Регистрация Войти
Вопрос

Что нужно сделать, чтобы поршневой двигатель вращался в другую сторону?

Я думал об этой проблеме с тех пор, как мне пришлось слегка провернуть двигатель моего BMW в противоположную сторону, чтобы вставить стопорный штифт.



Какие фундаментальные изменения необходимы для того, чтобы двигатель вращался в другую сторону?



Вот мои мысли:




  • Короткий блок останется без изменений, поскольку на кривошипе, шатунах или поршнях нет ничего, что было бы чувствительно к направлению.


  • Переделка головки(головок) блока цилиндров может повысить эффективность, но двигатель должен работать без необходимости менять или переворачивать впускные и выпускные клапаны.


  • Я думаю, что потребуются новые распределительные валы, но я не уверен, так как, возможно, нужно просто поменять местами впускной и выпускной распределительные валы (мне сложно представить это в уме).


  • Возможно, придётся изменить порядок зажигания, чтобы сохранить одинаковые гармоники. Если это так, то достаточно ли просто перевернуть коленчатый вал?




Чтобы внести ясность, скажу, что меня не интересуют другие вспомогательные устройства, такие как генератор, водяной насос или насос гидроусилителя руля. Меня интересует только то, что нужно изменить в двигателе, чтобы он работал по-другому.
Авто и транспорт

Перевод вопроса с Mechanics Stack Exchange
Лицензия: CC BY-SA (2.5–4.0)
Оригинальный вопрос: https://mechanics.stackexchange.com/questions/23562/whats-involved-in-getting-a-piston-engine-to-spin-the-other-way
1
+ Читать

20 Комментариев

  1. Если у вас двухтактный бензиновый двигатель, вы можете просто запустить его в обратном направлении. Иногда двухтактные двигатели запускаются неправильно и работают в обратном направлении сами по себе. Посмотрите это видео.



    На двухтактных лодках часто меняют полярность на стартере, чтобы запустить двигатель в обратном направлении, развернуть лодку, затем заглушить двигатель и перезапустить его в обычном режиме.



    Из этой статьи в Википедии.




    Обычные двухтактные бензиновые двигатели могут кратковременно работать в обратном направлении при небольшой нагрузке, и это свойство использовалось для обеспечения возможности движения задним ходом в микроавтомобилях, таких как Messerschmitt KR200, у которых не было реверсивной передачи. Если автомобиль заводится с помощью электростартера, двигатель можно заглушить и запустить в обратном направлении, повернув ключ в противоположную сторону. В двухтактных гольф-карах используется аналогичная система. Традиционные магнето с маховиком (с контактными точками, но без внешней катушки) одинаково хорошо работали в обратном направлении, потому что кулачок, управляющий контактными точками, был симметричным и размыкал контакт до достижения верхней мёртвой точки (ВМТ) как при движении вперёд, так и при движении назад. Двигатели с золотниковыми клапанами будут работать в обратном направлении так же хорошо, как и двигатели с золотниковыми клапанами, управляемыми поршнем, хотя двигатели с поворотными клапанами имеют асимметричный впускной механизм и будут работать не очень хорошо.

  1. На самом деле для правильной работы двигателя в обратном направлении требуется немало усилий. Вот что я могу сказать по этому поводу (надеюсь, я не упустил ничего очевидного):




    • Блок/кривошип/шатуны: они должны быть одинаковыми для двигателей с вращением против часовой стрелки (CCWR) и с вращением по часовой стрелке (CWR).

    • Поршни: Если посмотреть на V-образный двигатель и на то, как сделан поршень, то можно понять, что он немного смещён в сторону тяги. Это означает, что поршневой палец слегка смещён в сторону, чтобы компенсировать V-образную форму и вращение двигателя. Это смещение помогает удерживать поршень в правильном положении в отверстии и снижает износ поршня/цилиндра при работе под нагрузкой. Учитывая это, вам нужно будет установить поршни со смещением в противоположную сторону. Я уверен, что для этого потребуются специально изготовленные поршни, потому что во многих V-образных двигателях отверстия для клапанов в головке поршня предназначены для одного направления. Я думаю, что даже в рядных двигателях поршни смещены, чтобы компенсировать нагрузку от тяги, потому что угол наклона шатуна всегда будет отличаться от прямого угла с диаметром цилиндра (по крайней мере, в любом серийном двигателе).

    • Распределительный вал: Поскольку распределительный вал — это «мозг» двигателя, логично предположить, что вам нужен распределительный вал, предназначенный для работы двигателя в противоположном направлении. Поскольку в наши дни изготовление нестандартных распределительных валов не является проблемой, вам не составит труда его изготовить. В большинстве двигателей, предназначенных для работы в режиме CCWR, в обратном направлении вращается только коленчатый вал. Несмотря на то, что фазы газораспределения отличаются, единственное, что нужно изменить, — это фазы газораспределения. В двигателях Chevy V8 обычно используется прямой привод (косозубая шестерня с прямым приводом вместо цепи ГРМ). Вот фотография одного из них:



    введите описание изображения здесь




    • Масляный насос: Вам нужно сделать так, чтобы масляный насос работал в противоположном направлении. Если насос приводится в действие распределительным валом, как в старых моделях Chevy V8, то, поскольку они обычно вращаются в правильном направлении, он будет работать как обычно. В других случаях потребуется совершенно иная конструкция насоса, в которой масляные каналы можно будет расположить наоборот, чтобы шестерни работали правильно. В этом случае можно легко решить проблему с помощью сухого картера или переварить существующий насос, чтобы входное и выходное отверстия располагались в противоположных направлениях.

    • Распределитель/система зажигания: Современные двигатели с электронными блоками управления (ЭБУ) требуют нового программирования. Вам просто нужно сообщить компьютеру, что происходит, когда ожидать того или иного события и когда подавать искру. Контактное кольцо просто сообщает компьютеру, в каком положении находится коленчатый вал. Пока компьютер знает, где он находится, он будет знать, какое событие должно произойти, при условии правильного программирования.

    • Начало: Это очевидно... вам нужно либо заставить стартер работать в обратном направлении (перепроверить, чтобы он работал в противоположном направлении), либо как-то развернуть его, чтобы он работал с противоположной стороны (обычно на стартере есть носовой обтекатель, который позволяет установить стартер с противоположной стороны). Для многих стандартных двигателей, которые работают в обратном направлении, есть варианты, позволяющие сделать и то, и другое.

    • Ремень ГРМ: Если бы двигатель изначально был спроектирован с ремнём ГРМ, как утверждает @DucatiKiller, вам пришлось бы установить натяжитель с противоположной стороны или как-то компенсировать это, иначе ремень мог бы проскальзывать из-за недостаточного натяжения в нужных местах. Провисание могло бы возникнуть там, где его не должно быть.

    • Поддон для сбора масла: если двигатель оснащён поддоном для сбора масла, вам нужно будет придумать, как собирать воздух другим способом. Это может быть не так сложно, если поддон оснащён жалюзи. Прижмите жалюзи, чтобы они стали плоскими, а затем проделайте отверстие с противоположной стороны, чтобы оно собирало масло и воздух, которые будут попадать в него. (ПРИМЕЧАНИЕ: это было добавлено при редактировании.)
  1. Я сделал это по ошибке на своём двухтактном SAAB 96. Насколько я помню, это произошло из-за того, что я неправильно выставил время зажигания. Четыре скорости в обратном направлении были довольно забавными — как только я оправился от шока, вызванного тем, что я впервые отпустил сцепление и машина поехала в противоположном направлении.
  1. Если кто-то задаётся вопросом, зачем нужны двигатели с обратным вращением, то раньше они были распространены на лодках с двумя двигателями. Есть преимущества в том, чтобы два гребных винта вращались в противоположных направлениях. Чтобы добиться этого на гребном винте с приводом от вала, другой двигатель должен вращаться в обратном направлении. На современных лодках внешние приводы могут менять направление вращения, поэтому двигатели с обратным вращением больше не нужны.
  1. @Pᴀᴜʟsᴛᴇʀ2 Я где-то читал, что для некоторых двигателей с обратным вращением (GM 5.7) требуется другая прокладка головки блока цилиндров. Не знаю почему.
  1. Генератор по-прежнему будет вырабатывать энергию, поскольку в нём есть внутренние выпрямительные диоды, НО охлаждение будет не таким эффективным, потому что поток воздуха теперь направлен в обратную сторону. Многие вентиляторы лучше выдувают, чем вдувают, поэтому генератор может перегреться, если не решить проблему с вентилятором.
  1. @Autistic — в очень узком смысле вы правы... Думаю, я имел в виду это в первом пункте, но в общем смысле. Спасибо за дополнение!
  1. Полстер 2, вы забыли про пружинную муфту свободного хода на стартере. Если у вас есть автоэлектрик, который может переполюсовать двигатель, скажем, поменяв местами полюса, то вам всё равно придётся разбираться с этими механическими проблемами.
  1. Если я что-то упустил, пожалуйста, укажите мне на это, и я добавлю это в свой ответ. Думаю, я охватил почти всё.
  1. А как насчёт стартера, бендикса, пружины сцепления и т. д.?
  1. Учитывая, что некоторые номера деталей будут такими же, но детали будут установлены задом наперёд, например, поршни будут установлены так, что обычно обращённая вперёд сторона будет обращена к задней части двигателя.
  1. На некоторых лодках с двумя двигателями один из них вращается «против часовой стрелки». Лучше всего найти производителя судовых двигателей, который публикует список компонентов, и сравнить списки деталей для двух разных версий одного и того же двигателя.
  1. И я надеюсь, что, когда вы говорите «крутись в другую сторону», вы имеете в виду бег в направлении, противоположном обычному.
  1. Я знаю, что на лодках с двумя двигателями так делают постоянно. Особенно если двигатели имеют большой крутящий момент. Вращаясь в противоположных направлениях, они уравновешивают друг друга и не дают лодке крениться во время работы двигателей. Я могу ответить на этот вопрос, но сейчас у меня нет времени. Надеюсь, кто-нибудь другой ответит.
  1. Скорее всего, потребуется повернуть переходное кольцо на кривошипе.
  1. Масляный насос, вероятно, потребуется модифицировать.
  1. @DucatiKiller, теперь я понимаю, что ты имеешь в виду. Справедливо
  1. Дело в том, что во всех цепях и ремнях, связанных с системой газораспределения двигателя, провисание компенсируется с обратной стороны натяжителя. Таким образом, если коленчатый вал толкает распределительный вал, то натяжитель нужно установить после распределительного вала, чтобы компенсировать провисание. Если бы они были расположены наоборот, то при растяжении ремня или цепи система газораспределения изменялась бы сильнее, потому что растяжению подвергалась бы большая часть ремня или цепи. Кроме того, этот шкив должен был бы выдерживать эту силу, а на натяжитель действовала бы боковая сила, направленная против него, и он никогда бы не компенсировал провисание автоматически.
  1. @DucatiKiller: разве кривошип не должен вращаться в другую сторону, заставляя цепь/ремень вращаться в противоположном направлении? Почему здесь важно направление?
  1. Я думаю, что если вы подключитесь к двигателю с DOHC или OHC, это потенциально исключено. Если бы у него была цепь ГРМ, внутренний натяжитель цепи находился бы не с той стороны, и если бы у него был ремень, то действовало бы то же самое.
Вы уже ответили на этот вопрос