Radiaalimoottori: Tiesitkö, minkä tyyppinen moottori se on?
Radiaalimoottori on mäntäpolttomoottori, jossa on yksi kampiakseli ja jonka sylinterit on järjestetty ympyrään (yhteen tai useampaan riviin) kohtisuoraan kampiakselin akseliin nähden siten, että kaikki sylinterit muodostavat saman kulman keskenään.
Tämä artikkeli selittää kuinka radiaalimoottori toimii, sen käyttö ja lyhyt historia.
Sisältö
Radiaalimoottorin käyttö
Radiaalimoottorissa on oltava vähintään kolme sylinteriä (muuten se olisi bokserimoottori) ja siinä on yleensä pariton määrä sylintereitä yhdessä rivissä. Radiaalimoottori, jonka sylinterit on järjestetty vain yhteen riviin, on myös litteä moottori. Jos sylinterit on järjestetty useisiin tasoihin, radiaalimoottoria kutsutaan rivien lukumäärän mukaan kaksi-, kolmi-, nelisylinteriseksi radiaalimoottoriksi ja niin edelleen.
Tätä moottorityyppiä käytetään pääasiassa ilmailussa, mutta toisen maailmansodan aikana sitä käytettiin myös tankeissa. Jotkut hullut ovat kuitenkin asentaneet radiaalimoottorin auton konepellin alle, minkä vuoksi kirjoitamme tästä moottorista lisää.
Radiaalimoottorin historia pähkinänkuoressa
Tanskalainen insinööri Jacob Ellrhammer rakensi ensimmäisen radiaalimoottorin vuosina 1903-1904. Se oli kolmisylinterinen radiaalimoottori, joka oli ilmajäähdytteinen.
Ilmajäähdytteinen moottori: mitkä ovat sen edut ja haitat?
Useimmat radiaalimoottorit ovat ilmajäähdytteisiä, mutta menestyneimpiin varhaisiin radiaalimoottoreihin voidaan sisällyttää Salmson Moteursin vuosina 1908–1920 valmistamat 9-sylinteriset nestejäähdytteiset moottorit.
Nestejäähdytteinen moottori: Kuinka nestejäähdytys toimii?
Vuosina 1909-1919 radiaalimoottorin varjosti sen hyvin samanlainen sukulainen, pyörivä moottori. Se eroaa kuitenkin radiaalimoottorista, koska kampiakseli on kiinnitetty tukevasti lentokoneen rakenteeseen. Samalla kampikammio on yhdistetty potkuriin yhdessä sylintereiden kanssa ja pyörii. Yksinkertaisesti sanottuna kampikammio, sylinterit ja potkuri pyörivät, mutta kampiakseli ei.
Ensimmäisessä maailmansodassa pyöriviä moottoreita käytettiin massat liittoutuneiden lentokoneissa. Suurin osa saksalaisista lentokoneista käytti tuolloin vesijäähdytteisiä 6-sylinterisiä rivimoottoreita. 1930-luvulla radiaalimoottori kuitenkin palasi paikalle. Toisen maailmansodan aikana radiaalimoottoreita käytettiin pääasiassa amerikkalaisissa, japanilaisissa, italialaisissa ja brittiläisissä lentokoneissa, mutta niitä esiintyi myös saksalaisissa lentokoneissa.
Pyörivä moottori: Mitkä ovat sen edut?
Yhdysvallat käytti myös massiivisesti radiaalimoottoreita tankeissa, kuten M3 Lee, M18 Hellcat, M2 kevyttankki ja M4 Sherman. Toisen maailmansodan aikana rakennettiin myös laivojen suurin radiaalimoottori, jossa oli 16 riviä, 112 sylinteriä ja iskutilavuus jopa 383 litraa.
Radiaalimoottori ja sen rakenne
Kuten edellä mainittiin, radiaalimoottori on varustettu yhdellä kampiakselilla ja sen sylinterit on järjestetty ympyrään (yhteen tai useampaan riviin) kohtisuoraan kampiakselin akseliin nähden siten, että kaikki sylinterit muodostavat saman kulman keskenään.
Radiaalimoottoreissa yksittäiset sylinterit, joissa erilliset sylinterinkannet sijaitsevat, kiinnitetään moottorilohkoon ja on varustettu jäähdytysrivoilla. Tämä mahdollistaa radiaalisten moottoreiden lämpöjännitettyjen komponenttien riittävän ilmajäähdytyksen.
Moottorilohko on moottorin päätukirunko, joka koostuu kolmesta osasta: taka-, keski- ja etuosasta. Keskiosassa on kampimekanismi ja nokkamekanismi; lohkon etuosassa on supistus. Takaosa sulkee moottorilohkon. Kaikki yksittäiset sylinterisarjat on kiinnitetty moottorilohkoon, mutta myös koko moottori on kytketty lentokoneen rakenteeseen moottorilohkon kautta.
Moottorin männät: miten ne toimivat?
Radiaalimoottorin männät on kytketty kampiakseliin kiertokangoilla kuten perinteisissä mäntäpolttomoottoreissa. Kiertokkojen kytkeminen kampiakseliin ei kuitenkaan ole sama asia. Yksi mäntä on kytketty suoraan pääyhdystankoon, jossa on ripustussilmukka, johon muiden mäntien kiertokanget kiinnitetään tappien avulla.
Radiaalimoottori käyttää OHV-venttiilin ajoitusta. Nokat varmistavat venttiilien liikkeen, mutta ei käyttämällä nokka-akselia, vaan nokkalevyä, joka pyörii nokkaen kanssa hitaammin ja vastakkaiseen suuntaan kuin kampiakseli. Nokkalevyssä on myös sama määrä imu- ja pakonokkaa.
Esimerkiksi 5-sylinterisessä radiaalimoottorissa on kahdella imu- ja kahdella pakonokassa varustettu nokkalevy, joka pyörii neljä kertaa kampiakselia hitaammin. Nokka-akselia käytetään kampiakselivetoisella planeettavaihteistolla. Nostimet, tangot ja keinuvivut varmistavat liikkeen nokan ja venttiilin välillä.
Nelitahtimoottori: miten se toimii ja mitkä ovat sen edut
Radiaalimoottorin sylinterien lukumäärä riippuu moottorin työjaksojen lukumäärästä. Suurin osa kuitenkin käyttää nelitahtista sykliä. Nelitahtisessa radiaalimoottorissa jokaisen rivin sylinterimäärän tulee olla pariton, jotta sytytys katkeaa, mikä esimerkiksi 5-sylinterisessä moottorissa on luokkaa 1-3-5- 2-4 ja niin edelleen. Sylinterien lukumäärä yhdessä rivissä voi kuitenkin olla jopa kaksitahtisissa radiaalimoottoreissa.
Radiaalimoottorin perusvaatimukset:
- korkea suorituskyky
- pienin mahdollinen paino
- pienimmät mahdolliset mitat
- korkea luotettavuus
- pitkä käyttöikä
- pienin mahdollinen polttoaineenkulutus
- tasapainoinen ja hienostunut toiminta
- yksinkertainen moottorin toiminta
- kohtuullinen tuotantohinta
Radiaalimoottori on ylivoimaisesti rakennettu bensiinimoottoriksi, mutta se voidaan rakentaa myös dieseliksi (dieseliksi). Dieselradiaalimoottorin tärkeimpiä etuja ovat pienempi polttoaineenkulutus ja pienempi syttymisriski.