در ژوئیه 1903، مهندس هری ایلس اسمالبون حق ثبت اختراع کانادایی را برای طراحی جدید موتور احتراق داخلی دریافت کرد. در بهار سال 1905، اسمالبون درخواستی را به اداره ثبت اختراعات ایالات متحده ارائه کرد که منجر به ثبت اختراع در 22 می 1906 شد. مهندس یک "موتور چند سیلندر" طرح اصلی را پیشنهاد کرد. ایده اصلی این پروژه، حداکثر کاهش ممکن در اندازه موتور با حفظ تعداد نسبتاً زیادی سیلندر بود. کمی بعد، طرح موتور پیشنهادی محوری نامیده شد.
موتور محوری اسمالبون چهار سیلندر داشت و قرار بود بنزین مصرف کند. هدف اصلی توسعه کاهش ابعاد محصول بود که نویسنده یک راه حل اصلی طرح بندی را برای آن اعمال کرد. میل لنگ موتور جدید از سه قسمت اصلی تشکیل شده بود. اولی دارای یک بلوک سیلندر با سوپاپ و سیستم احتراق بود، دومی برای اتصال واحدها در نظر گرفته شده بود و سومی مکانیزم محرک محور اصلی را در خود جای داده بود.
ترسیم موتور Smallbone از ثبت اختراع
چهار استوانه در گوشه های یک مربع مشروط به موازات یکدیگر قرار داشتند. در مرکز بلوک سیلندر یک کانال برای شفت وجود داشت. قرارگیری موازی سیلندرها و شفت باعث شد تا سطح مقطع کلی موتور کاهش یابد، اگرچه نیاز به استفاده از مکانیزم خاصی برای به حرکت درآوردن شفت را به همراه داشت. با وجود این، G.I. اسمالبون چنین مشکلاتی را بهای قابل قبولی برای کوچک‌سازی می‌دانست.
در پایین میل لنگ یک مکانیسم واشر وجود داشت که وظیفه تبدیل حرکت انتقالی سیلندرها به حرکت چرخشی شفت را بر عهده داشت. قسمت پایین میل لنگ دارای یک تاقچه مخصوص بود که روی آن قسمت نوسانی به شکل پیچیده تقویت می شد. چنین "روی صفحه" توسط یک مخروط مرکزی و چندین برآمدگی جانبی تشکیل شده است. به دلیل نیاز به چرخش در جهات مختلف، صفحه روی یک لولا ثابت شد: در قسمت مرکزی آن کانالی برای میله ای با یک بلبرینگ در انتها وجود داشت که در شکاف مربوطه در پایین میل لنگ قرار داشت. .
در انتهای چهار برآمدگی جانبی، نقاط اتصال میله های اتصال با نوک توپ در نظر گرفته شد. برای اطمینان از حرکت آزاد در بخش های مورد نیاز، میله های اتصال به صورت محوری در پیستون ها ثابت شدند. لبه های کناری صفحه جلو در امتداد ریل های ویژه ای که در سطح داخلی میل لنگ ارائه شده بود حرکت می کردند.
در حین کار مطابق با طرح چهار زمانه، پیستون های موتور مجبور بودند به طور متناوب صفحه جلوی مکانیسم اصلی را پمپ کنند. با چرخاندن روی میله نگهدارنده، صفحه جلویی باید آن را در امتداد یک مسیر دایره ای هدایت می کرد. دم میله وارد سوراخ فلایویل شفت اصلی شد. قرار بود که میله به صورت دایره ای حرکت کند و چرخ فلایویل را بچرخاند و محور اصلی موتور و مکانیسم های مرتبط را به حرکت درآورد.
سیستم تامین مخلوط هوا و سوخت، احتراق و گازهای خروجی نوآوری عمده ای نداشت. با این حال، نویسنده از قرار دادن جزئیات خود جالب استفاده کرده است. در دیواره بالایی استوانه دهانه ای با لوله کوچکی در انتهای آن تعبیه شده بود. در دیواره های این لوله سوپاپ های تغذیه و اگزوز و در پایین آن یک شمع تعبیه شده بود. این ترتیب با نیاز به کاهش اندازه کل موتور همراه بود. به عنوان مثال ، می توان مکانیسم بادامک برای باز کردن دریچه ها را تا حد امکان ساده کرد ، زیرا فشار دهنده های دومی در مجاورت شفت اصلی قرار داشتند.
موتور اسمالبون قرار بود با آب خنک شود. برای از بین بردن گرمای اضافی در بلوک سیلندر، حفره های مخصوصی در نظر گرفته شد که قرار بود مایع خنک کننده از طریق آنها به گردش در آید. لازم به ذکر است که هیچ اشاره ای به واحدهای سیستم خنک کننده در نقشه موجود موتور وجود ندارد. این را می توان با این واقعیت توضیح داد که نویسنده قصد داشت فقط طراحی موتور را ثبت کند و نه یک محصول کامل و آماده برای تولید انبوه.
مکانیزم واشر موتور مدرن Duke Engines، بر اساس ایده های Smallbone
از ترسیم موجود می توان در مورد ابعاد موتور طرح پیشنهادی نتیجه گیری کرد. چنین واحدی در یک سیلندر با قطر بیش از 3-4 قطر پیستون قرار می گیرد. بنابراین، از نقطه نظر چگالی بسته بندی، موتور محوری پیشنهادی بسیار مورد توجه بود. طول کل موتور متناسب با پارامترهای مختلف مکانیسم های مورد استفاده بود. به عنوان مثال، ابعاد مکانیسم تبدیل حرکت پیستون ها به چرخش شفت به قطر پیستون ها و طول حرکت آنها بستگی دارد.
ویژگی عجیب پروژه G.I. اسمالبون پتانسیل مدرنیزاسیون خاصی داشت. با رویکرد صحیح طراحی، افزایش قدرت موتور تنها با افزایش طول سازه همراه بود. نیازی به افزایش چشمگیر قطر نبود. علاوه بر این، امکان افزایش تعداد سیلندرها با افزایش نسبتا کمی در اندازه وجود داشت.
در سالهای 1903-1906، نویسنده موتور اصلی دو اختراع را در کانادا و ایالات متحده آمریکا دریافت کرد. همانطور که از منابع موجود بر می آید، این история پروژه کنجکاو به پایان رسید موتور احتراق محوری اسمالبون برای مشتریان بالقوه جالب نبود. احتمالاً عدم علاقه به دلیل وضعیت موتورسازی و صنایع وابسته بوده است. در آغاز قرن بیستم، صنعت خودروسازی هنوز نیازی به بهینه سازی نسبت قدرت و ابعاد موتورها نداشت. حمل و نقل هواییبه نوبه خود اولین قدم ها را برداشت و مسائل مهم تری را نسبت به نسبت عملکرد موتور حل کرد.
پروژه Smallbone جلب توجه نکرد و فراموش شد. طی چند سال بعد، هیچ کس به ایده طرح موتور محوری بازگشت. تلاش بعدی برای اجرای ایده اصلی در سال 1911 اتفاق افتاد و بسیار موفقیت آمیزتر بود. موتورهای محوری جدید حتی به تولید کم هم رسیده اند، اما این داستان دیگری است.
به نقل از وب سایت ها:
http://douglas-self.com/
http://cynthiashidesertblog.blogspot.ru/
http://theoldmotor.com/