Гипоцикл Нестерова

[military-museum.livejournal.com]

Побывал недавно в Авиамузее в Монино (хорошо, что он ещё жив). Среди экспонатов "двигательного" отдела выделяется т.н. "Гипоцикл" инженера А.В. Нестерова, не путать с пилотом-однофамильцем. Семицилиндровый двигатель водяного охлаждения (схема расположения цилиндров - "звезда") был похож на появившийся годом раньше французский Salmson M7. Радикально отличались кинематические схемы двигателей - вполне обычная у "француза", у "русского" же она была весьма оригинальной. В "гипоцикле" Нестерова задний конец коленчатого вала опирался на шестерню, которая при работе мотора свободно катилась по кольцевой зубчатой проточке в задней стенке картера, а значит - совершала гипоциклические движения.

1. Поршневой авиационный двигатель "Гипоцикл А. В. Нестерова" в Центральном музее ВВС в Монино:


2. Этот звездообразный авиационный двигатель жидкостного охлаждения мощностью 120 л.с. и весом 164 кг был создан в 1914 г.:


В ряде источников указывается, что двигатель не имел особых преимуществ перед конкурентами, поэтому оказался неинтересен - но как же не интересен, если в отечественной промышленности того времени (и не только того) была проблема с двигателям, приходилось закупать импортные, либо выпускать их по лицензии?? Если есть отечественный аналог, отчего было авазаводу "Дукс" его не пустить в серию и перестать производить импортные "Гномы"? Возможно, конечно, что это была прихоть владельца завода, имевшего свою выгоду от такого состояния дел.

3. Фото с сайта авиару.рф:


Вопросы залу: был ли смысл в таком усложнении кинематики? В чём вообще может заключаться польза от такого решения?

Моих знаний хватает только для простого понимания, что каждое лишнее зубчатое колесо и даже просто железка в двигателе должна иметь своё оправдание. Иначе это лишние потери его (удельной) мощности.

И в завершение, по наводке ув. 22sobaki: бесшатунный двигатель с движением коленвала по гипоциклоиде. Но у Нестерова-то шатуны с пальцами присутствовали...

Comments

[antontsau.livejournal.com]

Увеличение хода поршней без роста размера коленвала?

[22sobaki.livejournal.com]

Так коленвал вроде сам по гипоциклоиде не движется

> В "гипоцикле" Нестерова задний конец коленчатого вала опирался на шестерню, которая при работе мотора свободно катилась по кольцевой зубчатой проточке в задней стенке картера

И не очень понятно, как конец вала опирался на одну катящуюся шестерню. Три шестерни - ок.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Опирается не центральная задняя ось вала (её нет), а само колено:



А гипоциклом мотор назвали по траектории движения зубчатого колеса (его точек):

[e-maksimov.livejournal.com]

Там еще и промежуточное зубчатое колесо. Не представляю, чего хотел добиться автор схемы.
(http://авиару.рф/wp-content/uploads/2015/11/3.Dvigatel-A.V.Nesterova-v-muzee-VVS-Monino.jpg)
(http://авиару.рф/wp-content/uploads/2015/11/4.Dvigatel-A.V.Nesterova-v-muzee-VVS-Monino..jpg)

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Промежуточное колесо может быть использовано для привода кулачкового механизма газораспределения на пример, как у М-14П:

Промежуточная шестерня привода шайбы газораспределения и маслонсоса ВИШ


Шайба газораспределения

[e-maksimov.livejournal.com]

Толкатели у Нестеровского движка снаружи, а обсуждаемые шестеренки внутри картера. Возможно, что через вал соосный с коленчатым шестеренкой приводится кулачок ГРМ, но тогда вообще не вижу смысла в этой затее - так и так два подшипника по бокам коленвала.

Для понимания не хватает фото привода ГРМ и потрохов двигателя.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Толкатели и у М-14П снаружи только в трубках.

[e-maksimov.livejournal.com]

И шестеренки привода тоже снаружи, я об этом.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Это где это снаружи? - на фото гипоцикла видно, как толкатели входят в задний хвостовик картера (корпуса), а там может быть кулачковый механизм, приводимый как раз этими промежуточными шестернями.

[e-maksimov.livejournal.com]

Это для понимания, что такое толкатель. В трубках у М-14П не толкатели, а штанги.

Еще раз. Обсуждаемые шестеренки двигателя Нестерова находятся внутри картера. Толкатели у двигателя Нестерова расположены снаружи картера - вон те вон цилиндры с роликами на концах, которые взаимодействуют с кулачками. Соответственно, кулачки тоже снаружи картера и они как-то должны приводиться в движение от вращения коленвала - то есть, из картера должен выходить вал привода ГРМ. Из имеющихся фото двигателя Нестерова не ясно, где выходит вал привода ГРМ, не ясно как внутри картера на этот вал передается вращение коленвала, не ясно, на чем кулачки расположены и есть ли они на данном образце или демонтированы.

[al-lobanov.livejournal.com]

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Не для среднего ума.
Для опоры задней части коленвала без подшипника.

[antontsau.livejournal.com]

не, ну само по себе это бессмысленно, подшипник скольжения сделать гораздо проще. Все-таки они что-то хотели этим добиться. Я быстренько поискал ни одного разумного описания кинематики конечно не нашел, так что малопонятно.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Для подшипника скольжения тогда не было соотв. материалов, а своих заводов шарикоподшипников в России тогда не было - подшипники импортные были.

[military-museum.livejournal.com]

Да, такая проблема действительно была - первый шарикоподшипниковый завод начали строить только в 1916 г. До этого была только сборка из импортных компонентов - колец и шариков.

[is2006.livejournal.com]

Не совсем так - к примеру легко ищется: "В 1903 году начат выпуск автомобилей "Олдсмобиль" с двигателями мощностью 8 л. с. О технических возможностях завода говорит тот факт, что все детали, даже роликоподшипники, он изготовлял сам."

[military-museum.livejournal.com]

Может, кустарное или мелкосерийное производство?

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Роликоподшипники технологически проще и не переносят осевых нагрузок, если они не конические, для нужд своего производства (чуть более 120 авто и какое-то кол-во двигателей) завод "Аксай" возможно их и производил. Производства шарикоподшипников в России не было.

[e-pipe.livejournal.com]

Даже сегодня мало кто ставит подшипники качения на коленвалы ДВС. Практически у всех - подшипники скольжения, вкладыши.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

+ высокопроизводительный маслонасос

[antontsau.livejournal.com]

щито? подшипники скольжения - это еще Ньюкомены всякие, начало 18го века. А уж в начале 20го это вообще типовая конструкция, хоть в паровозных осях с усилиями тонн по 10 на опору. Вот шариковые подшипники были по тем временам хайтек и редкость, но кто ж в мотор шарики ставит? все до сих пор на скольжении, вкладыши там всякие.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

Для подшипников скольжения нужен масляный клин (высокопроизводительный масляный насос), на этом моторе вряд ли он был. К тому же на современных подшипниках скольжения (вкладышах) применяется как бы спецматериал.

[antontsau.livejournal.com]

Паровозные и вагонные буксы прекрасно работают и на обычной масленке уже почти 200 лет. Насос с маслом начинается, когда этот подшипник становится высоконагруженным, но в двигателе сделать такой насос не проблема. Да и то необязательно, вон двигатель форд-т и в 1920х прекрасно обходился черпаковым смазыванием.

современные материалы конечно несколько более другое чем тогда, но такое слово "баббит" знакомо? вполне неплохо работает в подобных конструкциях.

[Андрей Уколов (from livejournal.com)]

В паровозных и вагонных буксах совсвем другие обороты и смазка нежели в авиационном моторе. Но точно неизвестно - был ли там маслонасос.

[antontsau.livejournal.com]

Обороты меньше, нагрузка больше. Но для подшипника скольжения обороты маловажны.

Авиамотор без маслонасоса это и для 1914 года несерьезно. В отличие от автомотора авиационный обязан работать даже кверх ногами, хотя бы кратковременно. Там сухие картеры от рождения, со всех фарманов-ньюпоров.