимок.
На модификациях этого двигателя 447a, 447b и 447c небыло ни троссов, ни шпилек. А были жёсткие штанги, но разной конструкции.
В оригинальном тексте этот элемент именуют support (поддержка, опора).
Этих штанг небыло на прототипах и на последней модификации 447D


К этой гипотизе поначалу отнёсся скептически. Теперь думаю, что очень может иметь место.
Если оси коромысел крепятся к головке, то при нагревании цилиндра тепловые зазоры увеличиваются.
При креплении осей коромысел к картеру - зазоры уменьшаются.
В двигателе Caminez оси коромысел имеют привязку на картер, но штанги должны нагреваться от цилиндров и тоже удлиняться.
Теоретически вполне реально добиться автоматической регулировки тепловых зазоров таким простым способом.

Пишут, что в этом двигателе количество деталей на 40% меньше, чем в классическом.

"Ты пишешь мне сломала ногу,
а я пишу - купи костыль..." 😊