В начале 1900-х годов Роберт С. Мур (Robert S. Moore) работал совместно с Эмилем Берлинером (Emile Berliner) над созданием серии ротативных двигателей. Для производства ротативных двигателей Берлинер основал моторостроительную компанию Gyro Motor Company (Gyro). Роберт Мур помогал компании Gyro в одном из ее первых проектов: переоборудовании пятицилиндрового автомобильного роторного двигателя Adams-Farwell для использования в самолетах. Роберт Мур установил этот 50-сильный двигатель на самолет собственной конструкции, на котором он совершал полеты в 1910 году. Семейство двигателей компании Gyro расширилась за счет множества двигателей, в том числе с переменной степенью сжатия. Кроме того самолеты, оснащенные двигателями компании Gyro, установили несколько авиационных рекордов. Благодаря этим работам Роберт Мур стал экспертом по ротативным двигателям. Во время Первой Мировой войны он был главным инспектором производства двигателей Rhone. В авиационном корпусе армии США Роберт Мур продолжил службу до 1926 года и затем перешел в отдел авиационной техники Министерства торговли в качестве эксперта по конструкции двигателей и самолетов.
В конце 1920-х годов Роберт Мур задался целью создать новый двигатель. Он покинул отдел авиационной техники Министерства торговли и в Скрэнтоне, штат Пенсильвания, основал компанию General Airmotors Company, Inc.. К 1929 году он разработал, построил и испытал новый радиальный двигатель с рядом новых особенностей и новаторских технических решений. Новый двигатель компании General Airmotors был известен как «Трехклапанный двигатель», а также «Трехклапанный двигатель Мура-Пауэра». Позже двигатель стал известен под обозначением Scranton AP-5. Трехклапанная конструкция, скорее всего, была впервые применена в конструкции радиального двигателя и должна была повысить его эффективность.
Двигатель Роберта Мура представлял собой пятицилиндровый радиальный двигатель с воздушным охлаждением. Каждый цилиндр был изготовлен из поковки из углеродистой стали и снабжен встроенными ребрами охлаждения. Две свечи зажигания, по одной с каждой стороны, располагались в верхней части цилиндра перпендикулярно оси цилиндра. Верхняя часть цилиндра была закрыта за исключением двух впускных и одного выпускного отверстий. Его внешняя поверхность была идеально обработана. Седла клапанов находились в отверстиях цилиндра, а шток клапана проходил через головку. Головка была изготовлена из подвергнутого термической обработке литого алюминия и крепилась к цилиндру с помощью четырех болтов и хомута из кованой стали. Этот двухсекционный хомут проходил по окружности цилиндра, соединяя фланец в верхней части цилиндра с аналогичным фланцем в нижней части головки. Большая площадь поверхности контакта между цилиндром и головкой способствовала передаче тепла к головке. Несмотря на различные скорости расширения хомут обеспечивал хорошее уплотнение между цилиндром и головкой, поскольку соответствующие компоненты нагревались при работе двигателя.
чертеж верхней части трехклапанной головки цилиндра. Выпускной клапан находится слева, а два впускных клапана – справа
чертеж части трехклапанного двигателя Роберта Мура в разрезе. На снимке видны толкатели, ведущие к коромыслам впуска и выпуска и приводимые в действие кольцевым кулачком. Также обратите внимание на ребро жёсткости, соединяющее сборку коромысел с картером (ребро жёсткости расположено под углом в стороне, противоположной стороне толкателей)
Уникальная группа коромысел располагалась на головке каждого цилиндра и приводила в действие два впускных клапана диаметром 1,625 дюйма (41,3 мм) и один выпускной клапан диаметром 1,875 дюйма (47,6 мм). Коромысло крепилось к головке одним болтом, а также прикрепленным к картеру ребром жёсткости. Коромысло выпускного клапана располагалось посередине и выступало над подковообразным коромыслом, которое приводило в действие оба впускных клапана. Каждое коромысло приводилось в действие толкателем, который перемещался кольцевому кулачку с помощью роликового подшипника.
не в едином масштабе. В левой верхней части снимка показано коромысло в сборе (с выпускным коромыслом над подковообразным впускным коромыслом), в правой верхней части снимка показана алюминиевая головка цилиндра (без отверстий для болтов) и справа показан стальной цилиндр. Клапаны будут располагаться в отверстиях цилиндра, а их штоки будут проходить через головку. На правой части снимка виден фланец вокруг нижней части головки и верхней части цилиндра. Вокруг этого фланца был установлен хомут для крепления головки к цилиндру
Картер, состоявший из двух частей, был изготовлен из алюминия и был разделен посередине цилиндров. Коленчатый вал, состоящий из двух частей, был собран с помощью неразъемного главного шатуна, к которому были прикреплены четыре шарнирных стержня. В двигателе использовались алюминиевые поршни с плоским верхом с уменьшенной поверхностью трения. Все вспомогательные устройства приводились в действие с задней части двигателя. Топливно-воздушная смесь поступала из карбюратора к всасывающему вентилятору (нагнетатель с малой степенью наддува), расположенному в задней части двигателя. От этого вентилятора коллектор вел топливно-воздушную смесь к каждому цилиндру. Этот коллектор имел Y-образную форму и направлял воздух к двум впускным отверстиям цилиндра. Толкатели коромысел клапанов располагались между двумя верхними патрубками Y-образного коллектора. В двигателе использовалась смазка под давлением; исключение составляли коромысла, которые смазывались консистентной смазкой.
трехклапанный двигатель Роберта Мура. Отдельные выхлопные патрубки расположены под углом к передним частям цилиндров. На противоположных сторонах каждого цилиндра можно увидеть две свечи зажигания. Обратите внимание, как впускные коллекторы разделяются в форме буквы «Y» для подачи топливно-воздушной смеси к каждому впускному отверстию
Пятицилиндровый двигатель имел диаметр 5,0 дюйма (127,0 мм) и ход поршня 5,5 дюйма (139,7 мм), что давало общий рабочий объем 540 куб. дюймов (8,8 л). Степень сжатия двигателя составляла 5,4 к 1. Двигатель также был оснащен механизмом, который мог регулировать степень сжатия, уменьшая ее до 1,5 к 1. Это позволяло двигателю работать на различных высотах и с топливом различного качества. Технические подробности о том, как именно это было сделано, обнаружены не были. Двигатель имел диаметр 44,5 дюйма (1,13 м), длину 41,5 дюйма (1,05 м) и массу 365 фунтов (166 кг). Мощность двигателя составляла 120 л.с. (89 кВт) при 1600 оборотах в минуту и 150 л.с. (112 кВт) при 1850 оборотах в минуту.
К июню 1929 года двигатель был поставлен для тестирования на испытательном стенде. Затем двигатель был установлен на биплан Kreider-Reisner C-4 Challenger, с которым то впервые поднялся в воздух 9 августа 1929 года. Двигатель прошел 50-часовые испытания на выносливость и 19 декабря 1929 года получил свидетельство утвержденного образца (№36). Планировалось создать семицилиндровый двигатель, рабочий объем которого увеличился бы на 216 куб. дюймов (3,5 л) и составил бы756 куб. дюймов (12,4 л). Мощность двигателя также увеличилась бы примерно до 200 л.с. (149 кВт). Около 85% деталей обоих двигателей были бы взаимозаменяемыми. Однако, похоже, что семицилиндровый двигатель так и не был создан.
Поскольку в Соединенных Штатах бушевала великая депрессия, компания General Airmotors Company переживала тяжелые времена. К началу 1933 года свидетельство утвержденного образца было обновлено, и производителем двигателя стала компания Scranton, исключив General Airmotors. В 1934 году Роберт Мур все еще разрабатывал двигатели, но, похоже, он больше не был связан с этой компанией.
Примерно в это же время в конструкцию двигателя было внесено несколько изменений. Диаметр цилиндра был уменьшен на 0,25 дюйма (6,3 мм) до 4,75 дюйма (120,7 мм), в результате чего объем двигателя уменьшился на 53 куб. дюйма (0,8 л) до 487 куб. дюймов (8,0 л). Степень сжатия двигателя была снижена до 5,2 к 1, но его рабочие обороты были увеличены. Мощность трехклапанного двигателя теперь составляла 155 л.с. (116 кВт) при1900 оборотах в минуту и 165 л.с. (123 кВт) при 2000 оборотах в минуту. Ребра охлаждения головки цилиндра были увеличены для отвода дополнительного тепла, выделяемого за счет увеличения частоты вращения и мощности двигателя. Масса обновленного двигателя увеличилась на 20 фунтов (9 кг) и составила 385 фунтов (175 кг). Несмотря на усилия по усовершенствованию, судьба трехклапанного двигателя так и не изменилась; срок действия свидетельства утвержденного образца истек в 1937 году.
трехклапанный двигатель Scanton с уменьшенным диаметром цилиндра и увеличенными оборотами. Обратите внимание на увеличенные по сравнению с предыдущим трехклапанным двигателем ребра охлаждения головки цилиндра
Источники:
- The Moore-Power Three Valve Engine by General Airmotors Company, Inc. (circa 1930)
- Directory of American Aircraft Engines 1931 Edition by The International Nickel Company
- Directory of Aircraft Engines 1935 Edition by The International Nickel Company
- Aerosphere 1939 by Glenn Angle
- Jane’s All the World’s Aircraft 1932 by C.G. Grey
- “Gas Engine” US patent 1,820,475 by Robert S. Moore (granted 25 August 1931)
- “Internal Combustion Engine” US patent 1,915,237 by Robert S. Moore (granted 20 June 1933)
- “Valve Mechanism for Internal Combustion Engines” US patent 1,965,466 by Robert S. Moore (granted 3 July 1934)
- http://earlyaviators.com/emoore.htm (and links contained therein)
источник: https://oldmachinepress.com/2013/10/28/general-airmotors-moore-three-valve-aircraft-engine/
перевод впервые опубликован – https://vk.com/@710541705-trehklapannyi-aviacionnyi-dvigatel-roberta-mura-ssha
