Junkers Jumo 205 - Junkers Jumo 205
Jumo 205 | |
---|---|
Przekrój Jumo 205 | |
Rodzaj | Samolotowy silnik wysokoprężny |
Producent | Junkers |
Pierwszy bieg | Lata 30. XX wieku |
Główne zastosowania |
Junkers Ju 86 Blohm & Voss BV 138 Blohm & Voss BV 222 |
Liczba zbudowany | ok. 900 |
Opracowany z | Junkers Jumo 204 |
205 Junkers Jumo silnika samolot był najbardziej znany z serii silników wysokoprężnych samolotów , które były pierwszym i przez ponad pół wieku, jedyne udane diesel powerplants lotnictwa. Jumo 204 pierwszy wszedł usługa 1932 Późniejsze silnikach tego typu składa się z eksperymentalnych Jumo 206 i Jumo 208 , z Jumo 207 produkowanego w pewnej ilości dla Junkersów Ju 86 P i -R wysokościowego rozpoznawczego samolotu oraz 46- metr rozpiętości skrzydeł, sześciosilnikowa łódź latająca Blohm & Voss BV 222 Wiking . Wszystkie trzy z tych wariantów różniły się skokiem i otworem oraz układem doładowania. W sumie w latach 30. i przez większość II wojny światowej wyprodukowano ponad 900 tych silników .
Projektowanie i rozwój
Wszystkie te silniki wykorzystywały cykl dwusuwowy z 12 tłokami dzielącymi sześć cylindrów, z denka tłoka do denka tłoka w konfiguracji przeciwnej . Ta niezwykła konfiguracja wymagała dwóch zazębionych razem wałów korbowych, jednego na dole bloku cylindrów, a drugiego na górze. Tłoki poruszały się do siebie podczas cyklu pracy. Otwory dolotowe znajdowały się na jednym końcu cylindra, a wyloty na drugim końcu. To sprawiło, że jeden tłok skutecznie sterował wlotem, a drugi wydechem. Zastosowano dwie krzywkowe pompy wtryskowe na cylinder, z których każda zasilała dwie dysze, w sumie cztery dysze na cylinder.
Jak to jest typowe dla konstrukcji dwusuwowych, Jumos nie używał zaworów, a raczej stałe otwory wlotu i wylotu wycięte w tulejach cylindrów podczas ich produkcji, które zostały odkryte, gdy tłoki osiągnęły pewien punkt w ich skokach. Zazwyczaj takie konstrukcje mają słabą wydajność objętościową, ponieważ oba porty otwierają się i zamykają w tym samym czasie i są zazwyczaj usytuowane naprzeciwko siebie w cylindrze. Prowadzi to do słabego usuwania spalonego ładunku, dlatego bezzaworowe dwusuwy generalnie wytwarzają dym i są nieefektywne.
Jumo rozwiązało ten problem w bardzo dużym stopniu dzięki sprytnemu rozmieszczeniu portów. Port wlotowy znajdował się pod „dolnym” tłokiem, natomiast wylotowy pod „górnym”. Dolny wał korbowy znajdował się 11° za górną, co oznacza, że otwory wydechowe otwierały się, a co ważniejsze, zamykały się jako pierwsze, umożliwiając prawidłowe oczyszczanie. Ten system sprawił, że dwusuwowy Jumos działał tak czysto i prawie tak wydajnie, jak silniki czterosuwowe z zaworami, ale przy znacznie mniejszej złożoności.
Ten system ma również pewne wady. Po pierwsze, ponieważ pasujące tłoki nie zamykały się w tym samym czasie, ale jeden wyprzedzał drugi, silnik nie mógł pracować tak płynnie, jak prawdziwy silnik przeciwstawny. Ponadto moc z dwóch przeciwstawnych wałów korbowych musiała być ze sobą sprzężona, co zwiększało wagę i złożoność, co było problemem wspólnym z silnikami z blokiem H.
W Jumo tych problemów w pewnym stopniu uniknięto, przejmując moc głównie z „górnego” wału, nieco przesuniętego w górę na przodzie silnika. Wszystkie akcesoria, takie jak pompy paliwa, wtryskiwacze i sprężarka oczyszczająca , były uruchamiane z dolnego wału, co oznacza, że zużyła się już ponad połowa jego mocy. To, co pozostało, zostało następnie nastawione na górny wał, który napędzał śmigło silnika.
Teoretycznie płaski układ silnika mógł pozwolić na instalowanie go wewnątrz grubych skrzydeł większych samolotów, takich jak samoloty czy bombowce . Szczegóły systemu usuwania oleju sugerują, że nie było to możliwe, a silnik musiał pracować „pionowo”, jak to było we wszystkich konstrukcjach, które go używały.
Ponieważ temperatura gazów wydechowych silników wysokoprężnych Jumo była znacznie niższa niż w porównywalnych silnikach gaźnikowych, łatwiej było dodać turbosprężarkę na większych wysokościach. Zostało to zbadane w Jumo 207, który wykorzystywał energię spalin do zwiększania mocy na dużych wysokościach. Turbosprężarka została połączona z dmuchawą napędzaną mechanicznie, dzięki czemu turbosprężarka tworzy pierwszy stopień sprężania, a dmuchawa mechaniczna drugi stopień. Przy niskim obciążeniu i rozruchu turbosprężarka nie przyczynia się do doładowania silnika, ale mechaniczna dmuchawa dostarcza wystarczającą ilość powietrza do pracy silnika. Jednak przy dużym obciążeniu turbosprężarka otrzymuje wystarczającą ilość spalin, co oznacza, że sama może zapewnić wystarczające doładowanie bez konieczności stosowania nieefektywnej dmuchawy mechanicznej. Dodanie turbosprężarki do dmuchawy mechanicznej zwiększyło moc silnika bez znaczącego wzrostu jednostkowego zużycia paliwa.
Warianty
- Jumo 205
- Jumo 206
- Wersja eksperymentalna. Rozwój zatrzymał się na korzyść Jumo 208.
- Jumo 207A
- Wersja wysokogórska z dwoma wbudowanymi sprężarkami odśrodkowymi i chłodnicą wstępną.
- Jumo 207 B-3 miał ulepszoną turbosprężarkę i był wyposażony w wtrysk podtlenku azotu GM-1 .
- Jumo 207 C
- zoptymalizowany dla średnich wysokości. Produkowany w małych seriach dla Blohm & Voss BV 222.
- Jumo 207 D
- zoptymalizowany dla średnich wysokości. Średnica cylindra zwiększona ze 105 mm do 110 mm. Maksymalna moc na poziomie gruntu wynosiła 1200 KM (880 kW). Tylko prototypy.
- Jumo 207 E
- podobny do 207 C, ale lepsze osiągi na dużych wysokościach. Tylko projekt.
- Jumo 207 F
- zoptymalizowany pod kątem większych wysokości. Turbosprężarka dwustopniowa. Rozwój zatrzymał się w 1942 roku.
- Jumo 208
- o większej pojemności skokowej, co daje maksymalną moc 1500 KM (1100 kW) na średniej wysokości. Testowany na stanowisku, ale nie wyprodukowany.
- Jumo 218
- Wersja 12-cylindrowa Jumo 218 została zaprojektowana, ale nigdy nie została zbudowana.
- Jumo 223
- Zbudowano i przetestowano pojedynczy 24-cylindrowy czterowałowy Jumo 223.
- Jumo 224
- Większy niż Jumo 223 dzięki połączeniu 4 silników Jumo 207 C.
- CLM Lille 6As
- Licencjonowana wersja CLM Lille o mocy 650 KM (480 kW) (CLM był poprzednikiem producenta silników Indenor , siostrzanej firmy Peugeota )
- CLM Lille 6BrS
- Rozwinięta wersja 6As używana do zasilania Bernarda 86
Aplikacje
Jumo 205 napędzał wczesne wersje bombowca Junkers Ju 86 , ale okazał się zbyt mało reaktywny do walki i podatny na awarię przy maksymalnej mocy, typowej dla samolotów bojowych. Późniejsze wersje projektu również wykorzystywały silnik do ekstremalnych zastosowań na dużych wysokościach, tak jak w wersjach Ju 86P i -R do zwiadu na dużych wysokościach nad Wyspami Brytyjskimi. W styczniu 1940 roku Luftwaffe przetestowała prototyp Ju 86P z turbodoładowanymi silnikami wysokoprężnymi Jumo 207A-1 . O wiele bardziej udany był jako jednostka napędowa do sterowców , dla których jego właściwości były idealne, oraz do zastosowań niezwiązanych z walką, takich jak samolot pasażerski Blohm & Voss Ha 139 . Jego bardziej paliwooszczędne działanie nadało się do wykorzystania w kilku niemieckich projektach latających łodzi patrolowych w czasie II wojny światowej, takich jak BV 138 i BV 222 .
Lista aplikacji
- Blohm & Voss BV 138
- Blohm i Voss Ha 139
- Blohm & Voss BV 222
- Dornier Do 18
- Dornier Do 24 (prototypy V1 i V2)
- Dornier Do 26
- Junkers Ju 86
Specyfikacje (Jumo 205E)
Dane z Flugzeug-Typenbuch. Handbuch der deutschen Luftfahrt- und Zubehör-Industrie 1944
Ogólna charakterystyka
- Typ: sześciocylindrowy, odwrócony, chłodzony powietrzem, rzędowy
- Otwór : 105 mm (4,13 cala)
- Skok : 160 mm (6,30 cala) x2
- Pojemność : 16,62 l (1014,21 cu in)
- Długość: 2051 mm (80,7 cala)
- Szerokość: 600 mm (23,6 cala)
- Wysokość: 1325 mm (52,2 cala)
- Sucha masa : 570 kg (1257 funtów) na sucho, bez wyposażenia
składniki
- Doładowanie : doładowanie napędzane silnikiem przy 8,85:1
- Układ paliwowy: wtrysk bezpośredni przez cztery dysze na cylinder
- Rodzaj paliwa: olej napędowy
- Układ olejowy: sucha miska olejowa , zasilanie ciśnieniowe z przedmuchem
- Układ chłodzenia: chłodzony cieczą
Wydajność
-
Moc wyjściowa:
- 700 PS (690 KM; 515 kW) przy 2500 obr./min (5 minut) na poziomie morza
- 630 PS (621 KM; 463 kW) przy 2420 obr./min (30 minut) na poziomie morza
- 560 PS (552 KM; 412 kW) przy 2250 obr./min (maks. ciągła) na poziomie morza
- 500 PS (493 KM, 368 kW) przy 2000 obrotach na minutę (rejs) na poziomie morza
- Moc właściwa : 42,1 PS / l (0,68 KM / cu; 30,96 kW / l)
- Stopień kompresji : 17: 1
- Jednostkowe zużycie paliwa : 0,170 kg/PS/h (0,380 funta/KM/h; 0,231 kg/kW/h) przy maksymalnej ciągłej
- Zużycie oleju: 0,006–0,008 kg/PS/h (0,013–0,018 funta/KM/h; 0,008–0,011 kg/kW/h)
- Stosunek mocy do masy : 1,228 KM/kg (0,549 KM/funt; 0,903 kW/kg)
- BMEP: 7,6 atm (7,7 bar; 112 psi)
- Przekładnia redukcyjna: 0,633: 1
Inne godne uwagi silniki z tłokami przeciwstawnymi
- Commer TS3 silnik do pojazdów użytkowych „Commer Knocker”
- Silnik czołgowy Leyland L60 , stosowany w czołgu Chieftain , był podobny w układzie do Junkers Jumo 205 i Napier Culverin .
- Silnik Rolls-Royce K60 był używany w serii opancerzonych wozów bojowych FV430 oraz szwedzkim czołgu Strv 103 .
- Napier Deltic
- W czołgu T-64 zastosowano radziecki silnik 5TDF .
- Radziecki silnik 6TD był używany w czołgach T-80UD , T-84 i Al-Khalid .
- Fairbanks Morse'a 38 8 1/8
Zobacz też
- Charomskiy ACh-30 i Charomskiy M-40 : Dwa radzieckie samoloty z silnikami wysokoprężnymi, produkowane tylko w niewielkich ilościach.
- Lista silników lotniczych
Bibliografia
Dalsza lektura
- Bingham, Victor (1998). Główne silniki tłokowe z czasów II wojny światowej . Shrewsbury, Wielka Brytania: Wydawnictwo Airlife. Numer ISBN 1-84037-012-2.
- Gunston, Bill (2006). Światowa encyklopedia silników lotniczych: od pionierów do współczesności (wyd. 5). Stroud, Wielka Brytania: Sutton. Numer ISBN 0-7509-4479-X.
- Kay, Antoniusz (2004). Junkers Samoloty i silniki 1913-1945 . Londyn: Putnam Aeronautical Books. Numer ISBN 0-85177-985-9.
- Katz, Hans (dr inż) (1940). Der Flugmotor. Bauteile i Baumuster. Luftfahrt Lehrbücherei Band 7 . Berlin: de Gruyter.
Zewnętrzne linki
- Wielowałowe silniki tłokowe przeciwstawne (francuski)
- opis i widok przekrojowy
- Królewskie Muzeum Sił Powietrznych – Jumo 205
- Film YouTube odrestaurowanego/działającego Jumo 205 Diesel na stanowisku testowym
- Strona Jumo 205 firmy OpposedPistonEngines.com
- Strona Jumo 207 firmy OpposedPistonEngines.com