В конце 1910-х годов французские инженеры Жан Жозеф Мари Бертран (Jean Joseph Marie Bertrand) и Луи Жозеф Анри Солан (Louis Joseph Henry Solant) разработали концепцию модульного двигателя, известную как двигатель Bertrand-Solant. Конструкция двигателя Bertrand-Solant была основана на плоском четырёхцилиндровом вращающемся узле, в котором использовался коленчатый вал с двумя или четырьмя коленами, которые находились в одной плоскости под углом 180 градусов друг относительно друга. Четырехцилиндровый вращающийся узел был несбалансированным, но несколько четырехцилиндровых вращающихся узлов можно было комбинировать под углами (синхронизировано), зависящими от количества вращающихся узлов, для создания сбалансированных больших двигателей, в состав которых входило до 28 цилиндров.
13 мая 1921 года Жан Бертран и Луи Солан подали во Франции заявку на патент на конструкцию их двигателя. Хотя французский патент не был обнаружен, патенты на конструкцию двигателя Bertrand-Solant были получены в Германии (373157/412196), США (1634866/1673484), Испании (81435), Австрии (97016), Швейцарии (103293) и Великобритании (179959).
До начала Первой мировой войны парижская компания братьев Каффор Anciens Établissements Caffort Fréres (Caffort) производила детали для автомобилей. В годы Великой войны компания занималась лицензионным производством авиационных двигателей. В начале 1920-х годов компания Caffort создала собственное автомобильное шасси, которое имело ограниченный успех. К 1922 году переднеприводная машина, оснащенная двухцилиндровым двигателем воздушного охлаждения с горизонтально расположенными оппозитными цилиндрами (горизонтально-оппозитный двигатель), была снята с производства. В 1923 году компания решила построить большой авиационный двигатель. Было рассмотрено несколько конфигураций, но в конечном итоге был выбран 12-цилиндровый горизонтально-оппозитный двигатель (угол развала цилиндров 180 градусов конструкции Bertrand-Solant. Этот двигатель был известен как Caffort 12Aa, и его плоская конфигурация позволяла устанавливать его внутри крыльев достаточно крупных самолетов. Согласно большинству источников, компания Caffort приобрела лицензию на конструкцию двигателя Bertrand-Solan, но, по крайней мере, Жан Бертран принимал участие в разработке Caffort 12Aa.
Двигатель Caffort 12Aa имел неразъемный алюминиевый картер, который закрывался верхней и нижней крышками и редуктором воздушного винта. Блоки цилиндров были отлиты как единое целое с картером. Каждый блок состоял из пары цилиндров, и с каждой стороны двигателя было по три блока. В центре картера находился коленчатый вал, состоящий из трех частей, поддерживаемый четырьмя роликовыми коренными подшипниками. Каждая секция коленчатого вала имела два колена и приводила в действие четыре цилиндра. Секции коленчатого вала были объединены конусными резьбовыми соединениями и шпоночными соединениями. Каждая секция была расположена под углом 120 градусов относительно друг друга. К каждой полой шатунной шейке был прикреплен трубчатый вильчатый и трубчатый шатун, который соединялся с двумя цилиндрами – по одному с каждой стороны двигателя. Литые поршни изготавливались из силумина.
В блоки цилиндров были вставлены стальные гильзы, а алюминиевая головка блока цилиндров герметизировала пару цилиндров в каждом блоке. Степень сжатия цилиндра составляла 5,3 к 1. Каждый цилиндр имел два впускных клапана на нижней стороне и два выпускных клапана на верхней стороне. В картере размещались четыре распределительных вала, по одному в каждом углу. Каждый распределительный вал приводился в движение через прямозубые шестерни, расположенные у задней части коленчатого вала. Распределительные валы воздействовали на закрытые трубчатыми кожухами толкатели клапанов, которые проходили вдоль верхней и нижней сторон соответствующих цилиндров, приводя в действие клапаны через клапанные коромысла. Крышка закрывала клапанный механизм над каждой парой цилиндров. Водяной насос, приводимый в движение от задней части коленчатого вала, через отдельные коллекторы подавал охлаждающую жидкость к нижней стороне каждого ряда цилиндров. Вода циркулировала через кожухи жидкостного охлаждения и собиралась в коллекторе, проходившем вдоль верхней стороны ряда цилиндров. Каждая пара цилиндров имела по одному входу и выходу для охлаждающей жидкости.
вид сзади двигателя Caffort 12Aa в том виде, в каком он был представлен на парижском авиасалоне 1926 года. Большая верхняя крышка двигателя снимается для отображения коленчатого вала и внутренней части картера. Обратите внимание на трубчатые кожухи толкателей клапанов, проходящие между выхлопными патрубками и водяным насосом с приводом от коленчатого вала
Трубчатый впускной коллектор, расположенный под каждым рядом цилиндров, увеличивал длину двигателя. Карбюратор был установлен на передней и задней части каждого коллектора, в результате чего двигатель был оснащен четырьмя карбюраторами. В каждом цилиндре топливно-воздушная смесь воспламенялась двумя свечами зажигания, размещенных в головке блока цилиндров. Свечи зажигания приводились в действие двумя магнето, установленными в передней части двигателя непосредственно за редуктором. Магнето приводились в движение от коленчатого вала через поперечный вал. Под магнето были установлены два топливных насоса, приводимых в движение от другого поперечного вала ортогональной зубчатой передачей. Выхлопные газы выбрасывались из цилиндров через отдельные патрубки, расположенные на верхней части двигателя.
двигатель Caffort 12Aa на вращающемся сборочном стенде. На снимке видны три блока цилиндров, каждый с парой цилиндров. Под блоком цилиндров виден длинный впускной коллектор. Обратите внимание на четыре свечи зажигания в каждой крышке пары цилиндров
Вал воздушного винта был соосен коленчатому валу и вращался с частотой, составляющей 0,53 частоты вращения коленчатого вала. Редукция воздушного винта обеспечивалась с помощью составных цилиндрических зубчатых передач, которые приводились в движение двумя распределительными валами – по одному с каждой стороны коленчатого вала. Шестерня, прикрепленная к коленчатому валу, входит в зацепление с зубьями на каждой составной прямозубой шестерни. Передняя половина каждого составного цилиндрического зубчатого колеса входит в зацепление с зубьями вала воздушного винта. Конфигурация двигателя также позволила удалить составные редукторы и заменить на безредукторный вал воздушного винта. Пневматический стартер устанавливался в задней части двигателя.
Двигатель Caffort 12 Aa имел диаметр цилиндра 145 мм и ход поршня 150 мм. Общий рабочий объем двигателя составлял 29,72 литров. Двигатель Caffort 12 Aa развивал 550 л.с. (410 кВт) при частоте вращения вала 2000 оборотов в минуту и 600 л.с. (447 кВт) при 2200 оборотов в минуту. Двигатель имел длину 2,20 метра, ширину 1,25 метр, высоту 0,55 метра; масса двигателя составляла 550 кг.
Первоначально в компании Caffort планировали изготовить шесть двигателей 12 Aa, но, похоже, был собран только один прототип. Изготовление двигателя было завершено осенью 1926 года и Caffort 12 Aa впервые был запущен в конце октября или начале ноября. Затем двигатель был представлен на парижском авиасалоне 1926 года. В следующем 1927 году двигатель Caffort 12 Aa прошел испытания и при частоте вращения вала 2030 оборотов в минуту развил мощность 570 л.с. (425 кВт). Вскоре возникли либо механические, либо финансовые проблемы (или и то и другое), и дальнейшая разработка двигателя Caffort 12 Aa не была продолжена. Единственный изготовленный двигатель Caffort 12 Aa был сохранен и хранится в Музее авиации и космонавтики Ле Бурже недалеко от Парижа.
двигатель Caffort 12Aa в Музее авиации и космонавтики Ле Бурже. На данном снимке хорошо видны верхняя часть двигателя, верхняя крышка картера и магнето. Обратите внимание на топливные насосы у передних карбюраторов (снимок Aerofossile2012)
двигатель Caffort 12Aa в Музее авиации и космонавтики Ле Бурже. Обратите внимание на крепление передней части двигателя Caffort 12Aa. Промежуточные валы и прямозубые шестерни можно было снять и установить новый безредукторный вал воздушного винта (снимок Aerofossile2012)
Источники:
-
-
- Jane’s All the World’s Aircraft 1928 by C. G. Grey (1928)
- Les Moteurs a Pistons Aeronautiques Francais Tome I by Alfred Bodemer and Robert Laugier (1987)
- “Les moteurs d’aviation exposés au 10ᵒ Salon,” L’Aéronautique Volume 9 Number 12 (January 1935)
- “The Paris Aero Show 1926,” Flight (9 December 1926)
- “Internal-Combustion Engine with Cylinders Arranged in Two Opposite Lines” US patent 1,634,866 by Jean Joseph Marie Bertrand and Louis Joseph Henry Solant (filed 20 April 1922)
- “Internal-Combustion Engine with Cylinders Arranged in Two Opposite Lines” US patent 1,673,484 by Jean Joseph Marie Bertrand and Louis Joseph Henry Solant (filed 30 November 1926)
-
источник: https://oldmachinepress.com/2021/09/15/caffort-12aa-12-cylinder-aircraft-engine/
перевод впервые опубликован — https://vk.com/@710541705-aviacionnyi-dvigatel-caffort-12aa-franciya
