Lotnicze silniki tłokowe - kliknij, aby przejść na forum
historycy.org > Wybrane specjalizacje historii > HISTORIA NAUKI I TECHNIKI > Historia techniki wojskowej
poldas372
Na początku był skromny silnik czterocylindrowy, chłodzony cieczą.
W ciągu najbliższych 15 lat doszło do rewolucyjnych przemian w napędzie tłokowym.
Silniki rotacyjne przepadły. Pozostały motory gwiazdowe i rzędowe.
Jednak zaistniały takie fikuśne rozwiązania jak poczwórna gwiazda - Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major. Zbudowano ich coś w przedziale 18-19 tys. sztuk.
Było marudzenie, że motory w układzie podwójnej gwiazdy mają problemy z chłodzeniem.
Jednak okazuje się, że ten problem jest rozwiązywalny.
Powstały też takie motory jak Junkers Jumo 222.
Cztery rzędy sześciu cylindrów otaczały wał korbowy. W sumie -24 cylindry.

Rozrząd DOHC w samochodach rozpowszechnił się w latach 90-ych ubiegłego wieku.
Jednak już w licencyjnych silnikach Bristol Merkury, produkowanych w Polsce od jesieni 1938 roku stosowano rozrząd czterozaworowy, a grzybki zaworów były chłodzone płynnym sodem.
W jaki sposób? Ja tego nie wiem.

Wtrysk bezpośredni paliwa - Daimler Benz.
Zaczęło się od samochodów sportowych i tych użytkowych z górnej półki.
Jednak dopiero wprowadzenie do produkcji seryjnej silników DB-601 spowodowało iż Gasoline Direct Injection (wtrysk bezpośredni benzyny) stał się wzorcem do naśladowania przez innych.

Turbodoładowanie i sprężarki mechaniczne.
Te ostatnie były popularne już w latach 20-ych ubiegłego wieku.
Turbosprężarki dopracowano dopiero w latach 40-ych ubiegłego wieku.
W przypadku agregatów zwanych P&W 2800 działała sprężarka mechaniczna + turbosprężarka.

Kto wie dlaczego?
czarny piotruś
To połączenie kompresora z turbo miało zdaje się na celu wyeliminować słabe zakresy pracy w obu rozwiązaniach.
Z konstrukcji to zapomniałeś o silnikach płaskich z przeciwsobnymi tłokami. Była też krótkotrwała fascynacja silnikami z wysokoprężnymi. Przy układach wtryskowych były podawane dodatkowe substancje jak metanol czy woda. Układy rozrządu też były różne. Różna była liczba zaworów, ich kształt i napęd. Klasyczne grzybkowe, obrotowe , dyskowe. Napędzane wałkami, popychaczami i przekładniami.
poldas372
QUOTE
To połączenie kompresora z turbo miało zdaje się na celu wyeliminować słabe zakresy pracy w obu rozwiązaniach.
Prawidłowo.
Zawory dyskowe?
A nie pierścieniowe przypadkiem. ?
Grapeshot
QUOTE
poldas
W przypadku agregatów zwanych P&W 2800 działała sprężarka mechaniczna + turbosprężarka.
Kto wie dlaczego?
czarny piotruś
To połączenie kompresora z turbo miało zdaje się na celu wyeliminować słabe zakresy pracy w obu rozwiązaniach.


Te "sprężarki czy kompresory" były i są doładowarkami, dmuchawami wirnikowymi, czymś co dostarcza dużo powietrza pod małym ciśnieniem. Na drugim końcu osi, takiej doładowarki, był i jest napęd; w jednym przypadku ze spalinowej mini turbiny, w drugim, poprzez koła zębate lub paski, z tego samego silnika lub innego. Zbyt niska wydajność turbodoładowarki będzie w momencie rozruchu i na niskich obrotach. Przy pełnych obrotach, przy rodzaju silników opisanych przez poldasa, doładowarka o napędzie mechanicznym mogła stawać się niepotrzebnym obciążeniem i być wyłączana. Praca turbodoładowarki nie pobiera mocy silnika.
poldas372
Turbosprężarka nie obciąża wału napędowego, ale ma ten felerny poślizg trwający ok 3 sekundy i guzik można na to poradzić.
Sprężarka mechaniczna obciąża wał silnika , ale zwiększa ciśnienie w cylindrach natychmiastowo.
Więc jak się dodaje gazu, to najpierw robotę wykonuje sprężarka mechaniczna, a jak się rozkręci turbo, to jest ona odłączana, co by silnika nie obciążać.
Są jeszcze inne metody "katowania" silników.
Lwowiak
czarny piotruś
QUOTE
Była też krótkotrwała fascynacja silnikami z wysokoprężnymi

Pomyslałem czytając to ,że dyskutanci przeszli na silniki samochodowe, czy ogolniej
jesli się mozna wyrazić lądowe. A tu sprawdziłem sobie, patrzę są Diesle w lotnictwie.
Zauwazyłem jeszcze,że może nie tak krótkotrwała bowiem mamy tutaj Gemini 100 ukazany jako nowy projekt w roku 2009.
poldas372
Diesle w lotnictwie to żadna nowość.
Firma Junkers produkowała to w postaci modeli Jumo 205 do 208.
w latach 30-40-ych ubiegłego wieku.
Koncept na diesla z dwoma tłokami w cylindrze przejął sowiecki konstruktor o nazwisku Czaromski.
Takie motory stosowano w sowieckich bombowcach TB-7 (Pe-8) i rozpoznawczych, niemieckich Ju-86P.
Później tę koncepcję zastosowano jako napęd w brytyjskich czołgach Chieftain i radzieckich T-64, oraz T-80 (5-6TDF).

Miło wiedzieć że wrócono do pomysłu na silnik wysokoprężny i dwusuwowy do zastosowania we współczesnych samolotach.
czarny piotruś
Były też bardziej klasyczne silniki w układzie V. W Rosji latały z nimi czterosilnikowe Jermołajewy. Coś w tym kierunku działali takze Francuzi. Istnieją podejrzenia, ze czołgowy W-2 (od T-34 do dziś) ma takze lotnicze korzenie ale czy to prawda nikomu jeszcze ustalić się chyba nie dało. Ciekawostką jest stworzone przez firmę BRAMO( później BMW) połączenie silnika tłokowego z napędem jakby to nazwać prawie turbinowym? Klasyczny silnik gwiazdowy napędzał otunelowany zespól śmigła dający coś w rodzaju ciągu. Wynalazek sam w sobie nieudany ale dał spore doświadczenia na niemieckiej drodze do napędu odrzutowego.
poldas372
Masz na myśli produkt firmy Bramo 323 Fafnir?
Jermołajewy (Jer-2) były dwusilnikowe i stosowano na nich również diesle Czaromskiego, ale nie w układzie V.

czarny piotruś
Bramo 323 miał już dodaną dodatkową komorę spalania na końcu tunelu. Bardziej chodziło mi o pierwotną koncepcję z 38 gdy zamontowano tunelowy Bramo 314 na Focke Wulfie 44.
Co do tych samolotów Jermołajewa muszę odszukać literaturę ale na 90% były tam cztery silniki diesla w układzie V a miał to być bombowiec dalekiego zasięgu. Projekt położyły wibracje silników. Bardzo maltretowały załogę ale ponieważ człowiek sowiecki dla partii i Stalina zniesie wszystko nie przeszkadzały tak bardzo jak uszkodzenia przyrządów i samego płatowca. Po weekendzie jak wrócę to spróbuję przekopać się przez biblioteczkę i to znaleźć.
poldas372
Masz na myśli to? - Siemens Sh 14.
Trzeba przyznać, że ten silnik siedmiocylindrowy miał długą żywotność.
Nawet w polskich konstrukcjach powojennych go stosowano - Pzl Szpak i Zuch.
Gdyby tak na upartego spróbować "ożenić" napęd śmigłowy z turboodrzutowym, to mamy takiego rumuńskiego konstruktora zwanego Coanda. Próby dokonano, a samolot się spalił.
Lwowiak
Prace Instytutu Lotnictwa 4/2009
Dorzucę jeszcze do tego ciekawego wątku ten biuletyn.
Dużo tam jest na temat silników odrzutowych, ale parę rozdziałow , tak bliżej końca
mówi o silnikach tłokowych.
W kontekście rozwoju mamy od razu na początku artykuł pt:"Drogi rozwoju napędów lotniczych".
Natomiast zagadnienia "i co dalej" dotyczy artykuł o silniku Wankla.
Dodatkowo są tam omówione techniczne przyczyny katastrof samolotów IL-62
w latach osiemdziesiątych w Polsce.
poldas372
"Natomiast rzeczywisty rozwój silników tłokowych nastąpił po wynalezieniu sondy Lambda."
Baliński, Szczeciński, Kozakiewicz i Chachurski takie bzdury piszą w zagadnieniu - "Problematyka wymiany ładunku w cylindrach lotniczego silnika tłokowego".
Sonda lambda to szkodnik dla silnika.
"Niskociśnieniowy wtrysk", to pompa, dająca większe ciśnienie w kolektorze dolotowym, niż jakby to miał dać gaźnik.
Botras
QUOTE(poldas372 @ 9/07/2016, 11:09)
Koncept na diesla z dwoma tłokami w cylindrze przejął sowiecki konstruktor o nazwisku Czaromski.
Takie motory stosowano w sowieckich bombowcach TB-7 (Pe-8) (...).
*



Bzdura. Silniki Czaromskiego ACz-30, ACz-40 itd. miały po jednym tłoku w cylindrze, co oczywiste, gdy choćby popatrzy się na ten silnik: http://engine.aviaport.ru/issues/22/page24.html .

QUOTE(poldas372 @ 9/07/2016, 12:58)
"Natomiast rzeczywisty rozwój silników tłokowych nastąpił po wynalezieniu sondy Lambda."
Baliński, Szczeciński, Kozakiewicz i Chachurski takie bzdury piszą w zagadnieniu - "Problematyka wymiany ładunku w cylindrach lotniczego silnika tłokowego".
Sonda lambda to szkodnik dla silnika.
*



Wyżej wymienieni nie napisali zdania, które umieściłeś w cudzysłowie, czyniąc pozór, że to cytat. Oni napisali:
QUOTE
Rozwój lotniczych silników tłokowych całkowicie ustał wraz zakończeniem II-ej wojny światowej. Pojedyńcze próby rozwoju nie wytrzymały konkurencji z powstałymi silnikami turbinowymi odrzutowymi i śmigłowymi. Natomiast rzeczywisty rozwój silników tłokowych nastąpił w motoryzacji,  zwłaszcza  po  wynalezieniu  sondy  „lambda”  i niskociśnieniowego  (przedzaworowego) wtrysku paliwa, co radykalnie zmniejszyło zużycie paliwa oraz zawartość toksycznych składników w spalinach i wymusiło eliminację ołowiu w paliwach.



Nawiasem mówiąc, zdarzyła im się taka bzdura:
QUOTE
Rosjanie we wszystkich czołgach II-ej wojny. stosowali silniki W-2 (o ZS i mocy 500 KM) będący wysokoprężną wersją silników lotniczych AM-38 (...)


Ww. silniki miały różne średnice cylindrów i skoki tłoków, nie wspominając o tym, że nie wszystkie sowieckie czołgi II w.ś. miały za napęd W-2 - nie miały go czołgi lekkie.
poldas372
Ad.Botras;
Prawidłowo prostujesz.
Wychodzi na to, że Czaromski nic nie skopiował z silników firmy Junkers.

Odnośnie sondy lambda; Tak w przytoczonej pracy napisano.
Botras
Kłamiesz albo masz kłopot z głową. W http://ilot.edu.pl/wp-content/uploads/2011/03/PIL_199.pdf nie ma zdania w brzmieniu "Natomiast rzeczywisty rozwój silników tłokowych nastąpił po wynalezieniu sondy Lambda.".
poldas372
Jest na stronie nr 135 w odnośniku, który przytoczyłeś.
Botras
Zatem masz coś z głową. To, co zacytowałem w poprzednim poście to fragment skopiowany ze strony 135. Tam nie ma tam zdania, które upozorowałeś na cytat.
poldas372
"Natomiast rzeczywisty rozwój silników tłokowych nastąpił
w motoryzacji, zwłaszcza po wynalezieniu sondy „lambda” ".

Już rozumiem - Nie dodałem "w motoryzacji".
O to chodzi?

Jednak to niczego nie zmienia, włącznie z mą opinią.
Chris_w
Że sonda lambda to szkodnik?
Dziwne podejście.
poldas372
Taki sam jak i katalizator.
Jedno i drugie powoduje ujęcie mocy silnikowi tłokowemu.
czarny piotruś
Coś tam odszukałem w kwestii sowieckich lotniczych diesli. Te o , których myślałem to M-40F. Klasyczne V-12 w sumie poza zasilaniem i paliwem podobne do motorów Mikulina.
Jak już przy literowych oznaczeniach jestesmy... Jak wiadomo podstawowe literki silnikowe to R, V i B. Schody zaczynają się przy łączeniu wink.gif O ile dwie V dają X to łatwo pokazać i wytłumaczyć. Ale dlaczego trzy literki R dają W a dwie literki B dają H ??? Jakoś Anglicy w tych kalamburach najbardziej się miłowali. Ale oni to zawsze na odwrót. Amerykanie i Sowieci to znów z gigantomanią mieli problemy, szczególnie z białymi i czerwonymi gwiazdami wink.gif amerykanska z 28,cylindrami i 4000 KM to nawę sobie polatała trochę. Czerwonej gwiazdeczki z 42 garami to chyba nikt do samolotu nawet nie założył. Gdzie mozna więcej o tym mamucie poczytać?
poldas372
Ad. Czarny Piotruś;
QUOTE
O ile dwie V dają X to łatwo pokazać i wytłumaczyć. Ale dlaczego trzy literki R dają W a dwie literki B dają H ???
Układy V i X są (mam nadzieję) zrozumiałe.
Co do reszty - Sam się gubię. Podaj jakieś przykłady.
czarny piotruś
Trzy R.to układ W czyli cos jak V z trzecim.rzedem cylindrów pomiędzy widłami. H to dwa B oksery w układzie jeden nad drugim co daje H. Dziś oba te układy spotyka się czasami.w samochodach( Bugatti, Porsche,Vw)
poldas372
Proszę;
Konkretne motory podaj, bo inaczej nie dojdziemy do ładu z tą terminologią.
QUOTE
H to dwa B oksery w układzie jeden nad drugim co daje H.
Czyli podwójny "rzędziok" ze wspólnym wałem korbowym.
Jest takie coś?
czarny piotruś
Silnik H to drugowojenny Napier Sabre o 24,bodajże cylindrach. Extremalnie zwarty i bardzo mocny. Z tym że ten układ H ma dwa wały połączone zbiorczą przekładnią. Z kolei W to kilka silników nazwy wrzucę jutro jezeli chodzi o lotnicze. Z cywilnych to silnik W8 z Passata.
poldas372
Tutaj mamy fajne wizualizacje budowy i działania silników.
Napier Sabre (układ H) -
http://enginehistory.org/CAD/PasqualiS/Nap...ierSabre_03.gif
Daimler Benz 606 (układ W) - http://enginehistory.org/CAD/PasqualiS/DB606/DB606_01.gif
kossa
Jak się czyta o silnikach lotniczych z DWS to ma się wrażenie, że motoryzacja odkrywa koło na nowo wink.gif Jak wymienić te wszystkie wynalazki z tego okresu to, aż trudno uwierzyć w stopień zaawansowania tych jednostek napędowych. Bezpośredni wtrysk paliwa w DB601 zawitał do samochodów z powrotem w 1996 wraz z Mitsubishi Carismą, a obecnie to standard dla silników benzynowych. Turbosprężarki i sprężarki wielobiegowe/wielostopniowe (w tym bezstopniowe jak w DB 601) to oczywiście standard drugowojenny. Dodatkowo pełna automatyka silnika oraz śmigła (Kommandogerät w BMW801) oraz wtryski wody (Bosch sobie o tym patencie teraz nawet przypomniał ponownie wink.gif )/metanolu/podtlenku azotu oraz wszystkie inne możliwe "zbójeckie" metody podnoszenia mocy. Nawet zmienne fazy rozrządu się trafiły w silnikach z tamtej epoki (Lycoming XR-7755).

Ciekawi mnie, czy ktoś pokusi się o renowację pomysłu z Rolls-Royce Crecy. W przypadku jakiś pojazdów wyścigowych oraz do bicia rekordów myślę, że dawałby radę zbudowany z obecnych materiałów oraz przy użyciu dzisiejszych metod obliczeniowych. Trzeba przyznać, że ten super-dwusuw miał duży potencjał. No i spokojnie mieści się na podium najbardziej wariackich silników tłokowych jakie powstały smile.gif
poldas372
Rolls-Royce Crecy.
Dobry stosunek mocy do pojemności skokowej.
105 KM na jeden litr.
Tylko że obecnie w technice samochodowej osiągane są takie, albo nawet lepsze parametry bez udziwnień w postaci zaworowego dwusuwu, który pracuje głośniej od czterosuwa i jest mniej ekonomiczny w spalaniu.
czarny piotruś
Najbardziej wysilone współczesne dwusuwy dają około 400 KM z litra pojemności więc dużo więcej. Oczywiście przy bardzo zaawansowanych rozwiązaniach i niskiej trwałości. Dziś nawet czterosuwy przekroczyły granicę 200 KM z litra pojemności.
Co do zaawansowanych konstrukcji silnikowych z lat 30'tych i 40'tych to ówczesny sport motorowy też miał sporo nowatorskich nawet dziś rozwiązań. Zarówno w samochodach jak i motocyklach. W latach 30'tych Moto Guzi wypuściło słynną 500'tke o ośmiu cylindrach z elektronicznie sterowany wtryskiem paliwa. Oczywiście sterownik był na lampach elektronowych. Jak na tamte czasy to dzieło sztuki i technologią kosmiczna.
poldas372
Piotruś - Sprawdzam;
QUOTE
W latach 30'tych Moto Guzi wypuściło słynną 500'tke o ośmiu cylindrach z elektronicznie sterowany wtryskiem paliwa.
Do roboty.
czarny piotruś
Wygląda że polaczylem w zawodnej pamięci dwa motocykle i przesunąłem je w czasie. Otto cylindri była jednak zasilana ośmioma gaźnikami del'orto. Ten na wtrysku to inny motocykl z tej samej stajni. Szukam pierwszego tomu tej pozycji o włoskich motocyklach. Znajdę to napiszę ale z wolna robi nam się tu OT.
poldas372
Nie poddawaj się.
Mechaniczny wtrysk benzyny był stosowany w latach 30-ych ubiegłego wieku.
Elektroniczny odpada.
Znaczy się - Jego sterowanie.
czarny piotruś
Czterocylindrowa pięćsetka konstrukcji Carlo Guzziego. Wtrysk paliwa sterowany lampami elektronowymi. Rok konstrukcji 1930. Zresztą Guzzi i Parodi zawsze lubili wyprzedzać czasy. W 1924 wypuścili wyscigowke z czterema zaworami na cylinder Corsa 4V i jeszcze doskonale 4VTT i 4VSS. Nie wiem czy akurat te przełomowe rozwiązania typu głowice i rozrządy OHC z wieloma zaworami, wtrysk paliwa itp. nie pojawiły się wcześniej w sporcie motoryzacyjnym niż w lotnictwie. rolleyes.gif
poldas372
Jednak sterowanie elektroniczne?
No spoko. Tylko jak to długo pojeździ.
Kiedyś badałem temat silników firmy Maybach, bo teraz to tylko marka została.
Wyszło mnie coś takiego że wtrysk bezpośredni benzyny zastosowano już w 1930 roku w serii samochodów o nazwie Zeppelin.

Technika lotnicza nie wyprzedzała motoryzacji.
To szło równolegle.
Tylko że w lotnictwie mało kto się liczy z kosztami, a w przemyśle samochodowym jednak trzeba się z tym liczyć.
czarny piotruś
Akurat w sporcie dla jednostkowych samochodów czy motocykli też nikt się z kosztami nie liczył. Kwestia druga to jeżeli w motocyklu Moto Guzzi padł ten sterowany lampami wtrysk (a padał dość często) to motocykl zjezdzal na zielone i trzeba go było do mety pchać. Z samolotem jakby gorzej 😬 i dlatego preferowane tam rozwiązania może nie tak awangardowe ale pewnie iejsze w eksploatacji.
poldas372
Zgoda.
Sterowanie elektroniczne, takie pewne, to bardziej po skonstruowaniu tranzystora.
Tym to już można było poniewierać bez obawy iż siatka katody się nie oberwie.

Wracając do meritum;
Rolls-Royce Crecy to taki wypadek przy pracy owej firmy.
Jednak było ciekawsze rozwiązanie - 24 cylindry w układzie X - https://en.wikipedia.org/wiki/Rolls-Royce_Pennine
To jest wersja pozbawiona grafik. Jeżeli chcesz przejść do głównego forum kliknij tutaj.