Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Кіріспе
Ұшақ дизельдік қозғалтқыштар отбасы
Aircraft diesel engine family
Jumo 205 ұшақ қозғалтқышы Junkers компаниясы өндірген ұшақ дизельдік қозғалтқыштар сериясының ең танымал қозғалтқышы болды. Jumo 204 алғаш рет 1932 жылы қолданысқа енгізілді. Осы типтегі қозғалтқыштардың кейінгі үлгілері – эксперименталды Jumo 206 және Jumo 208 болды, ал Jumo 207 қозғалтқышы Junkers Ju 86P және R жоғары биіктіктегі барлау ұшақтары үшін біршама көлемде өндірілді, сондай-ақ 46 метр қанат көлденеңі және алты қозғалтқышы бар Blohm & Voss BV 222 Wiking диңгек ұшағы үшін де қолданылды. Бұл үш түрдің барлығы поршень ходы, цилиндр диаметрі және турбонаддув жүйесі бойынша ерекшеленді. Барлығы 1930 жылдары және Екінші дүниежүзілік соғыстың көп бөлігінде 900-ден астам осы қозғалтқыштар өндірілді.
The Jumo 205 aircraft engine was the most famous of a series of aircraft diesel engines produced by Junkers. The Jumo 204 first entered service in 1932. Later engines of this type comprised the experimental Jumo 206 and Jumo 208, with the Jumo 207 produced in some quantity for the Junkers Ju 86P and R high altitude reconnaissance aircraft, and the 46 meter wingspan, six engined Blohm & Voss BV 222 Wiking flying boat. All three of these variants differed in stroke and bore and supercharging arrangements. In all, more than 900 of these engines were produced, in the 1930s and through most of World War II.
Жобалау және әзірлеу
Бұл қозғалтқыштардың барлығы 12 поршеньді алты цилиндрді бөлісетін екі тактілі циклді қолданды, поршеньдердің тәжі қарама-қарсы конфигурацияда поршеньдердің тажына орналасқан. Бұл ерекше конфигурация үшін екі коленвал қажет болды, бірі цилиндр блогының төменгі жағында, екіншісі жоғарғы жағында, бір-бірімен тісті дөңгелектер арқылы байланысқан. Поршеньдер жұмыс циклы кезінде бір-біріне қарай қозғалды. Сору тесіктері цилиндрдің бір жағында, ал шығару тесіктері екінші жағында орналасқан. Бұл бір поршеньнің соруды, ал екіншісінің шығаруды тиімді басқаруын қамтамасыз етті. Бір цилиндрге екі форсункамен жұмыс істейтін екі инжекторлық сорғы қолданылды, әрқайсысы екі соплоға отын жеткізді, барлығы цилиндрге төрт сопло. Екі тактілі конструкцияларға тән, Jumo қозғалтқыштары клапандарды қолданбады, керісінше, олардың өндірісі кезінде цилиндр қабырғаларына кесілген тұрақты сору және шығару тесіктері болды, олар поршеньдер соққыларының белгілі бір нүктесіне жеткенде ашылатын. Әдетте, мұндай конструкциялардың көлемдік тиімділігі төмен болады, өйткені екі тесік те бір уақытта ашылады және жабылады және әдетте цилиндрде бір-біріне қарама-қарсы орналасқан. Бұл күйген газдардың нашар тазартылуына әкеледі, сондықтан клапансыз екі тактілі қозғалтқыштар көбінесе түтін шығарады және тиімсіз болады. Jumo бұл мәселені порттарды тиімді орналастыру арқылы шешті. Сору тесігі "төменгі" поршеньнің астында, ал шығару тесігі "жоғарғы" поршеньнің астында орналасқан. Төменгі коленвал жоғарғыдан 11° қалып қойды, яғни шығару тесіктері бірінші болып ашылып, одан да маңыздысы, бірінші болып жабылды, бұл тиімді тазартуға мүмкіндік берді. Бұл жүйе екі тактілі Jumo қозғалтқыштарын клапанды төрт тактілі қозғалтқыштармен салыстырыларлықтай таза және тиімді жұмыс істеуге мүмкіндік берді, бірақ әлдеқайда қарапайым болды. Бұл жүйенің де кейбір кемшіліктері бар. Біріншіден, сәйкес поршеньдер бір уақытта жабылмағандықтан, біреуі екіншісінен "алда" болғандықтан, қозғалтқыш нақты қарама-қарсы типтегі қозғалтқыш сияқты тегіс жұмыс істемеді. Сонымен қатар, екі қарама-қарсы коленвалдың қуаты бір-бірімен байланысуы керек болды, бұл салмақ пен күрделілікті арттырды, бұл H блогындағы қозғалтқыштармен ортақ проблема. Jumo-да бұл проблемалар, негізінен, қуатты "жоғарғы" валдан алу арқылы, қозғалтқыштың алдыңғы жағында сәл жоғарылатылған орналасқандықтан, белгілі бір дәрежеде азайтылды. Барлық қосымша құрылғылар, мысалы, отын сорғылары, инжекторлар және тазарту компрессоры төменгі валдан иенергия алды, яғни оның қуатының жартысынан астамы қолданылды. Қалған қуаты жоғарғы валға берілді, ол қозғалтқыштың винтін айналдырды. Теориялық тұрғыдан алғанда, қозғалтқыштың жазық конструкциясы оны үлкен ұшақтардың, мысалы, лайнерлер мен бомбалаушылардың қалың қанаттарына орнатуға мүмкіндік берген. Бірақ майды тазарту жүйесінің егжей-тегжейі бұл мүмкін емес екенін көрсетті және қозғалтқышты "тік" күйде жұмыс істеуге тура келді, олай болса оны қолданатын барлық конструкцияларда да солай болды. Jumo дизельдік қозғалтқыштарының түтін газдарының температурасы салыстырмалы карбюраторлық қозғалтқыштардан әлдеқайда төмен болғандықтан, жоғары биіктікте жұмыс істеу үшін турбокомпрессорды қосу оңайырақ болды. Бұл мәселе Jumo 207-де зерттелді, ол жоғары биіктікте қуатты арттыру үшін түтін газдарының энергиясын пайдаланды. Турбокомпрессор механикалық сорғышпен біріктірілді, сондықтан турбокомпрессор бірінші сатыда қысымды жасады, ал механикалық сорғыш екінші сатыда. Төмен жүктемеде және іске қосылғанда турбокомпрессор қозғалтқыштың күшейтілуіне үлес қоспайды, бірақ механикалық сорғыш қозғалтқыштың жұмыс істеуі үшін жеткілікті ауа береді. Алайда, жоғары жүктемеде турбокомпрессор жеткілікті мөлшерде түтін газын алады, бұл оның өзі жеткілікті күшейтуді қамтамасыз ете алатынын білдіреді, сондықтан тиімсіз механикалық сорғыш қажет емес. Турбокомпрессорды механикалық сорғышқа қосу қозғалтқыштың нақты отын тұтынуын айтарлықтай арттырмай, қуаттырақ етті.
These engines all used a two stroke cycle with 12 pistons sharing six cylinders, piston crown to piston crown in an opposed configuration. This unusual configuration required two crankshafts, one at the bottom of the cylinder block and the other at the top, geared together. The pistons moved towards each other during the operating cycle. The intake ports were located at one end of the cylinder, whereas the exhaust ports were at the other end. This made one piston effectively control the intake, and the other control the exhaust. Two cam operated injection pumps per cylinder were used, each feeding two nozzles, for four nozzles per cylinder in all. As is typical of two stroke designs, the Jumos used no valves, but rather fixed intake and exhaust port apertures cut into the cylinder liners during their manufacture, which were uncovered when the pistons reached a certain point in their strokes. Normally, such designs have poor volumetric efficiency because both ports open and close at the same time and are generally located across from each other in the cylinder. This leads to poor scavenging of the burnt charge, which is why valveless two strokes generally produce smoke and are inefficient. The Jumo solved this problem to a very large degree through clever arrangement of the ports. The intake port was located under the "lower" piston, while the exhaust port was under the "upper". The lower crankshaft ran 11° behind the upper, meaning that the exhaust ports opened, and even more importantly, closed first, allowing proper scavenging. This system made the two stroke Jumos run as cleanly and almost as efficiently as four stroke engines using valves, but with considerably less complexity. Some downside exists to this system, as well. For one, since matching pistons were not closing at quite the same time, but one ran "ahead" of the other, the engine could not run as smoothly as a true opposed style engine. In addition, the power from the two opposing crankshafts had to be geared together, adding weight and complexity, a problem the design shared with H block engines. In the Jumo, these problems were avoided to some degree by taking power primarily from the "upper" shaft, somewhat offset upwards on the engine's front end. All of the accessories, such as fuel pumps, injectors and the scavenging compressor, were run from the lower shaft, meaning over half of its power was already used up. What was left over was then geared to the upper shaft, which ran the engine's propeller. In theory, the flat layout of the engine could have allowed it to be installed inside the thick wings of larger aircraft, such as airliners and bombers. Details of the oil scavenging system suggest this was not possible and the engine had to be run "vertically", as it was on all designs using it. Because the temperature of the exhaust gases of the Jumo diesel engines was substantially lower than that of comparable carburettor engines, it was easier to add a turbocharger for higher altitudes. This was explored in the Jumo 207 which used the energy of the exhaust gases to increase the power at high altitudes. The turbocharger was combined with a mechanically driven blower, so that the turbocharger creates the first stage of compression, and the mechanical blower the second stage. At low load and startup, the turbocharger does not contribute to supercharging the engine, but the mechanical blower provides enough air for the engine to operate. At high load, however, the turbocharger receives sufficient quantities of exhaust gas, which means that it alone can provide enough supercharging without the need of the inefficient mechanical blower. The addition of the turbocharger to the mechanical blower made the engine more powerful without significantly increasing its specific fuel consumption.