回転シリンダーエンジン

回転シリンダー式アキシャルピストンエンジンの主な利点は、複雑で高価なバルブトレインを必要とせずに、4サイクルの往復ピストンエンジンを実現できることです。吸気と排気の流れは、シリンダーヘッドのシンプルなポートによって制御されます。エンジンの両端にあるすべてのシリンダーが共通の燃料インジェクターやスパークプラグを共有するため、コストはさらに削減されます。さらに、設計は通常、コンパクトで軽量です。

ほとんどの回転シリンダー型アキシャルピストンエンジンの設計では、ピストンの往復運動を制御するために、固定された多葉バレル型カムとローラーをピストンに使用しています。 ^[1]従来のクランクシャフトとコネクティングロッドのメカニズムと比較したこのアプローチの利点は、燃焼サイクルの効率に関してピストン運動の運動学を最適化できることです。

回転シリンダー、アキシャルピストンエンジン設計の主な欠点は、回転するピストンアセンブリが遠心力の影響を受け、大きな摩擦損失が発生する可能性があることです。これらの遠心力は、角速度の2乗で増加します。そのため、エンジンが非常に低い回転速度で動作しない限り、ピストンアセンブリに作用する遠心力による摩擦損失はすぐに許容できないものになる可能性があります。

現在までに、この設計の商業的または軍事的承認は、1960 年代初頭に魚雷推進用に開発されたオリジナルのグールド スワッシュプレート エンジンの派生型を使用する、米国海軍のMK 46 シリーズおよび MK 48 シリーズ エンジンによって現在 (2009 年) 使用されている魚雷推進システムに限定されています。

アキシャルピストンエンジンの設計に伴う問題としては、オイル消費量が多いこと、燃料消費量が多いこと、前述の摩擦負荷によって回転数制限が低いこと、総馬力が低いこと、機械が複雑であること、エンジンが部品にかかる負荷に耐えられるように加工方法が複雑であることなどが挙げられます。また、可動部品が多く比較的応力が高いため、他のエンジン設計に比べて設計寿命が長くないことも問題として挙げられます。エンジンは従来のエンジンよりもカム1回転あたりの出力パルスが大きいため、摩耗が速く起こります。最後に、初期トルクが非常に高く、大量の冷却剤が必要であるため、運転中にこの設計のオイルや冷却剤が失われると、エンジンのカムやコネクティングロッド周辺に非常に軽いケーシングやシールドがあるため、ほぼ確実にエンジンが 爆発します。

この設計の利点としては、他のエンジンに比べて初期トルクが比較的高いこと、非常にコンパクトな設計であること、ガソリン、ディーゼル、灯油、アルコールから、オットー燃料、過酸化水素/燃料混合物などのよりエキゾチックでエネルギーの高い混合物まで、さまざまな燃料で動作できることなどが挙げられます。^[2]

• 円筒形エネルギーモジュール