Anthony George Maldon Michell is sinds het einde van de vorige eeuw betrokken bij verschillende projecten op het gebied van mechanica. Hij is bijvoorbeeld de auteur van het wijdverbreide ontwerp van het glijlager, waarbij het smeermiddel door hun beweging tussen de onderdelen wordt verdeeld. In 1920 deed Michell een poging om zijn eigen motor te maken met een origineel ontwerp op maat. Opgemerkt moet worden dat de Australische uitvinder soms wordt verward met zijn Duitse collega Hermann Michel (Hermann Michel), die zich ook bezighield met verbrandingsmotoren, vanwege de gelijkenis van de spelling van achternamen.
Complete motor. Van bovenaf zijn een ventilatieraam en een frontplaat zichtbaar. Foto Douglas-self.com
Nadenkend over de mogelijkheid om de grootte van de motor te verkleinen, kwam E. Michell tot de conclusie dat het noodzakelijk was om de krukas en aanverwante eenheden te verlaten. In bestaande motoren namen dergelijke mechanismen minstens de helft van het totale volume in beslag, wat een overeenkomstig effect had op de afmetingen. De afwijzing van de krukas maakte het op zijn beurt mogelijk om de motor aanzienlijk te verminderen en te verlichten. De motor moest echter een mechanisme hebben dat de heen en weer gaande beweging van de zuigers omzet in de rotatie van de hoofdas.
Waarschijnlijk was Michell bekend met de laatste buitenlandse ontwikkelingen, waardoor hij de optimale oplossing voor het probleem kon vinden. Er werd voorgesteld om een nieuwe motor te bouwen volgens het axiale schema. In dit geval hadden de cilinders parallel aan de as moeten worden geplaatst en om hun beweging om te zetten in rotatie van de laatste, werd voorgesteld om een traditioneel sluitringmechanisme voor dergelijke krachtcentrales te gebruiken.
De axiale lay-out heeft een specifiek kenmerk: met een toename van het aantal cilinders dat is gemonteerd rond een cirkel met een middelpunt in de vorm van een as, neemt de diameter van de gehele motor toe. De toename van het vermogen is dus direct gerelateerd aan de grootte van de motor. E. Michell stelde voor om het motorvermogen op de vereiste waarde te brengen zonder de diameter te vergroten. Hiervoor was het naar zijn mening noodzakelijk om de tegenovergestelde plaatsing van de cilinders te gebruiken. Een vergelijkbare lay-out is al gebruikt in de motorbouw en liet goede prestaties zien.
De ontwikkeling van het nieuwe motorproject werd uitgevoerd door medewerkers van de Crankless Engine Company (“Crankless Engine Company”). Onder de medewerkers van het bedrijf waren T.L. Sherman, die in de toekomst aan motoren bleef werken, evenals Philip Edward Irving, die later beroemd werd als ontwerper van race-uitrusting. In een paar maanden tijd voerde het team al het nodige onderzoeks- en ontwerpwerk uit, wat resulteerde in het verschijnen van de eerste Crankless Engine.
Doorsnedetekening van de motor. Figuur Douglas-self.com
De algemene lay-out van de motor, voorgesteld door E. Michell, was als volgt. In het rechthoekige carter waren verschillende paren tegenoverliggende cilinders. In het centrale deel was plaats voor een wasmachinemechanisme. Leid de hoofdas langs de lengteas van de motor. Deze opstelling maakte het mogelijk om motoren met een ander aantal cilinders te bouwen. In 1927 werden bijvoorbeeld patenten verkregen voor motoren met acht en tien cilinders, geassembleerd in twee blokken aan de zijkanten van het centrale mechanisme.
Van bijzonder belang is het ontwerp van cilinders, zuigers en sluitringmechanisme voorgesteld door Australische ontwerpers. In een traditionele boxermotor hebben de zuigers van de cilinders die zich in dezelfde lijn bevinden geen directe verbinding. Synchronisatie van de werking van elk paar cilinders wordt verzorgd door de drijfstangen en de krukas. Deze laatste is op zijn beurt weer verbonden met andere eenheden.
Michell's motor had geen krukas, in plaats daarvan werd een ringmechanisme gebruikt. Om het ontwerp te vereenvoudigen, werden de cilinders op kleine afstand van elkaar geplaatst en verbonden door carterelementen. In dit geval kreeg elk paar cilinders één dubbele zuiger. In feite bestond het uit twee zuigers van een "klassiek" ontwerp, onderling verbonden door een extra centraal gedeelte. In het middendeel, dat de uiterste delen verbindt, was een mechanisme voorzien voor contact met de frontplaat.
Een paar cilinders en een sluitringmechanisme in sectie. Figuur Douglas-self.com
De voorplaat was een relatief dikke metalen schijf met de vereiste diameter, gemonteerd op een as onder een hoek met zijn as. De installatiehoek van dit onderdeel beïnvloedde de zuigerslag, het volume van de verbrandingskamer en andere motorparameters. Het contact tussen de zuigers en de voorplaat werd verzorgd door een ontwerp gebaseerd op de principes van het Michell-lager. Er was een grote gleuf in het zijoppervlak van de dubbele zuiger, waarin bevestigingsmiddelen waren aangebracht voor het installeren van twee voeringen. Elk dergelijk inzetstuk was een vlakke metalen plaat met een halfronde verdikking. Met een halve bol kwam het onderdeel in de zuigerbevestigingen en het platte oppervlak moest langs de voorplaat glijden. Door de scharnierende bevestiging was een constant contact van de zuiger met de voorplaat verzekerd. De motor omvatte een systeem voor het constant toevoeren van smering aan de zuigervoeringen om oververhitting of vernietiging van onderdelen te voorkomen.
Dubbele zuigervoeringen
Er werd voorgesteld om Michell's motoren uit te rusten met klepgasdistributie en uitlaatsystemen. De klepgaten bevonden zich in de kop van de cilinders. Klepbesturingsmechanismen via verschillende tandwielen waren verbonden met de hoofdas. Er werden uitlaatspruitstukken voorzien die gassen in een gemeenschappelijke leiding afvoeren. De motor zou kunnen worden uitgerust met een vloeistofkoelsysteem. Bovendien was een ventilatoraandrijving in het gat in de bodem van het carter verbonden met de hoofdas. Hij moest lucht door de mechanismen van de motor blazen en daarbij de onderdelen die aan de grootste thermische belasting worden blootgesteld extra koelen. Lagers ontworpen door E. Michell, ondanks hun efficiëntie, sloten de opwekking van warmte nog steeds niet uit. De aandrijving en mechanismen van de oliepomp hadden aan de zijkant van de motor moeten worden geplaatst. Zijn taak was om de liners en frontplaat constant van vet te voorzien.
Hoofdas, frontplaat en dubbele zuiger
Een van de genoemde motoren, waarvoor in 1927 een patent was aangevraagd, had acht cilinders met een inwendige diameter van 84 mm. De slag van de zuiger was 90 mm. De afstand tussen de as van de hoofdas en de lengteas van de zuigers was 214 mm, de straal van de frontplaat was iets groter. De frontplaat werd onder een hoek van 22,5° ten opzichte van de as van de as gemonteerd. De totale lengte van het blok tegenoverliggende cilinders bedroeg niet meer dan 435 mm. De totale lengte van de motor was 730 mm.
De ontwikkeling van het basisconcept nam enkele jaren in beslag. De vorming van de algemene lay-out en ontwerpkenmerken maakten het mogelijk om te beginnen met de ontwikkeling van volwaardige motorprojecten die geschikt zijn voor massaproductie. Al in 1923 introduceerde de Crankless Engine Company meerdere motoren tegelijk met een ander aantal cilinders en verschillende kenmerken. Motoren met acht en tien cilinders konden volgens verschillende bronnen een vermogen ontwikkelen tot 70-100 pk.
Motor in de motorruimte van een auto
Het is bekend om de Michell-motor op een auto te testen. Voor een dergelijke controle werd een Buick-personenauto als platform genomen. De achtcilindermotor met voldoende vermogen paste in de motorruimte van de auto en door zijn geringe hoogte was er veel vrije ruimte onder de motorkap. De voorgestelde motoren overtroffen dus aanzienlijk de bestaande motoren in termen van grootte en vermogensverhouding.
Er is informatie over het bestaan van een vereenvoudigd motorproject. Zo'n motor had slechts één zijblok met cilinders en het bijbehorende ontwerp van zuigers, carter, enz. Dit ontwerp zorgde voor een extra verkleining van de afmetingen terwijl het vermogen op het vereiste niveau werd gehouden.
Al snel na de voltooiing van de tests en de officiële "première" raakten potentiële klanten geïnteresseerd in de motoren van E. Michell. Een vrij breed scala aan producten maakte het mogelijk om contracten te verkrijgen voor de levering van vijftig motoren van verschillende typen met verschillende vermogens. Er werden minstens 45 motoren gebouwd en naar klanten verzonden. Volgens rapporten waren er onder deze seriemotoren krachtcentrales voor zelfrijdende voertuigen, waterscooters en industriële apparatuur.
Tekening van een vereenvoudigde motor met één cilinderblok. Figuur Douglas-self.com
In totaal 50 door klanten geleverde motoren hebben de Crankless Engine Company tot een van 's werelds meest succesvolle fabrikanten van axiaalmotoren gemaakt. Er is nooit veel vraag naar dergelijke apparatuur geweest, en daarom hebben zelfs enkele tientallen geproduceerde motoren de fabrikant tot een recordhouder gemaakt. De huidige successen waren reden tot optimisme. In de praktijk resulteerde het goede humeur van motoringenieurs in het creëren van nieuwe projecten. In 1927 werden acht typen motoren aangeboden aan klanten, gebaseerd op gemeenschappelijke ideeën en oplossingen.
De ontwikkeling van nieuwe motoren heeft echter niet geleid tot een toename van de vraag ernaar. De producten van het bedrijf verkochten steeds slechter. In 1928 werd de laatst ontvangen bestelling voltooid. Nieuwe Australische klanten kwamen niet opdagen, waardoor E. Michell genoodzaakt was te stoppen met het assembleren van motoren van zijn eigen ontwerp. Verkochte motoren werden op verschillende gebieden gebruikt totdat de bron was uitgeput.
Tegen die tijd waren verschillende buitenlandse bedrijven geïnteresseerd in het idee van Michell. Een aantal organisaties uit de VS en het VK hebben een licentie gekocht om axiale "Crankless Motors" te produceren. Voor zover bekend heeft de Amerikaanse productie slechts een paar jaar geduurd, waarna deze is stopgezet. De redenen waren dezelfde als in het geval van de Crankless Engine Company: de conventionele verbrandingsmotoren die tegen die tijd waren verschenen, waren van groter belang voor operators en als gevolg daarvan voor fabrikanten.
Automotive variant van de Michell-motor met transmissie-eenheden
Toch vond de ontwikkeling van Michell zijn niche. Een van de kopers van de licentie was het Britse bedrijf George Waller & Sons uit Stroud. Dit bedrijf bood zijn producten niet aan aan de auto-industrie en richtte zich op de productie van apparatuur voor de industrie. Op basis van het ontwerp van de Australische ontwikkeling werden nieuwe speciale aanpassingen gemaakt. Pompen voor het verpompen van aardgas met gemoderniseerde Michell-motoren waren bijvoorbeeld behoorlijk populair bij klanten. De krachtigste van deze motoren liep op gas uit de pijpleiding en kon tot 500 duizend kubieke meter verpompen. voet per uur (meer dan 14 kubieke meter).
Vanwege de beperkte markt voor dergelijke producten kon het Britse bedrijf niet bogen op bijzonder grote verkoopvolumes. De productie van benzinepompen en andere apparatuur met Michell-motoren, waar enige vraag naar was, ging echter door tot 1971. Gedurende deze tijd werden 116 motoren gebouwd.
In totaal werden er meer dan 150-160 door Anthony Michell ontworpen motoren geproduceerd, die werden gebruikt in auto's en andere apparatuur. De werking van de nieuwste motoren van Britse makelij ging door tot in de jaren tachtig. Toegegeven moet worden dat in termen van productievolume en succes bij klanten, de motoren van Michell verliezen van een groot aantal andere motoren die eind jaren twintig zijn gemaakt. Ze hebben echter bewezen een van de meest succesvolle leden van de familie van axiale aandrijvingen ooit te zijn. Dit wordt bevestigd door het aantal geproduceerde motoren en de duur van hun werking.
Gebaseerd op materiaal van sites:
http://theoldmotor.com/
http://douglas-self.com/
http://museumvictoria.com.au/
http://adb.anu.edu.au/