25 февраля 1909 года Рене Бретон (René Breton) подал заявку на выдачу патента на двигатель внутреннего сгорания новой конфигурации. Заявка Бретона была удовлетворена, и 8 мая 1909 года он получил французский патент №399918, который был опубликован 10 июля 1909 года. Впоследствии Рене Бретон получил британский патент №4782 (27 октября 1910 года) и патент США №982468 (24 января 1911 года).
В своем патенте Бретон описал 12-цилиндровый ротативный авиационный двигатель воздушного охлаждения, который должен быть компактным и очень легким. Двигатель имел передний и задний ряды цилиндров, по шесть цилиндров в каждом. Цилиндры каждого ряда были расположены вокруг двигателя в виде трех групп по два цилиндра, причем каждая группа из двух цилиндров располагалась под углом 120 градусов вокруг центра двигателя. В каждой группе из двух цилиндров угол развала составлял 160 градусов. Передний и задний ряды были зеркально симметричными, так что передняя двухцилиндровая группа соответствовала задней двухцилиндровой группе. Каждый передний и задний цилиндр были сопряжены друг с другом, запускались одновременно и имели общую камеру сгорания. Впускной клапан находился на задней стороне заднего цилиндра, а выпускной клапан — на передней стороне переднего цилиндра.
Поршни каждой двухцилиндровой V-образной группы с углом развала 160 градусов были прикреплены к «кривошипному диску» с вильчатыми и внутренними шатунами. Каждый кривошипный диск состоял из вала, который вращался на шарикоподшипниках и имел установленную в центре планетарную передачу. Планетарная передача была расположена между внутренними концами переднего и заднего кривошипных дисков, на которых были установлены соответствующие шатуны. Передний и задний внешние диски закрывали данную конструкцию. Планетарные шестерни трех кривошипных дисков входили в зацепление с центральной шестерней, установленной на валу в центре двигателя. Будучи ротативным двигателем центральный вал был закреплен на корпусе планера самолета, и двигатель вращался вокруг вала. За каждый оборот вокруг центрального вала каждый кривошипный диск совершал четыре оборота. С воздушным винтом, закрепленным в передней части картера двигателя, зубчатые передачи означали, что каждый четырехтактный цилиндр сработает дважды, прежде чем завершится один оборот пропеллера и двигателя.
чертеж в разрезе из патента на ротативный двигатель конструкции Рене Бретона. На чертеже видны V-образные группы цилиндров с углом развала 160 градусов, а также их кривошипные диски. Планетарные шестерни на валах кривошипных дисков зацеплялись с центральной шестерней, установленной на валу в центре двигателя, и вращали двигатель
Передние и задние кольцевые кулачки были установлены на неподвижном центральном валу для управления соответствующими выпускными (передними) и впускными (задними) клапанами. Выступы кольцевого кулачка приводили в действие рычаг, который воздействовал на толкатель и открывал отдельные клапаны; сами клапаны в закрытое положение возвращается с помощью пружин. Клапанные коромысла для V-образных групп цилиндров были профилированы, а кольцевые кулачки могли скользить по центральному валу. Эта комбинация позволяла останавливать определенные V-образные группы цилиндров за счет скольжения кольцевых кулачков с целью достижения желаемого взаимодействия с профилированными рычагами клапанов. Когда группа цилиндров двигателя была выключена, впускные клапаны оставались закрытыми перемещенным кольцом впускного кулачка, не имевшим профилированного впускного рычага. Выпускные клапаны оставались открытыми за счет сплошной муфты на перемещенном выпускном кольцевом кулачке, который находится в постоянном контакте с профилированным выпускным рычагом. Кулачковые кольца перемещались в положения, в которых они могли управлять двумя, тремя, четырьмя или шестью группами цилиндров двигателя, что соответственно позволяло работать четырем, шести, восьми или двенадцати цилиндрам.
поперечный чертеж в разрезе из патента на ротативный двигатель конструкции Рене Бретона. На чертеже показаны шатуны пары переднего и заднего цилиндров, прикрепленные к кривошипному диску. В центре кривошипного диска находится планетарная передача
Как упоминалось ранее, камера сгорания была общей для каждой пары переднего и заднего цилиндров. Камера сгорания имела полусферическую форму в то время как головка цилиндра имеет Т-образную форму с расположенными под головкой единственным впускным клапаном и единственным выпускным клапаном на соответствующих сторонах пары цилиндров. Патентные чертежи включают камеру в задней части двигателя, которая будет распределять воздушно-топливную смесь от карбюратора к каждой паре цилиндров через коллектор, но на прототипе двигателя данная система впуска не использовалась.
еще один поперечный чертеж в разрезе из патента на ротативный двигатель конструкции Рене Бретона. На чертеже показана общая камера сгорания передней и задней пары цилиндров. Впускной клапан находится слева, а выпускной клапан справа. Неподвижный центральный вал и его центральная шестерня находятся в центре чертежа. На центральном валу видны кольцевые кулачки. В нижней части чертежа кривошипный диск с двумя воздухонагнетателями
Центробежные воздухонагнетатели были установлены с каждой стороны каждого кривошипно-шатунного дискового узла. Крышка на передней стороне каждого дискового кривошипа имела совкообразный воздухозаборник, который был обращен в направлении вращения двигателя и помогал подавать воздух в воздухонагнетатель. Поступавший воздух проходил через картер и помогал охлаждать внутренние компоненты двигателя. Воздуховод на задней стороне каждого кривошипных дисков выталкивал воздух из картера через выпускное отверстие, обращенное в сторону от направления вращения двигателя. В патенте указывалось, что часть воздуха, нагретого при прохождении через картер, откачивалась для подачи во впускную камеру в задней части двигателя.
Прототип двигателя был очень похож на тот двигатель, что был описан в патенте, но отличался главным образом подачей воздуха и топлива в цилиндры. Внутренние воздухонагнетатели больше не обеспечивали всасывание воздуха, не было внутренней воздушной камеры, карбюратора или впускных коллекторов. В прототипе двигателя использовался впрыск топлива с насосом для каждой пары цилиндров, причем управление насосом осуществлялось аналогично управлению клапанами. Топливо шло по трубопроводу от картера к каждому впускному клапану, и любое давление впрыска усиливалось за счет центробежного действия вращения двигателя. Вероятно, воздух поступал в цилиндры через отверстия в корпусах впускных клапанов.
Было найдено несколько деталей прототипа двигателя, и, похоже, в его состав входили алюминиевый картер со стальными цилиндрами. Охлаждающие ребра на цилиндрах были расположены под углом таким образом, чтобы во время вращения двигателя располагаться параллельно потоку воздуха. Поскольку каждая секция двигателя представляет собой V-образную группу с углом развала 160 градусов, верхние части цилиндров соседних групп сходились вместе под углом 40 градусов. Для покрытия четырех сходящихся цилиндров использовалась одна литая металлическая головка. В центре каждой пары цилиндров располагалась одна свеча зажигания. Свечи зажигания зажигались от магнето, прикрепленного к самолету, и приводились в действие установленным в задней части двигателя зубчатым колесом с внутренним зацеплением. Задняя часть неподвижного центрального вала выступала из двигателя, чтобы обеспечить точку крепления двигателя к планеру.
Ротативный двигатель конструкции Рене Брентона имел диаметр цилиндра 82 мм и ход поршня 85 мм. Общий рабочий объем его 12 цилиндров составлял 5,39 литров. При 400 об/мин двигатель развивал мощность 60 л.с. (45 кВт) – это означает, что каждый кривошипный диск вращался со скоростью 1600 оборотов в минуту. Источники указывают, что при четырех работающих цилиндрах двигатель развивал 20 л.с. (15 кВт), при шести цилиндрах – 30 л.с. (22 кВт) и при восьми цилиндрах – 40 л.с. (30 кВт). Максимальная частота вращения двигателя была заявлена как 500 об/мин (2000 об/мин для кривошипных дисков). Относительно небольшой двигатель имел массу всего 90 кг.
Двигатель дебютировал в октябре 1909 года на парижском авиасалоне; покупателям двигатель предлагался по цене 10000 франков. Двигатель снова появился на авиасалоне 1910 года и был модифицирован: вместо первоначально установленного одного магнето мотор получил два. После 1910 года отсутствует какая-либо дополнительная информация о двигателе или его испытаниях. Существует фотография, на которой двигатель находится в несколько заброшенном состоянии. Возможно, прототип двигателя сохранился (по крайней мере, до 1960-х годов) и хранится в музее или частной коллекции.
ротативный двигатель конструкции Рене Бретона был представлен на парижском авиасалоне 1909 года. Обратите внимание на литую головку четырех цилиндров и отдельные топливопроводы. Над кривошипными дисками видны крышки выходов внутреннего воздушного охлаждения
ротативный двигатель конструкции Рене Бретона на парижском авиасалоне 1910 года. Охлаждающие ребра на цилиндрах расположены под соответствующим вращению двигателя углом таком образом, чтобы ребра были параллельны потоку воздуха. Двигатель очень похож на версию 1909 года, за исключением установки новых двойных магнето
Источники:
- “Explosion-Motor” US patent 982,468 by René Breton (granted 24 January 1911)
- “Flight Engines at Paris Show” Flight (13 November 1909)
- “Aero Engines in the Paris Salon” The Aero (12 October 1909)
- Les Moteurs a Pistons Aeronautiques Francais Tome II by Alfred Bodemer and Robert Laugier (1987)
источник: https://oldmachinepress.com/2021/12/15/breton-rotary-aircraft-engine/
