Почему поршни в двигателе круглые, а не квадратные

Почему поршни в двигателе круглые: неожиданный ответ

Цилиндры и поршни в двигателе любого современного автомобиля или мотоцикла имеют круглое сечение. Разве не лучше сделать их квадратными, прямоугольными или овальными?

Самое удивительное, что поршень на самом деле не совсем круглый.

Тщательно измерив его ширину в разных местах, вы обнаружите, что он похож на перевернутый пластиковый стаканчик, слегка сдавленный с боков в широкой части. Окружность донышка поршня, обращенная к камере сгорания, немного уже, чем окружность в нижней части, где у поршня юбка.

Но это только до тех пор, пока поршень холодный. Во время работы донышко сильно нагревается взрывающимися в цилиндре газами и расширяется, так что поршень принимает почти цилиндрическую форму. Почти — потому что его нижняя часть скорее овальная, чтобы лучше противостоять нагрузкам со стороны шатуна.

Почему не квадрат?

Кажется, что двигатель с квадратными поршнями был бы компактнее и проще в изготовлении. Однако такой двигатель быстро придет в негодность, потому что нагрев и расширение стенок цилиндра будет неравномерным. Из-за этого неизбежно возникнут внутренние деформации и от граней побегут трещины.

Овальные поршни Honda

В 1979 г. инженеры японской компании придумали гоночный мотоциклетный двигатель с продолговатыми овальными поршнями, каждый из которых соединялся с коленвалом двумя рычагами.

Honda

Правила мотоциклетных гонках серии GP ограничивали число цилиндров четырьмя, а конструкторы Honda сделали четырехцилиндровый двигатель, который работал как восьмицилиндровый. В каждом цилиндре было по 8 клапанов! Им удалось решить задачу, но возникло столько мелких и больших технических сложностей, что этот дизайн так и остался инженерной экзотикой.