.d-md-none .d-lg-blok bibimot

Czy silnik beztłoczyskowy łączący Balandina jest najlepszy?

Czy silnik beztłoczyskowy łączący Balandina jest najlepszy?
Od momentu wynalezienia silnika spalinowego i mechanizmu korbowego, ten ostatni był przedmiotem udoskonaleń przez ponad dwa stulecia. Patent na KShM otrzymał J. Packerd w 1780 roku. Od tego czasu podejmowane są ciągłe próby wyeliminowania nieodłącznych wad tego mechanizmu. No, a przynajmniej ograniczyć je do minimum.


Zaproponowano ogromną różnorodność projektów, ale wszystkie okazały się nieskuteczne lub wręcz całkowicie nieprzydatne do praktycznego zastosowania. Dlatego pozycja „klasycznego” wału korbowego w silniku spalinowym tylko się wzmocniła. Niemniej jednak poszukiwania lepszego projektu trwały nadal.

Siergiej Stiepanowicz Balandin


W swoim czasie (od lat 30. do 60.) był znanym konstruktorem tłokowych silników lotniczych. W dobie aktywnej konstrukcji samolotów dobrze zrozumiano obietnicę łączenia silników beztłoczyskowych, które zapewniały wiele korzyści, dlatego utalentowany wynalazca, badający możliwości silników spalinowych, został zauważony i zaproszony do pracy w Ludowym Komisariacie Obrony .

O znaczeniu badań nad stworzeniem silnika korbowodowego świadczy fakt, że rozwój przeprowadziło pięć fabryk Ludowego Komisariatu Przemysłu Lotniczego, trzy biura projektowe, taka sama liczba instytutów badawczych oraz Akademia. Żukowski.

Wynalazca zajmował się także „praktyką”. Jego silnik MB-4, który miał tę samą masę co silnik z Wołgi, rozwijał większą (półtora razy!) moc - 140 KM. Z. Od 1936 roku Balandin piastował stanowisko głównego projektanta w specjalnym biurze projektowym Sił Powietrznych Armii Czerwonej.

Бесшатунный двигатель Баландина – лучше всех?Stosunkowo mały silnik Balandin (po prawej) z łatwością obraca ogromny silnik elektryczny o mocy 11 kW. Zdjęcie: YouTube.

Wszystkie osiągnięcia związane z tworzeniem i testowaniem silnika korbowodu były ściśle tajne. Po otrzymaniu patentu na swój silnik (MB) w 1957 roku Balandin opublikował książkę, w której szczegółowo opisał zalety swojego „pomysłu”. Jednak jego prace przez długi czas były oznaczone jako „bez publikacji”.

Każdy cylinder ma swój własny gaźnik. Zdjęcie: YouTube.

Od maja 1943 r. wynalazca kieruje laboratorium silników specjalnych w CIAM, a od 1946 r. został wiodącym specjalistą w OKB-2 w zakładzie MAP nr 500. Biuro zajmowało się nie tylko projektowaniem - organizowało produkcję pilotażową i etapowe debugowanie jednostek w zakresie mocy od 140 do 3 tysięcy 500 „koni”. W tym samym czasie opracowywano „supersilniki” do rakiet międzykontynentalnych. Oto zupełnie inne parametry:

✅ M-127 – do 10 tys. l. Z.
✅ M-127K – 12 tys. 500 l. Z.
✅ M127D (diesel do samolotów) – 14 tys. l. Z.

Był też „rekord” (choć w projekcie) 20 tysięcy „koni”, który wyprodukował 24 cylindry. Dla porównania: silnik XP-7755 opracowanej przez okrytą już złą sławą firmę Laicoming rozwijał moc 36 tys. KM przy 5 tłokach i gorszych parametrach. Z. W 1947 roku Balandin, zgodnie z decyzją Rady Ministrów, otrzymał tytuł Głównego Konstruktora Silników. Wraz z nadejściem lat 50. lotnictwo zaczęło przechodzić na elektrownie odrzutowe. Nie można jednak powiedzieć, że silnik bezkorbowy został całkowicie zapomniany. Balandin zostaje przeniesiony do CIAM i kieruje działem obiecujących projektów. W 1976 roku projektant przeszedł na emeryturę. SS Balandin zmarł w 1992 roku 12 września.

Co to jest konstrukcja bez korby?


Jedną z głównych wad tradycyjnego silnika spalinowego są znaczne straty tarcia. Tłok jest połączony z korbowodem za pomocą sworznia i dlatego stale wibruje, wywierając nacisk na ścianki cylindra silnika, zmniejszając wydajność. W rezultacie silnik spalinowy traci moc, a jego żywotność ulega skróceniu.

Tak działa konwencjonalny tłokowy silnik lotniczy. Zdjęcie: YouTube.

Aby jakoś rozwiązać ten problem, tłokom nadano wygląd stożka, a ich spódnicom - elipsę. Ale to niewiele pomogło, potrzebne było radykalne rozwiązanie - aby upewnić się, że korbowód nie kołysał się na boki, ale wykonywał wyłącznie ruchy posuwisto-zwrotne.

Funkcje MB


Pierwszą rzeczą, którą zaproponował Balandin, było zastosowanie w tłokach tzw. korbowodów zamiast korbowodów. „precyzyjne linie proste”. Mechanizm ten był już wówczas dobrze znany: jego podstawą teoretyczną było wykorzystanie ruchu hipocyklicznego. Nie wchodźmy jednak w naukową dżunglę i przejdźmy bezpośrednio do projektu. Próbka eksperymentalna, nazwana na cześć wynalazcy OMB (eksperymentalny silnik Balandin), wykorzystywała cylindry i tłoki z silnika lotniczego M-NA. Później na bazie jednostki eksperymentalnej zmontowano kilka kolejnych. Zamiast korbowodów zamontowano w nich korbowody, które na sztywno (a nie palcami, jak w klasycznym silniku spalinowym!) połączone były z tłokami i zakrywały poprzez łożyska czopy wału korbowego.

Uproszczony widok silnika Balandin. Zdjęcie: YouTube.

W skrzyni korbowej zainstalowano także prowadnice, po których przesuwały się suwaki. W rezultacie zarówno cylinder, jak i tłok zostały prawie całkowicie uwolnione od obciążeń bocznych. Ten ostatni zamienił się w „posiadacza” pierścieni. W tym przypadku kąt pomiędzy tłokami umieszczonymi naprzeciw siebie może być dowolny, z wyjątkiem 0° i 180°. Układ cylindrów ma kształt litery V lub X.

Praca MB z wałem korbowym. Zdjęcie: YouTube.

Jeśli nie ma wibracji kątowych, można sprawić, aby silnik działał w obu kierunkach. Oznacza to, że proces roboczy będzie prowadzony po obu stronach tłoka. W rezultacie usuwane jest prawie dwukrotnie więcej mocy. To rozwiązanie techniczne nie jest nowe – stosowano je w elektrowniach parowych i niektórych okrętach. Zamontowany silnik wyposażony jest nie w zwykły wał korbowy, ale w tzw. poprzeczka Silnik ten jest bardziej ekonomiczny, mocniejszy, ale ma większy rozmiar i wagę niż tradycyjny.

Korzyści z MB


Są dość poważne, co przyciąga uwagę projektantów samochodów i samolotów na całym świecie. Silnik Balandin jest znacznie lepszy od osławionej jednostki obrotowej Wankla, która nigdy nie stała się powszechna ze względu na krótką żywotność, wysokie zużycie paliwa i inne wady. Zalety MB:

✅wysoka, bo aż 96% sprawność (dla konwencjonalnego silnika spalinowego – nie więcej niż 86%)
✅ mniejsze wytwarzanie ciepła – wymiary grzejników (w tym olejowych) można zmniejszyć 1,5-krotnie
✅zwiększona żywotność CPG
✅możliwość pracy MB przy wyższych prędkościach tłoka i stopniach sprężania
✅ zastosowanie dwukierunkowego przepływu pracy
✅niskie (10-12%) zużycie paliwa
✅ mniejsze (dwukrotnie w porównaniu do tradycyjnych silników spalinowych) wymiary i waga

Kolejną zaletą jest względna prostota projektu. Jednocześnie do produkcji MB można zastosować technologie, części i urządzenia stosowane przy produkcji konwencjonalnych silników spalinowych. Wreszcie, w silniku beztłoczyskowym, w porównaniu z silnikiem tradycyjnym, poziom wibracji jest bardzo niski.

Próby praktycznego wykorzystania silnika Balandina


Produkowano je kilkakrotnie i w różnych fabrykach w ZSRR. Na przykład stołeczny ZiL wyprodukował w latach 80. prototypowy diesel MB: silnik pomyślnie przeszedł testy laboratoryjne i okazał się lepszy pod każdym względem od seryjnego YaMZ-238. Jednak nie testowali dalej nowego produktu: ale nadal uzyskali korzyści (możliwe w tamtym czasie). Na bazie MB opracowano sprężarkę beztłoczyskową łączącą do układów pneumatycznych samochodów ciężarowych. Stołeczny instytut lotnictwa również przeprowadził swoje eksperymenty przy pomocy grupy Trek i fabryki motocykli w Irbicie.

Dlaczego MB nigdy nie jest produkowane masowo?


W przemyśle lotniczym nadaje się tylko do samolotów ze śmigłami: silnika tego nie można instalować w samolotach pasażerskich, ale mógłby być przydatny w małych samolotach. Jednak dziś niewiele wiadomo o pracach w tym kierunku, zarówno w Rosji, jak i na świecie. Kolejną przeszkodą jest dotychczasowa zasłona tajemnicy: zaginęła np. część dokumentacji dotyczącej stosowania systemu Balandin w silnikach lotniczych.

Silnik Balandina na stojaku. Zdjęcie: YouTube.

Ciekawa jest też opinia, której istota jest taka, że ​​czołowi producenci silników spalinowych, w swoim interesie ekonomicznym, celowo utrudniają rozwój produkcji seryjnej silników Balandin. Entuzjaści jednak nie śpią: na przykład w Federacji Rosyjskiej nadal próbują pozyskać fundusze prywatnie (KB Rusmotor), na wyprodukowanie przedprodukcyjnej próbki MB potrzeba łącznie 16 milionów rubli.

Autor:

Wykorzystane zdjęcia: https://youtube.com

Co sądzisz o silniku Balandina?

Głosować!

Jesteśmy w Jesteśmy w Yandex Zen
Łączenie silników beztłoczyskowych: przeszłość i przyszłośćPierwsze samochody na benzynę