Letecký motor Avia HS-12 Ydrs a ČKD-12 Ydrs

Moderátor: Hans S.

Odpovědět
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Letecký motor Avia HS-12 Ydrs a ČKD-12 Ydrs

Příspěvek od lkala »

Letecký motor Avia HS-12 Ydrs a ČKD-12 Ydrs
Dnešní příspěvek zaměříme na letecký motor, který velká většina čtenářů tohoto fóra zná. Letecký motor Avia HS-12 Ydrs, případně ČKD-12 Ydrs, tvořil nejdůležitější letecký motor našeho předválečného vojenského letectva. Jeho důležitost lze jen těžko přecenit, neboť byl klíčovým pro naše stíhací letectvo. Známá Avie B-534, rovněž často probírána na zdejším fóru, tvořila páteř našeho stíhacího letectva v krizovém roce 1938. Právě proto si pohonná jednotka tohoto letounu zaslouží naši pozornost.
Úvod
Článek začneme poněkud netradičně a to popisem a zejména rozborem dostupných informací. Uvědomuji si, že článek o tomto klíčovém motoru, publikovaný na českém diskusním fóru, bude muset čelit kvalitnímu a fundovanému rozboru. Ten je vždy pro kvalitu článku důležitý, proto ho jen uvítám. Pokládám ovšem za nutné zmínit se o možnostech a informacích, které jsem při jeho psaní měl k dispozici.

Příspěvek o tomto leteckém motoru postupně připravuji asi jeden rok. Velká část této doby byla vyplněna sháněním dostupných informací. Kupodivu jich není mnoho, což je s ohledem na důležitost tohoto motoru (v našich poměrech) podivuhodné. Zatímco o vlastní Avii B-534 bylo publikováno nesčetně knih, článků apod., její pohonné jednotce je ve srovnání s letounem, věnována minimální pozornost. Archivní zdroje jsem z časových důvodů musel vyloučit. Proto zbyly pouze dobové publikace a manuály, které bylo obtížné získat. Jednak jsou roztroušeny po knihovnách a soukromých rukou po celé republice a rovněž je jich poměrně málo. Nakonec se mi podařilo klíčové publikace získat a po jejich vyhodnocení jsem je seřadil z hlediska jejich relevantnosti takto:

1) Technický popis a návod k obsluze a udržování leteckého motoru ČKD-12 Ydrs-650 Ks, Českomoravská-Koleb-Daněk, Praha
1) Technický popis a návod k obsluze a udržování leteckého motoru „Avia 12 Ydrs“, Avia akciová společnost pro průmysl letecký, Letňany
2) Stručný návod k obsluze a udržování leteckého motoru „Avia 12 Ydrs“, Avia, Akciová společnost pro průmysl letecký, Letňany, p. Makovice, Letňany 1937
3) Stíhací letoun Avia B – 534 s motorem Avia 12 Ydrs – 650 k.s., Avia, Akciová společnost pro průmysl letecký, Letňany 1936
4) Letecká příručka díl 1, František Sekanina, Praha 1937
5) Hispano Suiza 12Y-31, M-103, M-105, Rakenneselostus, käyttö- ja huoltoohjeet , Helsinki, Tampere, 1943
6) Letadlové pístové motory, Maslennikov, Rapiport, Moskva 1951
7) Letecké motory, Leon Fismol, Přerov 1948
8) Der Flugmotor, Clemens Böhne, Berlin-Charlottenburg 2, 1943
8) Der Flugmotor, Hans Katz, Berlin, 1943
8) Werkstoffkunde im Flugzeug- und Motorenbau, Karl Liebig, Berlin, 1941

Ve většině těchto publikací lze o motoru Avia 12 Ydrs, případně ČKD 12 Ydrs, nalézt určité informace. Některé si ovšem protiřečí, proto jsem sestavil jejich pořadí dle priority. Bude tedy platit, že informace obsažená v publikaci vyšší priority bude považována za relevantnější.

Tolik úvodem k článku a nyní se pusťme do popisu samotného motoru.

Všeobecné údaje o leteckém motoru Avia 12 Ydrs, ČKD 12 Yrds



Letecký motor Avia 12 Ydrs a ČKD 12 Ydrs je licenční kopií francouzského leteckého motoru Hispano Suiza 12 Ydrs. Výrobcem francouzského originálu byla firma Société Francoise Hispano-Suiza, Bois Colombes a jeho oficiální název byl Hispano Suiza 12 Ydrs. Motor vznikl postupným vývojem 12-ti válcové řady leteckých motorů firmy Hispano Suiza. Přesné datum počátku licenční výroby v Československu nebylo ve zdrojích nalezeno. V každém případě tomu bylo před rokem 1933, kdy vzlétl první prototyp stíhacího letounu Avia B-534. V Československu byl tento motor vyráběn pod názvem Avia 12 Ydrs firmou Avia akciová společnost pro průmysl letecký Letňany a pod názvem ČKD-12 Ydrs – 650 ks firmou Českomoravská-Kolben-Daněk a.s., akciová společnost Praha. Oba motory byly po technické i provozní stránce zcela identické.

Poznámka:

V další části práce bude pro označení obou motorů používán název „Avia 12 Ydrs“. Pokud nebude výslovně uvedeno jinak, týká se informace v plném rozsahu obou motorů.

Konec poznámky.


Z předchozí kapitoly je tedy nutno znovu poznamenat jednu velmi důležitou poznámku. Motor Avia 12 Ydrs vznikl na přelomu 20-tých a 30-tých let a je tedy nutně poplatný době vzniku. To je třeba mít na zřetely, zejména při jeho porovnávání s dalšími leteckými motory. Konkrétně německé letecké motory DB-600, DB-601, Jumo-210, případně Jumo-211, jsou ve všech případech mladší. Je třeba si také uvědomit, že období 30-tých let bylo nejen dobou překotného vývoje letadel, ale i jejich pohonných jednotek. V tomto smyslu je tedy vhodnější motor Avia 12 Ydrs, porovnávat s motory jako např. BMW VI z konce 20-tých let, apod. Jistý přehled o těchto slovech získáme z následujících obrázků:


Obrázek

Obrázek

Obrázek


Na prvním obrázku je motor Jumo 211. Druhý obrázek představuje motor BMW VI a třetí motor Hispano Suiza 12 Ydrs. Porovnáním posledních dvou obrázků z předchozím je patrné, kterému motoru je Hispano Suiza 12 Ydrs podobný. Vizuální srovnání samozřejmě není dokonalé, ale skutečně motor Hispano Suiza 12 Ydrs patří spíše k motoru BMW VI, než Jumo 211.

V případě porovnávání stíhacího letounu Avia B-534 s jeho konkurenty, tedy zejména s Bf-109 je často zmiňováno, že Avia B-534 byla vůči německému konkurentovi z hlediska konstrukce letounu, zastaralá. Zhruba totéž je možno uvést i o pohonné jednotce těchto letounů. K podrobnostem se dostaneme dále.

Nyní již opusťme všeobecné informace a zaměřme se na popis motoru Avia 12Ydrs.

Popis si rozdělíme do jednotlivých konstrukčních celků, které probereme samostatně. V úvodu shrneme základní údaje o motoru.

Základní údaje o leteckém motoru Avia 12 Ydrs
Letecký motor Avia 12 Ydrs, je čtyřdobý, zážehový, kapalinou chlazený, vidlicový 12-ti válcový motor s úhlem rozevření válců 60 st. Válce jsou uspořádány ve dvou blocích po 6-ti. Motor je vybaven odstředivým kompresorem, umístěným na zadní části skříně motoru. Kompresor je jednostupňový, jednorychlostní, s pohonem od klikové hřídele motoru prostřednictvím ozubeného soukolí.

Veškeré další popisy budou orientovány ve smyslu normy ČSN AE 1,8, která byla platná v našem předválečném leteckém průmyslu. Vzhledem k tomu, že tyto normy nejsou čtenářům všeobecně známy, provedeme krátké seznámení.

Norma ČSN AE 1,8 upravuje orientaci při popisu polohy. Popisuje směry tím způsobem, že poloha vpravo nebo vlevo, byla vždy vztažena na pohled na zadní část motoru. Tedy v případě letounu s tažnou vrtulí znamená poloha vlevo situaci, kdy stojíme za motorem a dívám se přes motor na vrtuli. Ostatní polohy platí analogicky. Při popisu smyslu rotace hledí popisující pozorovatel na motor ze strany protilehlé místu odběru pracovního momentu. Stejný smysl platí i pro rotaci pomocných agregátů.

Při respektování této orientace je smysl rotace vrtulového hřídele motoru Avia 12 Ydrs levotočivý, rotace klikového hřídele je pravotočivá.

Základní údaje o motoru Avia 12 Ydrs

Základní údaje motoru Avia 12-Ydrs jsou shrnuty v následující bodech:


a) Všeobecné údaje

1) celkový zdvihový objem: 36,050 l
2) zdvihový objem jednoho válce: 3,004 l
3) vrtání válce: 150 mm
4) zdvih válce: 170 mm
5) poměr zdvih/vrtání: 1,133
6) kompresní poměr: 5,8:1
7) objem kompresního prostoru jednoho válce: 0,626 l
8) rozvod: OHC
9) počet ventilů na válec: 2 (výfukový chlazený sodíkem)
10) Celková délka motoru: 2002,6 mm
11) Celková šířka motoru: 764 mm
12) Celková výška motoru: 983,5 mm
13) hmotnost suchého motoru s veškerým příslušenstvím bez motorové hlavy: 460 kg
14) specifická hmotnost suchého motoru: 0,708 kg/k.s.
15) celková hmotnost motoru s vrtulovou hlavou: 478 kg


b) Výkon motoru

1) nominální přízemní výkon motoru: 650 ks.
2) nominální počet otáček motoru: 2400 ot./min
3) nominální počet otáček vrtule: 1600 ot./min
4) maximální krátkodobý výkon (do 2 minut): 750 ks. při 2400 ot./min
5) nominální výška: 3900 m
6) nominální výkon v nominální výšce: 750 ks. při 2400 ot./min
7) maximální výkon v nominální výšce (max. 30 minut): 850 ks. při 2400 ot./min
8) specifický výkon (nominální přízemní na litr objemu): 18,05 ks./l
9) kroutící moment na vrtulovém hřídeli (nominální přízemní): 292 kgm (2864 Nm)


c) Palivo

1) minimální oktanové číslo paliva: 82
2) předepsaná směs: Bi-Bo-Li – benzín 60, benzol 20, líh 20 (objemově), specifická hustota 0,760 až 0,770
3) alternativní palivo: benzín s maximálním přídavkem 0,8 cm3 tetraethylu olova na 1 litr, specifická hustota 0,720 až 0,730

Nyní se podrobněji zastavme u vybraných všeobecných údajů.


1) Výkon motoru

Často diskutované téma výkonu jednotlivých motorů si jistě zaslouží detailnější pozornost i u motoru Avia 12Ydrs. Dle informací výrobce jsou jednotlivé výkony motoru (tedy přízemní, trvalý výkon v nominální výšce a maximální výkon v nominální výšce) stanoveny na základně měření na tzv. vodní brzdě. Pro měření výškového výkonu byl motor opatřen podtlakovým kotlíkem. Úplná charakteristika průběhů výkonů a jednotlivé (příslušné) spotřeby je na následujícím obrázku:


Obrázek


K dostatečnému pochopení tohoto grafu musíme nejprve zmínit některé údaje (věci znalým se omlouvám).

Měření výkonu motorů nebylo v jednotlivých zemích zcela jednotné. Popíšeme způsob, jakým byl změřen výkon motoru Avia 12Ydrs, který je zachycený výše. Nejprve se budeme věnovat levé polovině grafu, tedy přízemní charakteristice.

Křivka, která je umístěna nejvýše, zachycuje výkon motoru na přízemní přípusť (plyn) v závislosti na změnách otáček motoru. Tato křivka dostatečně vystihuje výkon motoru v přízemní výšce bez škrcení. Pojem přízemní přípusť byl u našich předválečných leteckých motorů běžně používán. V některých případech se lze setkat také s názvem typový výkon, což je totéž. Jedná se o výkon motoru, který odpovídá nominálním otáčkám (2400 ot./min u motoru Avia 12Ydrs), vnějšímu barometrickému tlaku 760 mm Hg a teplotě 15 st. C. Z tohoto přízemního výkonu se následně výpočtem zjišťoval měrný (také specifický) výkon, tedy výkon vztažený na 1 litr zdvihového objemu motoru. Tento měrný výkon byl považován za nejlepší ukazatel kvality konkrétního motoru (a skutečně tomu tak je, má větší smysl než běžný údaj o maximálním výkonu motoru). Důležité na celém zjišťování přízemního výkonu je ovšem následující věta:

Ke změně otáček motoru při měření výkonu na přízemní přípusť docházelo změnou zatížení na brzdě (změnou brzdícího momentu), tedy nikoliv škrcením (změnou polohy škrtící klapky). Škrtící klapka byla vždy stejně otevřena. Toto je velmi důležitá poznámka.

Křivka zachycující přízemní výkon při škrcení motoru je rovněž na levé polovině grafu. Zachycuje situaci, kdy dochází při zatížení na brzdě, k současné změně polohy škrtící klapky motoru (škrcení). Tato křivka se někdy nazývala také křivka užitečného výkonu motoru. Její měření se prováděla zejména proto, že vhodně charakterizovala změnu spotřebovaného výkonu vrtule, v závislosti na změně otáček.

Nyní se zaměřme na pravou stranu grafu, která vystihuje výškový výkon motoru Avia 12 Ydrs. Pokusme se popsat způsob, jakým byl získán tento graf, který zachycuje změnu výkonu motoru v závislosti na nárůstu nadmořské výšky.

Průběh výkonu při nárůstu nadmořské výšky byl opět získán měřením na vodní brzdě. Sací potrubí před kompresorem bylo opatřeno tzv. podtlakovým kotlíkem. Tento kotlík není v podstatě nic jiného, než „ucpávka“, u které lze jemně regulovat přívod nasávaného vzduchu. Při vlastním měření se vycházelo z nominální přízemní výkonnosti motoru, která byla změřená na brzdě v předchozím případě. Povšimněte si také, že počátek křivky změny výkonu motoru v závislosti na nadmořské výšce, začíná na hodnotě 650 ks. Tento výkon je právě výše zmiňovaný výkon na přízemní přípusť při nominálních otáčkách. Poté následuje vlastní měření, které spočívalo v postupném omezování přítoku vzduchu v kotlíku. Tímto byl simulován nárůst nadmořské výšky. Tento způsob měření ovšem nemohl vystihnout všechny veličiny, které mají na výkon motoru ve vyšších výškách vliv. Typicky třeba protitlak na straně výfuku. Proto se měřil tlak v kotlíku, kterému odpovídal jistý tlak ve standardní atmosféře a tedy určitá nadmořská výška. Dle tabulky standardní atmosféry se následně zjistila teplota vzduchu a výkon v dané výšce se stanovil výpočtem. Tento výpočet obsahoval součin přízemní výkonnosti a tzv. „opravného součinitele k“, který obsahoval mimo jiné, právě tlak a teplotu v dané výšce. Tímto způsobem byl změřen výkon motoru Avia 12 Ydrs, který je zachycený na pravé straně předchozího grafu a nazván jako „výšková výkonnost na přízemní přípusť“. Čárkovaně vyznačená křivka zachycuje totéž, ovšem při použití zvýšeného přízemní výkonu, jako základu měření. Místo nominálního přízemního výkonu, tedy byl pro měření vzat maximální krátkodobý výkon (750 ks. při 2400 ot./min po dobu 2 minut).


2) Hmotnost motoru


Hmotnost motoru Avia 12 Ydrs je 460 kg. Tato hmotnost byla tzv. „suchá hmotnost“. Pojem „suchá hmotnost“ představuje hmotnost motoru dle normy ČSN AE 1,4 B, která byla pro letecké motory v předválečném Československu, obecně platná. „Suchý motor“ je motor bez jakýchkoliv náplní, ovšem se vším příslušenstvím, mimo vrtulové hlavy. Hmotnost vrtulové hlavy se uváděla odděleně od hmotnosti motoru.

Všeobecný popis motoru

Nyní se budeme zabývat všeobecným popisem motoru, ke kterému použijeme několik názorných celkových fotografií.

Začneme celkovými pohledy na motor z jednotlivých stran. Na další fotografii je pohled na motor Avia 12 Ydrs, z levé přední strany:


Obrázek


Na dalším obrázku je pohled na motor z pravé strany:


Obrázek


Pohled na motor ze zadní strany:


Obrázek


Na dalším obrázku je řez motorem v podélné rovině:


Obrázek


Řez v příčné rovině:


Obrázek


Nyní si pomocí těchto obrázků popišme základní části motoru. K tomuto účelu, naleznete na dalších dvou obrázcích upravené fotografie motoru, kde jsou vyznačeny jeho nejdůležitější části.


Obrázek


Pod písmenem A je vrtulová hlava v provedení pro dřevěné vrtule. Pod písmenem B je skříň, ve které je uložen reduktor. Písmeno C označuje motorovou skříň, která je u tohoto motoru vodorovně dělena v ose klikového hřídele. K detailnějšímu rozboru přistoupíme později. Pod písmenem E jsou karburátory, kterých je celkem 6 (vždy 3 na každé straně motoru). Písmeno F označuje sací potrubí. Ve starší literatuře je obvykle označováno jako výtlačné potrubí (ve smyslu výtlačného potrubí kompresoru). Tento výraz je technicky přesnější, ale v dnešní době bude vhodnější používat název sací potrubí, neboť pod tímto slovem si dnes každý představí totéž. Proto budeme výraz sací potrubí používat i nadále. Písmeno G označuje vodní čerpadlo, H představuje kompresor s příslušenstvím a písmeno CH zachycuje magneto (jedno ze dvou magnet). Pod písmenem I jsou svíčky motoru. Motor měl vždy 2 svíčky na jeden válec. Druhá svíčka byla z vnitřní strany bloku a zachycuje ji další obrázkem pod písmenem J.


Obrázek


Písmeno K označuje blok válců motoru. Blok je uchycen k motorové skříni C pomocí šroubů, které jsou označeny písmenem L.

Tímto jsme zhruba vyznačili jednotlivé hlavní části motoru Avia 12 Ydrs. Nyní budeme podrobněji diskutovat, nad každou částí motoru samostatně.

Pro další popis byl zvolen tento postup:

a) V první části provedeme popis a rozbor „mechanických“ součástí motoru, tedy skříně, klikového hřídele apod.
b) V druhé části prodiskutujeme otázky související s tvorbou směsi, zapalování, palivem, olejem apod. V tomto případě budeme při popisu postupovat ve směru toku vzduchu.

Mechanické součásti motoru

Při popisu budeme (zhruba) postupovat od vnějších částí motoru, směrem dovnitř. Začneme tedy motorovou skříní.

Motorová skříň motoru Avia 12 Ydrs

Motorová skříň byla složena ze dvou částí. Obě byly tvořeny odlitky ze slitiny Siluminu gama. Bližší podrobnosti o použité slitině naleznete zde:

http://www.palba.cz/viewtopic.php?t=3864

Na dalších obrázcích jsou fotografie obou polovin motorové skříně, které nám poslouží k jejímu popisu:


Obrázek

Obrázek


Na prvním obrázku je znázorněno dělení motorové skříně na dvě poloviny v ose klikového hřídele. Horní polovina je tvořena horní částí ložisek klikového hřídele a horní polovinou skříně s víkem reduktoru. Tato část byla vyráběna jako celek a tvoří nedělitelnou součást. Spodní část motorové skříně je tvořena spodní polovinou ložisek a spodní částí skříně, která je na dolním konci opatřena odnímatelným krytem (na obrázku není vidět). Na prvním obrázku je patrné uložení klikového hřídele v ložiskách. Zcela vpravo je pastorek soukolí reduktoru.

Nyní si opět znázorněme tyto fotografie s vyznačenými nejdůležitějšímu částmi:


Obrázek
Obrázek


Pod označení A je zachycena horní polovina kluzného ložiska klikového hřídele. Těchto ložisek bylo celkem 8. První a poslední ložisko bylo staženo dvojicí šroubů, označených písmenem B. Druhé ložisko (ve směru od reduktoru, tedy zprava) bylo staženo celkem čtyřmi šrouby, zbývající ložiska měla 6 šroubů. U ložiska 1, 2 a 8 (ve směru od reduktoru) byla matice šroubů mimo (pod) spodní částí motorové skříně. Šrouby tedy byly protaženy až pod spodní polovinu skříně motoru a byly dotahovány z vnější strany. Ostatní šrouby ložisek byly dotahovány přes spodní část skříně po demontování spodního víka. Z hlediska montáže a správné činnosti motoru bylo přesné a optimální dotažení těchto šroubů klíčové. Při montáži klikového hřídele do motorové skříně, se nejprve vkládaly obě poloviny ložisek. Poté následovala velmi důkladná kontrola čistoty ložné plochy těchto ložisek a následovalo bohaté zaolejování všech mazacích kanálků klikového hřídele a ložné plochy ložisek. Dokonalá čistota byla skutečně klíčová, neboť případné kovové (ale i jiné) nečistoty, by dokázaly ložisko velmi rychle zničit. Před dotažením matic se opakovaně kontrolovalo optimální dosednutí horní poloviny motorové skříně. Teprve po této kontrole následovalo úplné utažení matic. Poté následovala opětovná kontrola volného otáčení klikového hřídele. Samotný klikový hřídel bude popsán samostatně dále. Po kompletním spojení skříně následovala závěrečná kontrola uložení klikového hřídele, kdy byla opět sledována zejména čistota a dostatečné zaolejování ložisek.

Poznámka

Pro čtenáře znalé problematiky dodám ještě několik údajů. Hlavní sledovanou veličinou po smontování skříně byly samozřejmě vůle. V další tabulce jsem shrnul montážní vůle a přesahy hlavních ložisek klikového hřídele, jak byly doporučovány firmou Avia:

Obrázek

Firma v případě jejich dodržení garantovala hydrodynamické mazání pro všechny režimy chodu. Osobně se domnívám, že při studených startech to šlo dodržet opravdu pouze s předehřevem oleje.

Konec poznámky.



Na fotografii pod označením písmeno C, jsou zachyceny komory pro chlazení pánví ložisek. Motor Avia 12 Ydrs měl dvojité stěny nosičů ložisek. Mezi těmito stěnami byly komory, kterými proudil vzduch. Každá z komor byla spojena s atmosférou otvory, které byly vyústěny po stranách vrchní části motorové skříně. V místech těchto vyústění byly odnímatelné kryty, které byly opatřeny přírubami. Do komor tedy proudil čerstvý vzduch, který velmi pomáhal v chlazení pánví ložisek. Jednalo se v podstatě o pomocné, dodatečně vzduchové chlazení hlavních kluzných ložisek motoru.

Pod označením písmeno D je na fotografii zachycena příruba horní části motorové skříně, která byla po celé délce motoru, takže po složení skříně byla horní polovina širší, než spodní část. Tato příruba sloužila jako dosedací plocha pro lože motoru v letounu. Každá z přírub měla celkem 9 otvorů pro montážní šrouby, které měly různé průměry. Při popisu ve směru od vrtule byly první tři otvory o průměru 12 mm, pro šrouby o průměru 11 mm. Ostatní otvory měly průměr 10 mm pro šrouby o průměru 9 mm. Uchycení motoru probereme samostatně dále.

Pod označením písmeno E je plocha pro připevnění bloků válců. Ve střední části (na fotografii není vidět) je umístěn ventilek olejového nastřikovače pomocného mazání. Mezi jednotlivými válci je celkem 6 šroubových přípojek pro přívod oleje.

Pod označením písmeno F je uložení vrtulového hřídele. Tuto část probereme později samostatně společně s reduktorem.

Písmeno G označuje přírubu pro uchycení dynama. Vedle je pod označením písmeno H otočný větrák pro odvětrávání vnitřku motorové skříně.

Písmeno CH označuje výstup pro rozvodný kohout tlakového oleje. Tento kohout byl přizpůsoben pro přívod oleje stavěcího mechanismu kovových vrtulí soustavy Hamilton.

Tímto jsme probrali základní údaje o motorové skříni motoru Avia 12 Yrds. K některým částem se budeme v průběhu dalšího popisu ještě vracet.

Bloky válců motoru Avia 12 Ydrs

Přistupme nyní k popisu bloků motoru. Na dalším obrázku je pohled na pravý blok válců s krytem vačkového hřídele:


Obrázek


Blok válců si opět rozdělíme do jednotlivých částí, které probereme samostatně.


Obrázek


Blok motoru, byl jako celek, odlit ze slitiny Siluminu gama. V horní části je opatřen odnímatelným krytem vačkového hřídele, který je na blok připevněn šrouby. Válce jsou v bloku zašroubovány, jejich spodní část je označena písmenem B. Pod písmenem A je označen nálitek bloku. Tento nálitek slouží k upevnění bloku na motorovou skříň. Blok byl na skříni upevněn pomocí šroubů. Jejich kvalita a dostatečná únosnost byla pro správnou funkci motoru velmi důležitá, neboť byly značně namáhány, zejména tahem (to platí obecně pro všechny letecké motory z této doby). Písmenem C jsou označeny nálitky pro umístění karburátorů a výfukového potrubí. Písmeno D označuje otvory pro zapalovací svíčky (druhá svíčka je z vnitřní strany bloku).

Nyní se samostatně podívejme na válec motoru. Na dalším obrázku je fotografie válce, ve které jsou již rovnou vyznačeny důležité detaily:


Obrázek


Válec znázorněný na fotografii je kompletní, včetně ucpávek a těsnění. Pod písmenem A je označen horní ocelový těsnící kroužek, písmeno B označuje závit pro zašroubování válce do bloku. K tomuto závitu se ještě dostaneme dále. Písmeno C zachycuje výstužné žebro válce (na válci byly celkem 3). Písmeno D označuje dvojici pryžových těsnících kroužků na spodní části válce a písmeno E pryžové ucpávky spodního konce válce.
Válec, jako celek, byl ocelový. Jeho vnitřní plocha byla nitridována. Venkovní plocha v místech, kde přichází do styku s chladící kapalinou, byla kadmiována. Detaily o povrchové úpravy technologií kadmiováním naleznete na internetu.

Nyní si provedeme rozbor celkového uložení válce v bloku motoru. Na dalším obrázku je detailní řez blokem motoru Avia 12 Ydrs, který nám poslouží jako ilustrační pomůcka:


Obrázek


Písmeno A a B zachycuje svíčky. Otvory, ve kterých jsou zašroubovány, jsou na celkové fotografii bloku válců označeny písmenem D. Detaily zapalování probereme samostatně později. Písmeno C označuje šrouby, kterými je upevněn blok motoru na motorové skříni. V původní fotografii byly označeny A. Písmeno D zachycuje spodní část válců, tedy část, která byla viditelná na fotografii bloku a označena písmenem B. Pod označením písmeno E je kryt hlavy motoru, pod kterým je vačkový hřídel. Písmeno F zachycuje místo, kde je zašroubován závit (označený jako B na fotografii válce) do bloku motoru. Písmeno G označuje žebra válce (dříve označené jako C). Písmeno H označuje prostor, kde proudí chladící kapalina. K chlazení motoru se dostaneme ještě samostatně později.

Tímto popisem bychom ukončili část práce, týkajících se bloku motoru Avia 12 Ydrs. K této části motoru se ovšem později ještě budeme několikrát vracet.

Klikový hřídel motoru Avia 12 Ydrs

V této části článku se zaměříme na klikový hřídel motoru. Jeho fotografie je na dalším obrázku:


Obrázek


V obrázku jsou přímo vyznačeny důležité části hřídele.

Klikový hřídel byl vyroben z chromniklové oceli. Má 6 klikových čepů natočený pod úhlem 120 st. Uložen je v 8-mi ložiskách, jak již bylo uvedeno výše. Hlavní a klikové čepy jsou odlehčeny vrtáním a zároveň slouží pro přívod tlakového oleje. Mazání motoru zmíníme později. Na obrázku je pod písmenem A vyznačeno vrtání hřídele. Písmeno B označuje zadní konec klikového hřídele, kde je uložena pružná spojka. Přes tuto spojku bylo hnáno kuželové kolo, které zajišťuje pohon příslušenství. Pružná spojka byla zvolena proto, aby bylo umožněno délkové roztažení klikového hřídele. Písmeno C označuje přírubu pro připevnění pastorku reduktoru.

Reduktor motoru Avia 12 Ydrs

Nyní se zaměříme na popis reduktoru. Všeobecně lze uvést, že reduktor byl nesouosý, tvořený jednoduchým převodem čelními ozubenými koly. Jednalo se o velmi jednoduchý, nenáročný typ reduktoru. Celkový pohled je na dalším obrázku:


Obrázek


Provedeme nejprve všeobecný popis reduktoru. Označení písmeny v tomto případě nebudeme potřebovat. Začneme spodní částí obrázku, kde je zachycen přední konec klikového hřídele. Na přírubě, kterou jsme zmiňovali již v předchozí kapitole, je připevněn (šrouby) pastorek reduktoru. Hřídel v horní části obrázku je vrtulová hřídel, na které je uloženo větší kolo ozubeného soukolí reduktoru. Toto kolo je na přírubě vrtulového hřídele rovněž připevněno šrouby. Z obou stran tohoto kola jsou valivá ložiska. Vlastní vrtulová hřídel je uložena ve dvou kluzných ložiskách, které popíšeme níže. Převod reduktoru je 3:2.

Nyní si spojme řez reduktorem motoru s tímto obrázkem. Tento postup nám umožní názorné vysvětlení jednotlivých dílů.


Obrázek


Příslušné součásti na řezu a obrázku jsou spojeny šipkou. Popis začneme od nejdůležitější části reduktoru, kterou kupodivu není ozubené kolo. Nejdůležitější část je dvojice kuličkových ložisek po stranách kola. Jejich účel je totiž jednoznačně velice důležitý. Člověk orientující se ve strojírenství, to pozná na první pohled, ale vzhledem k tomu, že článek nečtou vždy strojaři, popišme je blíže. Tyto kuličková ložiska jsou axiální, tedy určena pro přenášení tahových sil na vrtulovém hřídeli. V tomto jsou specifická, neboť tato ložiska jsou jediná součást vrtulového hřídele, která je schopna přenést tahové síly od vrtule letounu. Jejich dostatečná únosnost a kvalita, je pro správný provoz celého motoru velmi důležitá, jedná se o jednu z klíčových součástek motoru. Podobné ložisko naleznete na většině pístových leteckých motorů (nechci uvádět přímo na všech motorech, neboť si nejsem jistý, ale velmi pravděpodobně tomu tak bude).

Nyní se zaměřme na hnané kolo na vrtulovém hřídeli. Jeho upevnění pomocí příruby je zřejmé z obrázku, proto ho nebudeme blíže rozebírat. Samotné soukolí reduktoru je s čelním ozubením, bez zvláštních markant. Vzdálenost os kol reduktoru je 240 mm. Zaměřme se nyní na zajímavý ozubený věnec, který je přinýtovaný k přední části tohoto kola. Pozorně se podívejme na horní obrázek, na kterém je ozubené kolo na vrtulové hřídeli. Na přední části tohoto kola je další „malé“ ozubení. Toto je ozubený věnec, který je na hlavní kolo přinýtován. Nyní se podívejme na řez reduktorem. Ozubený věnec (v řezu na pravé straně kola), je na horní části řezu reduktorem v záběru s kolem dynama, které je tímto věncem poháněno. Dynamo motoru probereme samostatně v části o pomocných pohonech, ale způsob jeho pohonu si zapamatujme.

Tímto jsme probrali základní části reduktoru motoru Avia 12 Ydrs.

Vrtulová hlava pro dřevěnou vrtuli motoru Avia 12 Ydrs



Motor Avia 12 Ydrs používal pro dřevěnou vrtuli vrtulovou hlavu dle ČSN AE 5.10-315. Tvar a rozměry hlavy tedy nebyl závislý na vůli výrobce, ale byl přesně upraven státní normou. Norma ČSN AE 5.10 byla schválena v květnu 1935 Českou normalizační společností. Upravovala hlavní rozměry vrtulových hlav pro dřevěné vrtule, používané v našem předválečném letectvu. Norma je na dalším obrázku:


Obrázek


Nyní se podívejme na další fotografii vrtulové hlavy, na které si přiblížíme normované rozměry:


Obrázek


Jak již bylo uvedeno výše, motor Avia 12 Ydrs měl vrtulovou hlavu dle ČSN AE 5.10-315. Číslo 315 udává vnější průměr v milimetrech, na předchozím obrázku označen jako A. Když se podíváme zpět do tabulky pod nákresem, tak průměr 315 mm, je jako druhý zespodu. Průměr je zde označen D. V tomto řádku tabulky poté naleznete všechny hlavní rozměry. Jejich význam je patrný z výkresu nad tabulkou. V normě 5.10 je rovněž odkaz na navazující normu ČSN AE 5.2 a ČSN AE 5.11. Norma ČSN AE 5.2 upravovala rozměry konců vrtulových hřídelů a norma ČSN AE 5.11 upravovala stavěcí kolíky.

Poznámka:

V článku se záměrně věnuji pouze dřevěným vrtulím. V případě vrtulových hřídelů pro kovové vrtule se ve zdrojích objevily značné rozpory, které se mi nepodařilo vyřešit. Proto jsem tuto část vynechal – viz. otázky na konci práce.

Konec poznámky.


Na dalším obrázku je detail středu dřevěné vrtule letounu Avia B 534. Tuto vrtuli je možno shlédnout v Technickém muzeum v Brně.


Obrázek

Ojnice motoru Avia 12 Ydrs

Ojniční systém motoru Avia 12 Ydrs, se skládal z hlavní a vedlejší ojnice. Nákres je na dalším obrázku:


Obrázek


Ojnice motoru jsou vyrobeny z chromniklové oceli. Táhlo hlavní ojnice (na obrázku vlevo) je profilu I. Její spodní část přechází do dvojice ojničních ok. První je určeno pro uložení na klikové hřídeli, druhé pro uložení pomocní ojnice (vpravo). Oko hlavní ojnice je vyztuženo čtyřmi žebry. Obě jeho poloviny jsou spojeny dvojicí kuželových kolíků, které jsou zalisovány. Oko hlavní ojnice je opatřeno ložiskem, které je tvořeno ocelovou pánví vylitou kompozicí. Pánev je dvoudílná. Horní oko hlavní ojnice je mazáno olejem, který je přiváděn duralovou trubkou, uloženou v profilu ojnice. Trubka je k ojnici připojena mosaznými třmínky. Vedlejší ojnice má průřez mezikruží a obě oka jsou opatřeny zalisovanými bronzovými pouzdry, které jsou pojištěny kolíkem. Velmi důležitou součástí je podpěrný kolík spodního čepu pomocné ojnice. Na obrázku je zakreslen jako výstupek na hlavní ojnici, uprostřed délky čepu vedlejší ojnice. Tento kolík byl skutečně velmi důležitý, neboť umožnil podepřít čep pomocné ojnice. Tímto značně snižoval průhyb čepu a zároveň umožnil jeho dobré mazání, neboť byl opatřen mazacím otvorem pro přívod oleje.

O ojničního systému motoru Avia 12 Ydrs, se ještě ktátce zastavme. Obecně se tento způsob řešení hlavní a vedlejší ojnice vidlicového motoru, nazýval jako „systém vedlejších ojnic“. V dnešní době je to anachronizmus, který se již nepoužívá. Druhou variantou řešení ojničního systému vidlicových motorů, byl tzv. „systém osových ojnic“. Systém osových ojnic se můžeme ilustrovat na další obrázku, na kterém je ojniční systém motoru DB 600:


Obrázek


Jak je patrné, u „systému osových ojnic“ jsou jak hlavní (rozvidlená), tak i vedlejší ojnice, připojeny přímo na čep klikového hřídele. Vedlejší ojnice je připojena mezi rozvidlenou hlavní ojnici.

Systém vedlejších ojnic je skutečně možno označit za zastaralý již v 30-tých letech. Je nevýhodný z různých hledisek a to i přesto, že byl v některých případech používán až do konce druhé světové války. Je známkou jisté zastaralosti motoru Avia 12 Ydrs (na konec 30-tých let) a určitě by limitoval další případný vývoj tohoto motoru. Zároveň více než cokoliv jiné ukazuje na dobu vzniku motoru Hispano Suiza 12 Ydrs, tedy do 20-tých let. V této době byl tento způsob ojničního systému používán často, příkladem může být např. motor BMW VI, jehož ojnice jsou na dalším obrázku:


Obrázek


Povšimněte si také použití válečkových ložisek hlavního ojničního čepu. V průběhu 30-tých let došlo k opuštění tohoto způsobu řešení a přechodu na systém ilustrovaný u motoru DB 600.

Nejlepším příkladem tohoto vývoje je ovšem samotný motor Hispano Suiza 12 Ydrs a jeho další verze Hispano Suiza 12 Y-31. Ojniční systém této verze motoru, je na dalším obrázku:


Obrázek


Poznámka:

Mezi verzí Hispano Suiza 12 Ydrs a Hispano Suiza 12 Y-31 byla ještě jedna verze (21), ale o této nemám podrobnější informace. Verze 12 Y-31 je známa zejména z letounu Morane Saulnier MS.406, klíčové stíhačky francouzského letectva v roce 1940.

Konec poznámky.



Při pohledu na předchozí obrázek je patrné, že konstruktéři si byli vědomi nedostatků motoru Hispano Suiza 12 Ydrs, v ojničním systému. Proto ho přepracovali do podoby osových ojnic.

Poznámka:

Pro čtenáře znalejší problematiky můžeme stručně uvést hlavní výhody a nevýhody systému pomocných ojnic. Důvodem pro existenci systému s pomocnými ojnicemi, byly zejména konstrukční problémy a problémy s pevností hlavy ojnice, při použití osových ojnic. Při použití pomocných ojnic bylo možno dosáhnout větší celkové tuhosti hlavy ojnice a tedy nižších deformací. Zároveň byla konstrukce hlavy ojnice jednoduší. To jsou ovšem jediné výhody tohoto systému. Proti nim stojí problémy s kinematikou pomocných ojnic. Hlavní rozdíl mezi systémem pomocných ojnic a systémem osových ojnic je totiž v tom, že systém osových ojnic je tří-kloubový mechanismu, kdežto systém pomocných ojnic je čtyř-kloubových mechanismus. Rozdíly jsou dobře patrné na dalším obrázku:

Obrázek Obrázek


Na náčrtu vlevo je ojniční systém s pomocnou ojnicí, tedy stejný, jaký měl motor Avia 12 Ydrs. Vpravo je ojniční systém s osovými ojnicemi, tedy např. motor DB 600.

Hlavní rozdíl mezi oběma systémy spočívá v tom, že v případě systému s pomocnými ojnicemi nepřijde píst motoru do horní úvratě v okamžiku, kdy je klika hřídele (bod A na obrázku) natočena o úhel, odpovídající úhlu rozevření válců. Dobře patrné je to z předchozího obrázku, kde náčrt je pořízen právě v tomto okamžiku. Píst se dostává do horní úvrati až později, při dalším otáčení kliky. Úhlové pootočení kliky za ideální polohu není příliš velké, přesto způsobovalo drobné rozdíly ve zdvihu jednotlivých řad válců těchto motorů. Tyto rozdíly by sami o sobě nebyly velkým problémem, kdyby přímo neovlivňovali kompresní poměry jednotlivých řad válců. Zde bylo nutno volit kompromis, který bylo možno nalézt různými způsoby. V Sovětském svazu, kde byly motory se systémy vedlejších ojnic používány po celou válku (některé odvozené od Hispano Suiza 12), byly ponechány rozdíly ve zdvizích pístu hlavní a vedlejší ojnice a tedy i rozdílné zrychlení pístů. Tímto postupem byly sníženy nevýhody v oblasti dynamiky (silové ovlivňování hlavní ojnice ze strany vedlejší). Maslennikov a Rapiport uvádí příklad motoru AM-38, který měl rozdíl ve zdvizích pístů celkem 6,77 mm a rozdíly ve zrychlení 10 až 15 %.

Podobné otázky bylo nutno řešit i u ojničních systémů hvězdicových motorů. Co jsme uvedli výše, je pouze nástin do této kapitoly. Pro zájemce o tuto problematiku doporučuji zejména starší sovětské knihy o leteckých motorech, kde byla postupům návrhů těchto ojniční systémů věnována velká pozornost. Je ovšem nutno uvést, že kromě sovětských motorů nebyl tento systém ostatními výrobci v období druhé světové války, u vidlicových motorů, příliš používán.

Konec poznámky.


Písty motoru Avia 12 Ydrs

Písty motoru Avia 12 Ydrs, byly lisovány ze slitiny hliníku. Přesnou použitou slitinu se bohužel nepodařilo dohledat. Píst motoru je na dalším obrázku:


Obrázek


Každý píst byl opatřen čtyřmi kroužky. Tři byly těsnící a jeden stírací. Všechny byly umístěny nad pístním čepem. Samotný pístní čep (zobrazený na obrázku ojnic), je volně otočný jak v náboji pístu, tak i ojniční hlavě. Axiální posuv je omezen dvojicí hliníkových čepiček, které jsou zalisovány do obou konců čepu.

Ventily motoru Avia 12 Ydrs



Motor Avia 12 Ydrs byl opatřen dvěma ventily. Rozvod byl systému OHC, tedy s vačkovou hřídelí v každé hlavě. Sací i výfukový ventil byl vyroben z austenitické oceli. Ventil motoru je na dalším obrázku:


Obrázek


Nyní se dostáváme k jednomu zajímavému problému. V dokumentaci k motoru je doslova uvedeno:

„Ventily jsou zhotoveny zvláštním výrobním postupem, takže jsou uvnitř duté a naplněny asi do poloviny obsahu své dutiny kovovým sodíkem“.

O ventilech plněných sodíkem se hovoří vždy v množném čísle. Není tedy zřejmé, zda autoři myslí oba ventily (sací i výfukový), nebo všechny výfukové ventily. Fakt, že výfukové ventily byly plněny sodíkem není nic neobvyklého, byl to v tehdejší době běžný postup. Otázkou jsou ovšem sací ventily, neboť v tomto případě by byl motor velmi specifický. Jisté je, že motor Avia 12 Ydrs měl duté oba ventily, teda jak sací, tak i výfukový. Je to dobře patrné z dalšího obrázku:


Obrázek


To samozřejmě neznamená, že byly oba plněny sodíkem. Pravděpodobně byl plněn pouze výfukový ventil (jak uvádí anglická Wikipedie u hesla Hispano Suiza 12Y), ale z dokumentace k motoru to prostě nevyplývá. Nechme tedy otázku plnění ventilů sodíkem u motoru Avia 12 Ydrs, otevřenou.

Každý ventil motoru byl opatřen dvojicí ventilových pružin. Tyto pružiny byly navrženy tak, že v případě potřeby stačila pouze jediná na plnohodnotnou funkci ventilu. Horní část pružiny dosedla na misku, která je na dříku ventilu zajištěna drážkováním (viz. obrázek ventilu výše). Na horním obvodu misky je drobné ozubení, které je v záběru se stejným ozubením, vytvořeným na obvodě nárazníku. Tím bylo zajištěno stálá poloha misky.

Ventilový nárazník je zašroubován do dříku ventilu. Seřizování vůle mezi nárazníkem a vačkou je prováděno pomocí změny polohy nárazníku, vůči misce ventilových pružin. K tomuto bylo používáno speciální nářadí, které společně zabíralo do drážek nárazníku i misky. Počet zubů na ozubení je právě 100 a stoupání závitu nárazníku je 1 mm, vůle mezi vačkou a nárazníkem tedy bylo možno měnit po 0,01 mm (přestavení o jeden zub).

Sedla ventilů jsou opatřena stelitováním. Vodítka ventilů byla ze šedé litiny, zalisována do nálitků v horních částech bloku válců. Výfukové ventily měli vodítka opatřeny trojicí mazacích otvorů.
Vačkový hřídel motoru Avia 12 Ydrs

Vačkový hřídel motoru Avia 12 Ydrs je na dalším obrázku:


Obrázek


Jak je z obrázku patrno, vačkový hřídel motoru se skládal ze dvou částí. Každá z vaček působí přímo na ventilové nárazníky. Vačkový hřídel motoru je uložen ve čtyřech ložiskách. Ložiska byla v horní přírubě zajištěna šrouby a kolíky s kroužky. Kuželové hnací kolo, které je na obrázku zcela vpravo, je na hřídeli zajištěno dvojicí Woodruffových klínů.
Obě poloviny hřídele jsou spojeny kotoučovou spojkou. V dutině vačkových hřídelů je duralová trubka, jejímž účelem je rozvedení mazacího oleje k vačkám, ložiskům a hnacímu kolu.

Pohon vačkového hřídele byl zajištěn hřídelem, který je v záběru s výše uvedeným kuželovým kolem. Uložení tohoto hřídele je na dalším obrázku:


Obrázek


Hnací hřídel rozvodu je rovněž dvojdílný. Vzájemné spojení obou částí bylo zajištěno zubovou spojkou. Tato spojka byla použita zejména proto, že tímto způsobem je zajištěna možnost bezpečného rozdílného tepelného roztahování obou polovin hřídele. Vlastní hřídele jsou chráněny trubkou, která je v horní části pevně spojena s blokem motoru. Spodní část je opatřena patkou, které je pomocí šroubů přichycena na motorovou skříň.
Tvorba směsi, zapalování, chlazení a mazání motoru

V druhé části práce se zaměříme na tvorbu směsi, zapalování, chlazení a mazání motoru Avia 12 Ydrs. Motor je vybaven kompresorem před karburátorem. Karburátorů je celkem šest a jsou umístěny na boku bloku válců. Každý karburátor slouží vždy pro dva válce. Celkový pohled naleznete na úvodních obrázcích v celkovém popisu motoru. Nyní se zaměřme na jednotlivé součásti samostatně:

Kompresor

Kompresor motoru je odstředivý, jednorychlostí s pohonem od klikového hřídele pomocí soukolí. Základní charakteristiky naleznete ve všeobecné části této práce.

Celkový pohled na kompresor motoru Avia 12 Ydrs, s veškerým příslušenstvím, je na dalším obrázku:


Obrázek


Popis opět provedeme dle vyznačených hlavních částí. Na obrázku je pod ozn. A zachyceno vstupní potrubí do kompresoru. Vstup byl řešen obvyklým způsobem, tedy kolmo na oběžné kolo. Písmeno B označuje konec difusoru, tedy místo výstupu stlačeného vzduchu z kompresoru. Difusor byl spirálovitý. Písmeno C označuje víko kompresoru, pod kterým je uloženo oběžné kolo. Písmenem D je označen automatický vzduchový regulátor. K tomuto regulátoru se detailněji dostaneme později. Písmeno E označuje šroubovou přípojku pro odvod paliva, zachyceného v kompresoru.

Jednotlivé součásti si detailněji rozebereme dle dalšího obrázku:


Obrázek


Na obrázku je přední část kompresoru s rozkreslenými součástkami. Písmeno A označuje sací potrubí. Písmeno B zachycuje regulační klapku. Tato klapka je ovládána pomocí regulátoru. Tento není na obrázku označen a probereme ho samostatně níže. Písmeno C označuje přední část oběžného kola.

Na následujícím obrázku je druhá část kompresoru:


Obrázek


Písmeno C označuje opět oběžné kolo kompresoru. Pod označením D je difusor a těleso kompresoru. Písmeno E označuje hřídel oběžného kola a její uložení.

Nyní si podrobněji projděme některé z částí tohoto kompresoru.

Na prvním obrázku si povšimněme zejména umístění škrtící klapky. Tato je dvoudílná a je umístěna před „kolenem“ sacího potrubí, tedy jinými slovy „před kompresorem“. Její otevření bylo ovládáno vzduchovým regulátorem. Na první části si rovněž povšimněte šroubu s podložkou, kterým bylo zajištěno oběžné kolo na hřídeli. Nyní se věnujme druhému obrázku. Zde je nejzajímavější uložení hřídele. Zejména si povšimněte kuličkového ložiska a způsobu, jakým bylo zajištěno na hřídeli. Toto ložisko bylo jednou z nejnamáhavějších součástek motoru a jeho kvalita byla velmi důležitá. Z hlediska trvanlivosti bylo rovněž velmi důležité uspořádání hnacího soukolí. U motoru Avia 12 Yrds bylo toto soukolí řešeno „klasicky“, tedy pomocí předlohové hřídele. Tyto hřídele byly dvě, každá opatřena dvojicí ozubených kol. Konec obou hřídelů a převod na hnané kolo hřídele oběžného kola, je na dalším obrázku:


Obrázek


Jak je z obrázku patrné, obě hnací kola (větší z trojice kol) byla opatřena odstředivými spojkami. Tyto spojky byly použity zejména proto, aby eliminovali rázy při náhlých změnách otáček motoru. Před popisem samotných spojek u motoru Avia 12 Ydrs, si nejprve krátce popišme princip činnosti odstředivé spojky.

Na dalším obrázku je řez typickou odstředivou spojkou, který nám poslouží jako ilustrační příklad.


Obrázek


V ozubeném kole jsou umístěna odstředivá závaží. Tyto jsou unášena rotací hřídele. Vlivem nárůstu odstředivé síly při stoupajících otáčkách hřídele, jsou závaží vytlačována na obvod bubnu spojky. Při vyšších otáčkách vzniká na třecí ploše spojky tření, které způsobuje unášení ozubeného kola ve směru rotace. Hnací moment těchto spojek tedy roste s nárůstem otáček hřídele.

Na stejném principu fungovala třecí spojka i u pohonu kompresoru motoru Avia 12 Ydrs. Při pohledu na obrázek pohonu kompresoru tedy můžeme uvést, že písmenem a) jsou označeny kotouče spojek. Tyto byly pevně upevněny na hřídeli (drážkováním). Písmeno b) označuje bronzový prsten a písmeno d) odstředivá závaží spojky. Princip činnosti je zcela shodný s ilustračním příkladem na obrázku výše.

Celkově byl převod z klikového hřídele, na hřídel kompresoru „do rychla“. První soukolí mělo převodový poměr 50/14 a druhé 59/21. Celkový počet otáček oběžného kola, při nominálních otáčkách motoru, tedy byl:

2400x(50/14)x(59/21) = 24 080 ot./min (zaokrouhleno)

Poslední důležitou součástí je regulátor plnícího tlaku. Jak je uvedeno výše, byl umístěn na tělese kompresoru. Schéma jeho zapojení je na dalším obrázku:


Obrázek


Popis jednotlivých částí naleznete v levé horní části a detaily jednotlivých součástek na obrázcích výše. Nyní se věnujme principu jeho činnosti.

Bez bližšího vysvětlování uveďme, že úkolem regulátoru bylo při nárůstu výšky letu, udržovat konstantní plnící tlak za kompresorem. To bylo samozřejmě možno splnit pouze do nominální výšky motoru (3900 m). Tato regulace probíhala pomocí škrtící klapky, jejíž poloha byla závislá pouze na nadmořské výšce letu, nikoliv na požadavku pilota. Pilot ovládal škrtící klapku umístěnou v karburátorech (k této se dostaneme níže), ale nikoliv tuto škrtící klapku. První obrázek zachycuje situaci, kdy letoun letí v nízké výšce (při zemi). Regulátor v tomto případě uzavírá škrtící klapku, jak je patrné z tohoto obrázku. Při nárůstu výšky letu dochází k jejímu postupnému otevírání, což ilustruje druhý obrázek. Při klesání je stav opačný. Při letu v nominální výšce (3900 m) a kdekoliv výše, je škrtící klapka zcela otevřena.

Princip činnosti regulátoru byl jednoduchý. Při nárůstu nadmořské výšky se vlivem klesajícího tlaku za kompresorem, roztahuje měchový bubínek regulátoru (označení A). V případě, kdy není za kompresorem dosaženo tlaku 880 mm Hg, dojde k roztahování bubínku. Tento při roztahování tlačí na pístek označený C. V případě, kdy pístek otevře drážku pro přívod oleje k pístu označeném F, vnikne tlakový olej za tento píst a přes hřeben pootevře škrtící klapku. Následně dojde ke zvýšení tlaku za kompresorem a tedy smrštění bubínku. V důsledku toho je pístek C vysunut vzhůru, uzavře přívod oleje a nastane neměnný stav. Škrtící klapka tedy zůstane v nové poloze. Na stejném principu (ale opačně) fungoval regulátor i při klesání.

Poznámka:

V popisu používám název škrtící klapka. Vhodnější název by samozřejmě byl regulační klapka, ale domnívám se, že pro naše účely bude vhodnější držet se tohoto názvu. Pod tímto pojmem si totiž každý vybavíme to stejné.

Konec poznámky.


Tímto popisem ukončíme část týkající-se kompresoru motoru Avia 12 Ydrs.

Sací potrubí

Za kompresorem postupuje stlačený vzduch sacím potrubím ke karburátorům. Celkový pohled na toto potrubí je na dalším obrázku:


Obrázek


Jednotlivé důležité body potrubí jsou označeny písmeny. Proveďme nyní jejich popis:

a) Místa označená jako A představují přípojky pro odvod paliva, které se dostalo před karburátor, do sacího potrubí. V těchto místech se připojovaly trubky pro zpětný odvod tohoto paliva. Trubky na potrubí měly průměr 4/2.
b) Místo označené B představuje přípojku pro vzduchový manometr v kabině letounu. Trubka pro připojení měla průměr 6/4.
c) Místa označená C a D představuje přípojky k vyrovnávacím potrubím palivových čerpadel (bod C, průměr trubky 8/6) a palivovému manometru (bod D, průměr 8/6).

Sací potrubí, jako celek, se skládalo (každá polovina) ze čtyř trubek, spojených pryžovými spojkami a objímkami. Trubky přímo napojené na karburátor byly zajištěny odnímatelnými pásy. Výrobce motoru umožňoval nahrazení trubky mezi posledním z řady karburátorů a kompresorem, za síťovanou trubku, upravenou pro zachycení zpětného zášlehu.

Karburátor motoru Avia 12 Ydrs

Motor byl opatřen celkem 6-ti karburátory Hispano-Solex 56 S 2. Každý z karburátorů zásoboval směsí dva válce. Byly umístěny na bloku z vnější strany motoru, vždy po třech na každé straně. Na blok byl každý z karburátorů připevněn 4-mi šrouby.

Na dalším obrázku je celkový pohled na trojici karburátorů (pravého bloku motoru):


Obrázek


Nejprve se budeme věnovat celkovému popisu karburátorů, na kterém se pokusíme vysvětlit způsob, jakým pilot letounu ovládal jejich pákoví. K tomuto účelu je zařazen další obrázek, který nám umožní provést tento popis:


Obrázek


Na obrázku je celková sestava trojice karburátorů pravého bloku motoru, se zakreslením vzduchového potrubí a ovládacího pákoví. Při popisu ze spodní části obrázku je dole zakresleno sací potrubí. Směrem vzhůru vstupuje vzduch do karburátorů. Prvním vodorovným táhlem nad sacím potrubím, pilot letounu ovládal výškový korektor (regulátor) karburátorů. Jeho podrobnější vysvětlení provedeme níže. Horním vodorovným táhlem byla ovládána škrtící klapka každého z karburátorů. Toto táhlo bylo vpravo zakončenou pákou, přes kterou bylo ovládání vyvedeno do pilotní kabiny letounu.

Popis činnosti vlastního karburátoru si provedeme na řezu, který je na dalším obrázku:


Obrázek


V popisu se budeme držet označení čísly. Řez si rozdělíme do dvou polovin.

Na pravé straně karburátoru je umístěna plováková komora s válcovým plovákem. Tato komora je uzavřena víčkem (označeno 4). Nad komorou je soustava kanálů pro pomalý chod motoru a regulační šroub (číslo 27 a 29). Ve středu karburátoru je hlavní tryska. Nad ní je škrtící klapka motoru. Prostor, do kterého ústí hlavní tryska, se nazývá difusor. V tomto místě je při otevření škrtící klapky motoru podtlak. Pravou stranu představuje výškový korektor, který se skládá ze soustavy kanálů.

Při běžném provozu je škrtící klapka motoru otevřena. Proudící vzduch způsobuje podtlak v difusoru, v jehož důsledku dochází k vytryskování směsi z trysky. Palivo je do trysky přiváděno kanály vyvrtanými v těle karburátoru (na obrázku nezachyceny). Ve spodní části trysky jsou další otvory pro přívod vzduchu, který následně v rozprašovací trubičce vytváří směs. Další odpaření paliva probíhá v difusoru a za ním. Činnost hlavní trysky lépe pochopíme na dalším obrázku.


Obrázek


Na řezu hlavní trysky je pod označením č. 15 trubka pro přívod paliva. Číslo 19 označuje nosič trysky, č. 18 vlastní trysku. Číslo 17 představuje trubici trysky a č. 22 trubičku pro pomalý chod motoru.

Činnost tohoto karburátor je možno rozdělit zhruba do tří režimů:

1) Normální chod motoru

Normálním chodem je označeno běžné použití motoru v patřičných otáčkách. V tomto případě je škrtící klapka otevřena a v prostoru difusoru existuje výrazný podtlak. V tomto případě vzniká směs tím způsobem, že palivo je přiváděno trubkou 15 do hlavní trysky. Vzduch procházející karburátorem vniká otvory vyvrtanými na spodní část trysky dovnitř, a směs je tedy vytvářena v trysce. Následně vystupuje do difusoru a dále do válce, kdy po cestě (v difusoru a potrubí), dochází k jemnému rozprášení.

2) Pomalý chod

Pomalý chod motoru je případ, kdy je škrtící klapka výrazně, nebo zcela uzavřena. V tomto případě výrazně klesá podtlak v difusoru a v důsledku tohoto je nutno směs vytvářet odlišným způsobem. K popisu tohoto chodu se musíme vrátit zpět k řezu karburátorem. Klíčovým prvek je v tomto případě šroub pro pomalý chod, označený písmenem 29. Ten je umístěn nad škrtící klapkou a tedy je v něm požadovaný podtlak. V tomto případě postupuje palivo soustavou vrtání a trysek, vytvořených v karburátoru (na obrázku nezachyceno) až k tomto šroubu, kde vytryskuje. Směs je následně vytvářena v sacím potrubí za karburátorem.

3) Přechodové stavy

Přechodové stavy obecně byly u karburátorů (většiny motorů) problematické. Karburátor Hispano-Solex 56 S 2 řešil stavy prudkého otevření škrtící klapky, zkombinováním výše uvedených chodů. Žádné jiné speciální způsoby neměl.

Samostatně probereme výškový korektor karburátoru. Jedná se o zařízené, jehož úkolem bylo zabránit nadměrnému obohacení směsi nad nominální výškou motoru. Nejprve si velmi krátce vysvětleme důvody existencí těchto korektorů:

Stoupá-li nadmořská výška, ve které pracuje motor, snižuje se hustota nasávaného vzduchu. U motorů s kompresorem (což je i náš případ), nemá nejprve toto snížení hustoty žádná vliv. Kompresor totiž udržuje konstantní přetlak a to až do nominální výšky motoru. K tomuto účelu slouží výše zmiňovaná škrtící klapka (viz. část o kompresoru), která postupným otevírám v závislosti na nadmořské výšce, udržuje přetlak na konstantní úrovni. V případě, že se letoun dostane do vyšší nadmořské výšky, než je nominální výška motoru (tedy výška, kde kompresor již není schopen udržet přetlak), klesá množství vzduchu. V případě, že bychom do tohoto menšího množství vzduchu i nadále dodávali stejné množství paliva, jako pod nominální výškou, nutně obohacujeme směs (tedy zvyšujeme poměr paliva vůči vzduchu). Nezbývá tedy, než zkonstruovat zařízení, které nad nominální výškou bude snižovat množství paliva, které je rozprašováno. Právě k tomuto účelu byly u leteckých motorů konstruovány tzv. výškové korektory.

U karburátoru Hispano-Solex 56 S 2 docházelo ke snižování množství rozprašovaného paliva, pomocí snižování podtlaku v plovákové komoře. Pokud se podíváme zpět na řez karburátorem, součásti výškového korektoru jsou zde zakresleny čárkovaně. Skládal se ze dvojice vrtání pro vzduch, které ústili do plovákové komory (číslo 32) a do difusoru (číslo 36). Korektor dále obsahoval clonu (číslo 34), která spojovala obě vrtání. Podle okamžité polohy této clony docházelo k převodu podtlaku v difusoru, do plovákové komory, kde následně snižuje množství přiváděného paliva.

Tímto popisem ukončíme část, týkající se karburátoru Hispano-Solex 56 S 2. Další nezbytnou součástí palivového systému, bylo čerpadlo. Motor Avia 12 Ydrs byl vybaven dvojicí palivových čerpadel typu AM. Tyto čerpadla byla rotační, se samočinnou regulací. Byla umístěna na spodní části motoru, vedle čerpadla chladící kapaliny (viz. níže). Popis čerpadla provedeme na následujícím obrázku, kde je zachyceno v řezu:


Obrázek


Čerpadlo nebudeme popisovat zcela dopodrobna, zaměříme se pouze na nejdůležitější části. Čerpadlo se v podstatě skládá ze dvou částí. První představuje samotné čerpadlo, druhou ústrojí pro samočinnou regulaci. Při popisu začneme čerpadlem.

Nejdůležitější součásti čerpadla představují skříň ozn. č. 1, hřídel ozn. č. 2, dutina ozn, č. 5 a křídélka ozn. č. 3 a 4. Činnost čerpadla nastává při rotaci hřídele s křidélky. Rotuje-li tedy hřídel 2 (hnaný), mění se objemy čerpacích prostorů označených č. 5a a 5b. Tyto změny lépe uvidíme na dalším obrázku:


Obrázek


Jak je z tohoto obrázku patrné, hřídel č. 2 má excentrickou polohu a svou rotací mění objemy těchto prostorů. Při rotaci ve směru šipky tedy vzrůstá objem prostoru 5b a naopak klesá objem prostoru 5a. V kanálech 35 a 36 tedy nasává podtlak, případně přetlak (při tomto smyslu rotace 35 podtlak a 36 přetlak), a tím dochází k čerpaní paliva. Toto je v krátkosti celý princip rotačního čerpadla AM. Ostatní součásti čerpadla jsou různé pomocná systémy, těsnění apod. Pro naše účely nám výše uvedený popis stačí. Nyní se v krátkosti podívejme na samočinnou regulaci.

Hlavními součástmi systému samočinné regulace tlaku paliva byl uzávěr č. 49 a pružina č. 55. Systém fungoval tím způsobem, že v případě, kdy došlo k zaškrcení odtoku z čerpadla, došlo k nárůstu tlaku ve výtlačném prostoru. Tento tlak se projevil v otvoru č. 66, který je dobře patrný na dalším obrázku:


Obrázek


V tomto důsledku došlo ke zmenšení objemu měchové pístu (vlnovka uprostřed řezu na prvním obrázku) a pomocí táhla č. 48 došlo k odtažení uzávěru č. 49. Tím došlo k přímému spojení mezi výtlakem a saním čerpadla a následně poklesu dodávaného množství paliva. Tolik v krátkosti k systému samočinné regulace.

Závěrem k čerpadlu AM ještě několik poznámek. Čerpadlo umožňovalo ruční čerpání před spuštěním motoru (k zaplavení plovákových komor karburátoru). To bylo umožněno pomocí páky ozn. č. 68 (na prvním obrázku). Dále čerpadlo umožňovalo vypnutí přívodu paliva a to jak jednoho z čerpadel (pro kontrolu správnosti chodu), tak i obou čerpadel (pro zastavení motoru). Motor Avia 12 Ydrs byl zastavován právě vypnutím obou palivových čerpadel a následným doběhem motoru na palivo z karburátorů a palivového potrubí.

Schéma palivového systému u motoru Avia 12 Ydrs, na příkladu letounu Avia B-534, je na dalším obrázku:


Obrázek


Nádrže letounu jsem na zdejší fóru již probírali samostatně, jejich popis naleznete zde:

http://www.palba.cz/viewtopic.php?t=3501

K rozvodu paliva se používaly hadice Superflexit s kovovým pletivem. Vypouštění paliva z nádrže bylo provedeno výpustí (celkem třemi) na spodní části hlavní nádrže letounu. Povšimněte si rovněž vyvedení odpadu, o kterém jsem hovořili v části týkající se sacího potrubí za kompresorem.

Tímto bychom ukončili palivové potrubí motoru Avia 12 Ydrs.
Naposledy upravil(a) lkala dne 28/3/2010, 18:07, celkem upraveno 1 x.
Obrázek
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

Zapalování motoru Avia 12 Ydrs
Zapalování motoru Avia 12 Ydrs je řešeno standardním způsobem dané doby, tedy magnety a zapalovacími svíčkami. Motor je opatřen dvojicí magnet Scintilla, typ LV12-D-4 a zapalovacími svíčkami Jiskra, typ 273. Každý válec motoru je opatřen dvojicí svíček. Při popisu zapalovací soustavy začneme magnety.

Magneta Scintilla LV12-D-4 jsou pravotočivá. Převod na magneta je 1:1,5, každé magneto tedy má při nominálních otáčkách motoru, 3600 ot./min. Magneta jsou opatřena automatickou regulací bodu zážehu, který je možno měnit v rozsahu 31 st. 50 minut před horní úvratí (při otáčkách motoru nad 1000 ot./min), případně do 11 st. 50 minut před horní úvratí (při otáčkách motoru do 400 ot./min). Magneta byla opatřena stíněním. Pořadí zapalování bylo 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9.

Magneta byla na motoru umístěna v zadní části nad kompresorem. Pohon byl řešen převodem od klikového hřídele motoru, v místech pohonu pomocných příslušenství. Na dalším obrázku je řez motorem se zvýrazněním pohonu obou magnet:


Obrázek


Jak je z obrázku patrné, magneta byla uchycena ve dvou objímkách za bloky válců. Směrování magnet bylo šikmo vzhůru a přesná poloha byla zajištěna šrouby. Pohon zajišťovalo kolo s kuželovým ozubením. Mezi magneta a hnací kola, byla zařazena pružná spojka, jejímž úkolem bylo chránit magneta proti rázům.

Řez samotným magnetem Scintilla LV12-D-4 je na dalším obrázku:


Obrázek


Magneto motoru, jako celek, musíme z popisu motoru Avia 12 Ydrs vynechat, neboť mimo obrázek výše, se k němu nepodařilo zjistit žádné další informace. Zaměřme se tedy přímo na zapalování. Jak již bylo uvedeno výše, pořadí zapalování motoru bylo 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9. Toto pořadí odpovídalo válcům, číslovaným dle následujícího obrázku:


Obrázek


Průběh zapalování tedy postupoval od prvního válce levého bloku (viz. normu ČSN AE 1,8 uvedenou výše), přes poslední válec pravého bloku, atd. Při nominálních otáčkách motoru, docházelo během 1 sekundy, k celkem 20 zážehům v každém z válců (na každé ze svíček).

Každé magneto motoru zajišťuje zapalování u 12-ti svíček. Levé magneto se obvykle zapojovalo na svíčky umístěné na vnějších stranách bloku válců, pravé magneto na vnitřní strany bloků. Toto ovšem zapojení ovšem nemuselo platit vždy, z hlediska provozu motoru je to jedno. Každé z magnet bylo vybaveno přípojkou pro spouštěcí magneto. Samotné spouštěcí magneto se samozřejmě připojovalo pouze jedno, obvykle na pravé magneto.

Na dalším obrázku je časování rozvodu motoru Avia 12 Ydrs:


Obrázek


Obrázek doplníme tabulkou časování rozvodu:


Obrázek


Z obrázku je tedy patrné, že překřížený ventilů motoru činilo 30 st. Jinak je časování běžné, jako u jiných podobných motorů. Předstihl zážehu byl regulován automaticky. Jeho minimální hodnota činila 11 st. 50 min. při 600 ot./min. (magneta, tedy 400 ot./min u motoru). Maximální hodnota byla 31 st. 50 min. (viz. obrázek), které bylo možno dosáhnout již při 1500 ot./min (magneta, tedy 1000 ot./min. u motoru). V tomto rozsahu se tedy předstih pohyboval.

Chlazení motoru Avia 12 Ydrs

Část této práce, týkající se chlební motoru, rozdělíme do dvou polovin. V první se budeme zabývat „vnitřním“ oběhem, tedy průchodem chladící kapaliny motorem. V druhé části se zaměříme na „vnější část, kterou si ilustrujeme na příkladu zapojení u letounu Avia B-534.

Vnitřní část oběhu

Oběh chladící kapaliny motorem, byl zajištěn čerpadlem se dvěma výtokovými hrdly. Samotné čerpadlo bylo odstředivé, poháněné svislým hřídelem od klikového hřídele motoru. Výkonnost čerpadla při nominálních otáčkách motoru (2400 ot./min.) byla 460 (+-) 20 litrů za minutu. Sestavení čerpadla chladící kapaliny je na dalším obrázku:


Obrázek


Popis čerpadla provedeme dle jednotlivých označených částí. Pod označením písmeno A je zachyceno oběžné kolo čerpadla. To je tvořeno odlitkem ze slitiny hliníku, ze speciální úpravou proti korozi. Použitou slitinu se bohužel nepodařilo dohledat. Toto oběžné kolo je přinýtováno k přírubě hřídele, označeného písm. B. Písmeno C označuje vlastní těleso čerpadla (horní a spodní polovinu). Na levé straně spodní poloviny je výpustný kohout, který je označen písmenem D. Vzhledem k tomu, že čerpadlo je v motorové části z celého chladícího okruhu nejníže, sloužil tento kohout rovněž k celkovému vypuštění chladící kapaliny z motoru.

Chladící okruh v motoru byl řešen následujícím způsobem:

Chladící kapalina z čerpadla je vytlačována do trubek, které jsou v zadní, horní části bloků motoru. Zde vstupuje k ventilům posledního z válců, kolem nichž proudí směrem dolů. Zároveň postupuje blokem směrem dopředu. Protéká kolem válců motoru a ve spodní části vystupuje do vnějšího okruhu. Místo vstupu chladící kapaliny do motoru, je na dalším obrázku:


Obrázek


Kapalina vstupuje do bloku trubkami, ve směru šipek. V následujícím přehledu, jsou základní údaje o chladícím okruhu motoru a optimálních teplotách.

Základní údaje o chladícím okruhu motoru Avia 12 Ydrs:

1) Obsah chladícího prostoru motoru…………………………………30 litrů
2) Optimální teplota chladící kapaliny na výstupu
a) voda……………………………………………………………70-80 st. C
b) ethylenglykol…………………………………………………..90-95 st. C
3) Maximální teplota chladící kapaliny na výstupu
a) voda…………………………………………………………….95 st. C
b) ethylenglykol…………………………………………………...120 st. C

Vnější část oběhu

Jak již bylo uvedeno výše, vnější část okruhu si ilustrujeme na příkladu letounu Avia B-534. Celkové schéma vnějšího chladícího okruhu, je na dalším obrázku:


Obrázek


Kapalina z motoru vystupuje trubkou přes vodní nádrž do chladiče. Přes chladič protéká zpět do sání čerpadla. Vodní nádrž měl objem 10 litrů a byla vyrobena z mosazi. Dolní částí nádrže procházela trubka, která byla rozvětvená do dvou hrdel. Do této nádrže dále ústilo odvětrání chladiče. Na horní části nádrže je přetlakový a podtlakový ventil a vedle něho nalévací hrdlo. Toto hrdlo mělo normované rozměry a obsahovalo sítko. Od přetlakového a podtlakového ventilu je vyveden přepad, který je tvořen trubkou, která vede pod trup letounu. Nádrž je upevněna mezi bloky motoru ocelovými pásy na dvojici nosníků. Chladič byl vyroben ze6-ti hraných trubek. Jeho hloubka byla 400 mm a na nosníku trupu byl připevněn patkami a ocelovými pásy. V sacím potrubí, mezi chladičem a čerpadlem, byl zařazen čistič vody, jehož řez naleznete na obrázku výše. Teplota chladící kapaliny se měřila na výstupu z motoru (viz. výše), šroubení pro umístění teploměru je zakresleno na schématu. Celkový objem vody v instalaci (tedy „vnější“ i „vnitřní“ chladící okruh), byl 73 litrů.

Mazání motoru Avia 12 Ydrs

Při posuzování mazacího okruhu motoru Avia 12 Ydrs máme jednu malou nevýhodu. Bohužel se ve zdrojích nepodařilo dohledat kompletní schéma mazacího okruhu. To nám situaci mírně komplikuje, ale pokusíme se to obejít a znázornit si mazání motoru pomocí řezu motorem v podélné rovině.

Začněme obecným popisem. Motor Avia 12 Ydrs má tlakové, oběhové mazání. Potřebný oběh je zajištěn čerpadly. Motor má celkem tři čerpadla, kdy jedno je tlakové a dvě sací.

Tlakové čerpadlo

Tlakové čerpadlo (někdy se lze setkat také s názvem hlavní čerpadlo), je umístěno ve spodní části motoru, nad čerpadlech chladící kapaliny. Přes filtr nasává olej z olejové nádrže motoru, který následně vytlačuje do hlavního tlakového potrubí. Z tohoto potrubí vedou odbočky k jednotlivým mazaným skupinám. Řez tímto čerpadlem s vyznačením tlakové části (červeně) je na dalším obrázku:


Obrázek


Způsob činnosti čerpadla je z obrázku zřejmý. Zastavme se ovšem u regulátoru tlaku. Jedná se o součást umístěnou na obrázku vlevo, vedle čerpadla. Úkolem tohoto regulátoru bylo zajistit v tlakovém olejovém oběhu stálý (neměnný) tlak. Pracoval na principu přepouštění nadbytečného oleje zpět. Přebytečný olej tedy proudil kruhovou drážkou (ve směru šipky), kolem spodní části čerpadla, zpět před čerpadlo.

Vnitřní část olejového okruhu motoru Avia 12 Ydrs

Nyní se podívejme, jakým způsobem byla řešena vnitřní (tedy motorová) mazací soustava. Na dalším obrázku je řez motorem, na které jsou vyznačeny některé části okruhu:


Obrázek


Tlakové čerpadlo je označené písmenem A. Vytlačuje olej vlevo ve směru šipky, do hlavního tlakového potrubí motoru. Tímto potrubím postupuje olej vlevo a v jednotlivých odbočkách také ke kluzným ložiskům klikového hřídele. Pomocí tenké šipky směrem vzhůru je vyznačena odbočka. Poté olej prostupuje vnitřní částí klikového hřídele a ve směru kolmé šipky je vytlačován k pístnímu čepu. Na levém konci klikového hřídele je vyznačena odbočka k reduktoru (šikmá šipka vlevo). Vnitřní stěna válce je mazána rozstřikem.
Podobných cest by bylo samozřejmě na motoru možno nalézt více, ale pro ilustraci toto postačuje. Olej se následně samospádem dostává do spodní části klikové skříně motoru. Zde je dvojice odsávacích čerpadel, které v místech označených šipkami, odsávají olej z motoru do vnějšího olejového okruhu. Mazání pomocných pohonů bylo řešeno odbočkou ze zadní části hlavního tlakového systému. Specificky bylo řešeno mazání rozvodu, tedy vačky a hřídele pohonu. Přívod tlakového oleje do těchto částí motoru, bylo řešeno trubkou, připevněnou na vnější části bloku. Tyto trubky odbočovaly od druhého ložiska klikového hřídele a byly připevněny na předních čelech bloků. Vačkové hřídele jsou uvnitř opatřeny rozvodovými trubkami, kterými byl olej tlačen přes mazací otvory na vačku, ložiska i hnací kuželové soukolí.

Vnější část olejového okruhu motoru Avia 12 Ydrs



Vnější část olejového okruhu motoru, si opět ilustrujeme na příkladu letounu Avia B-534. Celkové schéma je na další obrázku:


Obrázek


Olej z motoru byl vytlačován trubkou (horní trubka – viz. šipky) do chladiče. Na spodní části chladiče byl vypouštěcí ventil a na horní části přetlakový ventil. Z chladiče olej postupoval do nádrže. V této bylo umístěno odvzdušnění, předehřev oleje, vypouštěcí ventil a hrdlo. Z nádrže byl olej vysáván tlakovým čerpadlem přes filtr, zpět do motoru.
Olejová nádrž letounu Avia B-534 měla objem 38 litrů, ale běžně se plnila na 27 až 26 litrů. Byla vyrobena ze slitiny hořčíku (elektronu). Filtr v nádrži byl vyjímatelný před hrdlo. Předehřev oleje tvořil elektrický ohřívač značky ČKD, který měl výkon 500 W. Přípojka na tento předehřev byla vyvedena na spodní části letounu, za vodním chladičem. V letounu byla nádrž jako celek, upevněna pomocí ocelových pásů. Olejové vedení bylo tvořeno ocelovými trubkami. Odvzdušnění bylo vyvedeno do motoru. Tlakoměr oleje byl zn. Frič. Teplota oleje byla měřena na výstupu z motoru (viz. obrázek), ale přesný použitý teploměr se nepodařilo dohledat. Chladič oleje byl vyroben z mosazných profilových trubek a byl umístěn před chladičem kapaliny.
Pomocné pohony motoru Avia 12 Ydrs

V této části práce se zaměříme na pomocné pohony a další příslušenství motoru. Text rozdělíme do kapitol, dle jednotlivých skupin.

Startování motoru

Motor Avia 12 Ydrs byl startován pomocí tlakového vzduchu z láhve. K tomuto účelu byl opatřen pneumatickým rozdělovačem Viet, který byl umístěn na horní části motorové skříně. Jeho pohon je řešen kuželovým soukolím od pohonu magnet. Umístění rozdělovače je na dalším obrázku:


Obrázek


Obrázek výše odpovídá zapojení na letounu Avia B-534. Jak je z obrázku patrné, rozvod rozdělovače, je nedílně spojen s nastřikovaní pumpou paliva. Proto si oba systémy probere společně. Vzhledem k tomu, že ne každý čtenář článku je obeznámen ze způsobem spouštění motoru pomocí tlakového vzduchu, provedeme nejprve krátký popis. Věci znalí čtenáři nechť následující řádky přeskočí.

Stlačený vzduch pro startování motoru byl přiváděn přes pojišťovací ventil z vnější tlakové láhve. Na letounu Avia B-534 byl přívod vzduchu umístěn na pravé dolní straně trupu, za sedákem pilota. Pojišťovací ventil byl na tlak 25 kg/cm2. Nastřikování paliva pomocí ruční pumpy bylo ovládáno z kabiny letounu. Postup při spouštění motoru byl následující:

a) Otevření pojistného kohoutu palivové instalace.
b) Zaplavení palivové instalace.
c) Mírné pootevření plynové páky.
d) Pomocí ručního pohonu palivového čerpadla načerpat dostatečné množství paliva.
e) Zapnout pomocné mazání motoru.
f) Otevření ventilu spouštěcí láhve. Motor se následně začne pomalu protáčet tlakovým vzduchem.
g) Nastřikování dostatečného množství paliva pomocí nastřikovací pumpy. Současně bylo protáčeno spouštěcí magneto.
h) Motor nastartoval.

Po nastartování motoru následovala (respektive měla následovat) motorové zkouška. V rámci této zkoušky bylo (mimo jiné) doporučeno, aby motor běžel asi 5 minut po startu na malé otáčky. Při velkých mrazech bylo výrobcem motoru doporučováno, aby byl po určité době chodu, motor na krátkou dobu vypnout a poté opětovně nastartovat. Toto bylo doporučováno z tohoto důvodu, že docházelo k velkým rozdílům teplot na jednotlivých částech motoru a s tím souvisejícím problémům. Toto nebylo nutno dodržovat při použití předehřevu oleje. Následovalo postupné zahřívání motoru, které výrobce doporučoval provádět vždy zvýšením o 100 ot./min a následnou krátkou výdrží na těchto otáčkách. S letounem nesmělo být odstartováno v případě, když chod motoru nebyl zcela plynulý, tlak oleje nebyl alespoň 2,5 at. a teplota vstupního oleje byla nižší než 30 st. C.

Tolik v krátkosti ke startování motoru Avia 12 Ydrs. Nyní se zaměřme na popis rozdělovače Viet. Schéma a zapojení u motoru Avia 12 Ydrs, je na dalším obrázku:


Obrázek


Stlačený vzduch je k rozdělovači přiváděn trubkou, která má průměr 8/6 mm. Rozdělovač následně rozděluje přívod vzduchu k tomu válci, který je v kompresním zdvihu. Trubky k jednotlivým válcům motoru mají průměr 6/4 mm. Z obrázku je činnost rozdělovače patrná.

Poznámka:

Přesný způsob a umístění rozdělovače pravděpodobně nebylo zcela jednotné. Je možno nalézt údaje o tom, že byl umístěn na horní části motorové skříně, ale také údaje o tom, že byl na horní části pravého bloku válců. Zde srovnejte s následující kapitolou.

Konec poznámky.


Pohon synchronizace kulometů a otáčkoměru

Pohon synchronizace kulometů a otáčkoměru byl u motoru Avia 12 Ydrs odvozen od vačkových hřídelů motoru. Místa připojení jsou patrná z dalšího obrázku:


Obrázek


Obě příruby na připojení synchronizátoru a otáčkoměru byly záměnné. Pohon synchronizátoru je volen tak, aby představoval polovinu otáček vrtulového hřídele. Počet otáček pro pohon otáčkoměru, je polovina otáček klikového hřídele.

V tomto bodě bohužel musíme část týkající se otáčkoměru a synchronizace kulometů ukončit, neboť ze zdrojů se nepodařilo dohledat bližší podrobnosti. Uvedeme zde ovšem jednu zajímavou citaci:

„Motory montované v letounech se čtyřmi synchronizovanými kulomety mají oba kryt bloků opatřeny pohony pro přímé připojení synchronizační hlavice „Samek“. V tomto případě je pak otáčkoměr na palubní desce poháněn pohonem otáčkoměru synchronizační hlavice, konajícím při nominálních otáčkách motoru 800 ot./min. Otáčkoměr ukazuje pak při nominálních otáčkách motoru nominální otáčky vrtulového hřídele, t.j. 1600 ot./min., které jsou v tomto případě pro pilota východiskem při posuzování správné činnosti motoru, stejně jako u výše popsaného pohonu otáčkoměru údaj 2400 ot./min.“

Rozbor této věty bych rád ponechal na některém znalci letounu Avia B-534 vyšších generací, tedy III. a IV. (možná i II.), které měli čtyři synchronizované kulomety. Mě osobně z toho vyplývá, že otáčkoměry v kabině těchto letounů, by měli při nominálních otáčkách motoru ukazovat 1600 ot./min. Možná se ale mýlím.

Pohon dynama

Pohonu dynama motoru Avia 12 Ydrs, jsme se již dotkly při popisu reduktoru. Dynamo motoru je umístěna na reduktoru a jeho pohyb je odvozen od ozubeného věnce (viz. výše). Mezi hnaným kolem a samotným dynamem je třecí spojka, která sloužila jako pojistka proti poškození dynama prudkou změnou otáček vrtulového hřídele. Celkový převod v pohonu je zvolen tak, aby při nominálních otáčkách motoru mělo dynamo 5600 ot./min. Náčrt uložení dynama je na dalším obrázku:


Obrázek


Zadní část dynama byla podepřena stavěcím suportem a samotné dynamo bylo upevněno pásem. Toto upevnění bylo doporučováno často kontrolovat, neboť se vlivem otřesů mohlo uvolnit. Způsob upevnění dynama ovšem nebyl jednotný a výrobce připouštěl i pohon ohebným hřídelem.
Obsluha a udržování motoru Avia 12 Ydrs

Závěrem práce probereme obsluhu a udržování motoru. Budeme vždy vycházet z údajů doporučených výrobcem motoru. V praxi se samozřejmě můžou tyto údaje lišit a toto by musel doplnit někdo z pamětníků. V případě, že se někdo takový najde, bude vítán.

Z hlediska udržování a obsluhy motoru byly výrobcem motoru nařízeny tyto časové úseky:

1) Každých 10 hodin provozu motoru následuje vyčistění svíček a kontrola všech matic v motoru.
2) Každých 25 hodin provozu následuje vymytí a vyčištění palivového filtru a filtru oleje. Dále je nutno vypustit olej, očistit kontakty rozdělovače magnet a zkontrolovat kontakty. Oté je nutno provést přezkoušení svíček a jejich kabelů.
3) Každých 50 hodin provozu je nutno provést veškeré úkony jako v případě 25 hodin provozu. Dále je nutno přezkoušet všechny matice a šrouby a všechny jistí prvky na motoru. Poté je nutno zkontrolovat pryžové spojky, přezkoušet kompresi válců, zkontrolovat vůle rozvodu, sejmout spodní víko motorové skříně a zkontrolovat síto čističe. Dále je nutno vyčistit magneta a vymýt plovákové komory karburátorů.
4) Každých 100 hodin provozu bylo nutno provést kompletní prohlídku motoru. Ta spočívala v sejmutí obou bloků, vyjmutí a zabroušení ventilů, kontrola ventilových pružin, kontrola pístních kroužků a pístních čepů, kontrola rozvodu, vodního čerpadla, olejového čerpadla, olejového regulátoru, reduktoru (zejména případné vůle) a všech matic, spojek, třmenů a objímek.


Konzervační postupy při delším ukládání motoru ve skladišti upravoval technický výnos č. 14 s názvem „Konzervování uložených leteckých motorů“. Tento výnos bohužel nemáme k dispozici (přesto, že se ho již delší dobu pokouším dohledat). V případě, že ho má některý z čtenářů, byl by velmi vítán. To nám nicméně nebrání podívat se na některá specifika, které stanovil výrobce motoru.

Firma Avia (ČKD) speciálně upravila postup při konzervaci motoru Avia 12 Ydrs, který byl používán s palivem, ve kterém bylo obsažen tetraethyl olova. Postup byl určen pro odstavení motoru na více než týden. V tomto případě bylo bezpodmínečně nutno dodržet tyto postupy:

1) Posledních 20 minut provozu musí být zajištěno, aby motor pracoval s palivem neobsahujícím tetraethyl olova.
2) Ještě před zchladnutím motoru musí být vypuštěn olej. Poté musí byt důkladně vymyty všechny filtry.
3) Po demontáži motoru z letounu je nutno ucpat všechny olejová, palivová a vodí potrubí.
4) Namazat konzervačním olejem ventily, ventilová vodítka, výfukové nátrubky a sběrače a svíčky.
5) Ventilové dříky a vodítka je nutno zvlášť pečlivě očistit a namazat.

Dále bylo výrobcem motoru upraveno používá zcela nového motoru, případně motoru po generální opravě. Firma Avia (ČKD) v případě prvního použití nového motoru doporučovala, aby prvních 10 až 15 hodin jeho provozu, byl velmi pečlivě zahříván. Dále nebylo doporučováno náhlé zastavení motoru. Místo toho bylo nutno postupně snižovat otáčky, obdobně jako při zahřívání. Prvních 10 až 15 hodin také nebylo doporučováno provozovat motor na maximální výkon a nemělo docházet k prudkému otevírání, případně uzavírání škrtící klapky. Mimo tyto požadavky bylo důrazně doporučováno, aby v prvních hodinách chodu nového motoru, obsluha přidávala na 100 litrů paliva, asi 1,5 litrů motorového oleje. Vše samozřejmě z tohoto důvodu, že zkušenosti jednoznačně prokázaly, že prvních 10 hodin provozu každého leteckého motoru, bylo klíčové pro jeho následující spolehlivost.

Závěr

Závěrem této práce by bylo vhodné zmínit otázky, na které se nepodařilo nalézt odpovědi. Rozdělme si je do jednotlivých bodů:

1) Otázky kovové vrtule. Nepodařilo se dohledat tvar vrtulového hřídele, při použité kovové vrtule. Dále se (i přes pomoc ostatních z palby.cz, kterým tímto děkuji) nepodařilo uspokojivě vyřešit otázku, zda naše předválečné letectvo používalo stavitelné vrtule systému Hamilton Standard. Jak je zřejmé z kapitoly o motorové skříni, byl motor Avia 12 Ydrs připraven pro použití této vrtule.

2) Nepodařilo se uspokojivě odpovědět na otázku magnet. To je dáno zdroji, neboť k magnetům Scintilla LV12-D-4 se podařilo dohledat pouze jeden řez, bez bližších podrobností. Na tomto řezu si jejich popis netroufám vysvětlit, i když princip činnosti obecně samozřejmě bude stejný, jako v jiných případech. Obecně k magnetům starých leteckých motorů, se špatně shánějí informace. S tímto souvisí také startovací magneto motoru Avia 12 Ydrs, u kterého není zcela zřejmá ani použitá značka. Některé údaje uvádí, že bylo použito startovací magneto vlastní konstrukce firma Avia, jiné zdroje konstrukce firmy Bosch. Možná zde nebyla jednotnost a používala se různá startovací magneta.

3) Otázka produkce a zejména data zakoupení licence motoru. Pokud někdo víte, kdy byla uzavřena smlouva o licenční výrobě motoru Avia 12 Ydrs, přispějte laskavě do fóra.

4) Uložení motoru jsem vynechal, neboť toho je samozřejmě závislé na typu letounu. Obecně je ale připevnění motoru na lože, v práci uvedeno (část o motorové skříni).

5) Synchronizace kulometů a pohon otáčkoměru. Nepodařilo se dohledat žádné další informace k synchronizační hlavici „Samek“.


Děkuji za pozornost.


Použité zdroje



1) Technický popis a návod k obsluze a udržování leteckého motoru ČKD-12 Ydrs-650 Ks, Českomoravská-Koleb-Daněk, Praha
2) Technický popis a návod k obsluze a udržování leteckého motoru „Avia 12 Ydrs“, Avia akciová společnost pro průmysl letecký, Letňany
3) Stručný návod k obsluze a udržování leteckého motoru „Avia 12 Ydrs“, Avia, Akciová společnost pro průmysl letecký, Letňany, p. Makovice, Letňany 1937
4) Stíhací letoun Avia B – 534 s motorem Avia 12 Ydrs – 650 k.s., Avia, Akciová společnost pro průmysl letecký, Letňany 1936
5) Letecká příručka díl 2, František Sekanina, Praha 1937
6) Hispano Suiza 12Y-31, M-103, M-105, Rakenneselostus, käyttö- ja huoltoohjeet , Helsinki, Tampere, 1943
7) Letadlové pístové motory, Maslennikov, Rapiport, Moskva 1951
8) Letecké motory, Leon Fismol, Přerov 1948
9) Der Flugmotor, Clemens Böhne, Berlin-Charlottenburg 2, 1943
10) Der Flugmotor, Hans Katz, Berlin, 1943
11) Werkstoffkunde im Flugzeug- und Motorenbau, Karl Liebig, Berlin, 1941
12) http://www.palba.cz
13) Internet
Obrázek
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

Rezervováno
Obrázek
Uživatelský avatar
kopapaka
6. Podplukovník
6. Podplukovník
Příspěvky: 3837
Registrován: 26/1/2008, 20:47
Bydliště: kósek od Prostějova

Příspěvek od kopapaka »

:shock:
To je nádhera...
A to sem myslím ještě pořádně nic nepochopil ...
Ale co mě zaujalo snad nejvíc je " složitost " všech instalací.
Právě těch šest karburátorů je uváděno jako důvod velké citlivosti motorového prostoru Avie B-534.
Ale když vidím, jak je to tam všechno " naplácané " ( a to jaksi bude i na jiných motorech ), už mi ta citlivost nepřijde až tak katastrofální oproti jiným motorům. Ještě s přihlédnutím k tomu automatickému hasicímu systému...
ObrázekObrázek Obrázek
"Válka je Mír, Svoboda je Otroctví a Nevědomost je Síla!"
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

Těch 6 karburátorů sice zvyšuje komlikovanost motoru, ale na druhou stranu přináší také výhody. U velkých leteckých motorů s jedním karburátorem (před kompresorem) se často stávalo, že do každého z válců přicházela směs jiné kvality. Prostě v některých válcích bývala bohatší, v jiných chudší a to v závislosti na umístění válce vůči karburátoru. Například tohle u motoru Avia 12 Ydrs odpadalo. Já bych řekl, že motor byl tak středně složitý. Neměl nějaké sofistikované (na tehdejší dobu) způsoby regulace, ale zase to nebyl žádný kafemlejnek. Horší je možná to, že je zde složitější rozvod paliva, což by mohlo k případném boji působit negativně - ve smyslu větší zranitelnosti. Prostě je zde více hadic s velmi hořlavou kapalinou.

Pokud nebudete něčemu rozumět, klidně se ptejte, od toho zde toto fórum je.
Obrázek
Uživatelský avatar
knezdub
nadporučík
nadporučík
Příspěvky: 830
Registrován: 13/10/2009, 19:54
Bydliště: Blatnička

Příspěvek od knezdub »

Nádherný článek. 4lověk jen žasne, jak to naši předci zvládali i bez všech těch (zbytečných) počítačů a podobných motorků. Je vidět, že se tehdy ještě pracovalo hlavou.
Nějak mi nepasují ty převodové poměry pohonu magnet. Nemělo by se magneto otáčet polovičními otáčkami klikové hřídele?
Dá se zjistit pevnost šroubů spolujících jednotlivé části klikové skříně a bloku váců se skříní? Pokud možno převedeno do dnešních jednotek.
Jak bylo řešeno zajištění šroubů proti samovolnému povolení? Nikde nevidím zajišťovací dráty (v letectví tak oblíbené), z nákresů nejde poznat použití nějakých podložek a o lepidlech se v té době asi nevědělo.
ObrázekObrázek
vodouch
nadporučík
nadporučík
Příspěvky: 934
Registrován: 15/1/2008, 23:15
Bydliště: Praha

Příspěvek od vodouch »

Obrázek

Doc. Ing. Lubomír Popelínský, CSc., Výzbroj čs. letounů mezi 1. a 2. světovou válkou, L + K 1978, citace:
"Na hlavním hřídeli h, který je zubovou spojkou spojen s hřídelem motoru letounu, jsou umístěny dvě vačky. Kolmo k hlavnímu hřídeli h jsou upevněny dva hřídele h1, h2, na něž jsou nasazena dvě raménka s kladkami k1, k2, jež jsou pružinami přitlačována k hlavnímu hřídeli h. Při otáčení hlavního hřídele h konají raménka s kladkami kývavý pohyb na hřídelích h1, h2. Po stisknutí spouště na řídící páce pilota dojde k přesunutí klínků a tím k pevnému spojení ramének s hřídeli h1, h2. Pulsování těchto hřídelíků je sladěno s otáčením vrtule a přenáší se bowdenem na součástku, která, postaví-li se do cesty hornímu konci spouště kulometu, dojde při doběhnutí závorníku vpřed k výstřelu."

Dostal se mi do rukou materiál o československém kulometu vz. 30. Byl v něm taky uvedený obrázek a popis. Nebylo uvedeno, zda jde o synchronizační hlavici "Samek".
Soukromě na mne systém spíš působí dojmem přerušovače střelby (zablokuje střelbu při průchodu listu vrtule před ústím hlavně) než synchronizátoru (časově sladí okamžik odpálení zbraně s určitou polohou listu vrtule), ale materiál uvádí, že při správném seřízení systému bylo poškození listu vrtule střelami prakticky vyloučeno (lišácky je přidaná poznámka "při správné funkci munice"), což přerušovač střelby (třeba známý Schneider) nezaručuje.
Obrázek
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

K tomu magnetu. Schválně jsem si to prošel, abych se přesvědčil, zda „soudruzi z NDR neudělali chybu“. Neudělali, je to správně. Já možná tuším, proč uvádíš tu polovinu otáček klikovky. Tak je to správně u klasického cívkového zapalování, ale magneto u leteckých motorů fungovalo trochu jinak (ale podobně).

Ono to není těžké, tak to zkusím popsat na těchto obrázcích. Na prvním je klasické cívkové zapalování, v tomto případ u 6-ti válcového motoru:

Obrázek

Proud tedy protéká z baterie cívkou a pokračuje do rozdělovače. V tomto rozdělovači je jak přerušovač, tak i vlastní rozdělovač a regulátor předstihu. V tomto případě se hřídel rozdělovače skutečně musí otáček právě polovinou otáček klikového hřídele. Je to dáno tím, že v případě 6-ti válcového motoru, musí dojít během 2 otáček klikového hřídele, postupně k zážehům ve všech 6-ti válcích. Za jednu otáčku tedy ve 3 válcích. Právě toto mi musíme pomocí rozdělovače docílit. Palec rozdělovače opisuje kruh. Pokud tento kruh rozdělíme dle počtu svíček (a tedy i válců) dostaneme 360/6=60 stupňů. Palec tedy musí od jedná svíčky k druhé opsat úhel 60 stupňů. V případě jedné otáčky, tedy 3 válců, tedy musí opsat úhel 3x60=180 stupňů, tedy polovinu kruhu. Za jednu otáčku klikového hřídele tedy hřídel rozdělovače musí vykonat právě 1/2 otáčky, což znamená převod 2:1 vůči klikovce.

V případě 4-válcového tedy 2 zážehy za 1 otáčku, kruh dělíme po 90 stupních, rozdělovač se tedy musí za 1 otáčku otočit rovněž o 180 stupňů (2x90), tedy opět se musí točit polovinou otáček klikového hřídele (za 1 otáčku klikovky právě 0,5 otáčky hřídele rozdělovače), převod tedy zase 2:1.

Teď k těm magnetům. Schéma nejjednoduššího magneta pro 4-válcový motor, je na dalším obrázku:

Obrázek

Toto magneto má 2 odtrhy, tedy je schopno dodat během 1 otáčky hřídele magneta, celkem 2 jiskry. Máme 4 válcový motor, tedy během 2 otáček musíme zažehnout 4 válce, za 1 otáčku tedy 2 válce. Magneto tedy plně vyhovuje, neboť za 1 otáčku magneta dodá požadované 2 jiskry, není tedy třeba žádné převod a jeho otáčky jsou stejné, jako otáčky klikového hřídele. V případě přerušovače dělíme kruh po 90 stupních, tedy za 1 otáčku magneta (a tedy i klikového hřídele) musí dojít k otočení palce o 2*90=180 stupňů, což je opět polovina otáček. Převod mezi magnetem a rozdělovačem tedy musí být zase 2:1. Zdůrazňuji, že se jedná o převod mezi hřídelem magneta a hřídele přerušovače, nikoliv mezi klikovým hřídelem a hřídelem přerušovače. To je velký rozdíl, jak uvidíme za chvíli.


Teď zpět k motoru Avia 12 Ydrs. Magneto Scintilla LV12-D-4 mělo 4 odtrhy (proto D-4). Během jedné otáčky hřídele magneta tedy dokázalo dodat 4 jiskry. 12-ti válcový motor opět potřebuje během 2 otáček klikového hřídele vystřídat zážeh postupně ve všech válcích. Během jedné otáčky tedy musí dojít k zážehu v 6-ti válcích. Magneto ovšem dokáže během jedné otáčky klikového hřídele dodat pouze 4 jiskry. Je tedy nutno, aby se točilo rychleji, než klikový hřídel a to právě o polovinu. 6 jisker magneto dodá za 1,5 otáčky. Tedy za 1 otáčku klikového hřídele se magneto musí otočit o 1,5 otáčky, proto převod 2:3. V případě rozdělovače nám vychází kruh dělený po 30 stupních (360/12=30). V případě 6-ti válců tedy 6*30=180 stupňů. To je opět 1/2 otáčky, ale klikového hřídele! Magneto se ovšem netočí otáčkami klikového hřídele. Převod mezi magnetem a rozdělovačem tedy musí být 3:1. Tento poměr získáme pomocí úvahy. Magneto dodá 6 jisker za 540 stupňů (1,5 otáčky klikovky). Za těchto 540 stupňů se hřídel rozdělovače musí otočit právě o 180 stupňů (tedy o 1/2 otáčky klikovky). Podíl 180/540=1/3. Hřídel rozdělovače se tedy musí otáčet právě 1/3 otáček hřídele magneta. Proto převod 3:1 z magneta na rozdělovač.

K těm šroubům. Přesné šrouby, které byly u skříně motoru Avia 12 Ydrs použity, nevím, nedohledal jsem. Obecně byly u pístových leteckých motorů používány speciální šrouby, tedy ve srovnáním s všeobecným strojírenstvím. Fismol uvádí, že šrouby se lišili takto:

1) Jsou vyrobeny z kvalitnějších ocelí,
2) Dříky šroubů jsou odlehčeny vybráním a mají větší poloměry zakřivení v přechodu k závitům.
3) Mají odlehčenou hlavu.

Šrouby vypadaly takto:

Obrázek

Pojišťování se samozřejmě realizovalo. U motoru Avia 12 Ydrs se používalo pojištění drátem, ale nevím zcela přesně, u kterých šroubů bylo použito. U šroubů mezi bloky válců a skříní, byly ocelové podložky. Z hlediska materiálů bude problém. Sekanina uvádí jako příklad, že pro upevňovací šrouby se používala ocel Poldi L Victrix Special. O této jsme zde již mluvili zde:

http://www.palba.cz/viewtopic.php?t=3526

Problém je v tom, že Sekanina neuvádí, které šrouby konkrétně a také, že jako příklad uvádí pouze oceli firmy Poldi. Jistotu tedy nemáme. Je třeba také uvést, že se jedná o 80 let starý motor a ty informace už prostě nejsou. Možná by se daly nalézt v archivu.

Děkuji za informace o synchronizaci. Zkouším k té hlavici Samek nalézt ještě další informace, ale zatím se to nepodařilo.
Obrázek
Uživatelský avatar
knezdub
nadporučík
nadporučík
Příspěvky: 830
Registrován: 13/10/2009, 19:54
Bydliště: Blatnička

Příspěvek od knezdub »

Děkuju za informace, bylo to naprosto vyčerpávající. Nenapadlo mě, že by mohl být další převod mezi magnetem a rozdělovačem. Přeci jen je to další složitost, která se může pokazit. Byly obě magneta nastavena na stejný předstih, nebo mezi nimi byl nejaký posun, kvůli zlepšení zapálení směsi, něco na způsob dnes znovuobjeveného "pilotního vstřiku paliva" u dieselů (známého už z doby Pragy RND)?
ObrázekObrázek
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

Ano, spolehlivost magnet býval problém. Za vše asi hovoří to, že se používala vždy 2 a 2 svíčky v jednom válci, důvodem byla samozřejmě spolehlivost. Osobně neznám pístový letecký motor z této doby, který byl používal pouze jedno. Předstih u motoru Avia 12 Ydrs se pohyboval v rozmezí, které je uvedeno v textu a obě magneta měla stejný předstih.

Co se týče nějakých "moderních" speciality při tvorbě směsi u vznětových leteckých motorů, tak nevím o motoru, který by v té době něco takového používal. Ať chceme nebo ne, tak je to v dnešní době prostě otázka elektroniky. Já mám také rád staré „kusy“, bez všelijaké té elektroniky, ve které se kolikrát nevyzná ani ten kdo to má opravovat, ale ty dnešní emise bez toho prostě udělat nejdou. Dnes je to z velké části právě o těch emisích, někdy mám pocit, že ty automobilky u motorů ani nic jiného nezajímá. Třeba Jumo 205 měl vstřikovací tlak něco přes 300 atm, tedy asi 30 MPa. Dnešní Common-Rail má maximální vstřikovací tlaky asi tak 160 MPa (možná už i více). To se s tím potom dají dělat různé „psí kusy“, včetně několika vstřiků apod. Bohužel, tato doba je již v nenávratnu, budeme se s tím muset smířit. Já prozatím odolávám, zatím žádný moje auto nebylo TDi ani HDi ani jiný D, zatím všechno benzín. Jednou ale stejně podlehnu a nějakou tu naftu koupím. Zatím mě od toho odrazuje pohled na moje auto řízené mojí ženou, to bych vám přál někdy vidět. Pokaždé se divím, že ten motor nevystoupí a jednu jí neliskne.
Obrázek
Uživatelský avatar
kopapaka
6. Podplukovník
6. Podplukovník
Příspěvky: 3837
Registrován: 26/1/2008, 20:47
Bydliště: kósek od Prostějova

Příspěvek od kopapaka »

vodouch píše:Soukromě na mne systém spíš působí dojmem přerušovače střelby (zablokuje střelbu při průchodu listu vrtule před ústím hlavně) než synchronizátoru (časově sladí okamžik odpálení zbraně s určitou polohou listu vrtule), ale materiál uvádí, že při správném seřízení systému bylo poškození listu vrtule střelami prakticky vyloučeno (lišácky je přidaná poznámka "při správné funkci munice"), což přerušovač střelby (třeba známý Schneider) nezaručuje.
Asi takhle, přerušovačům střelby se prostě říkalo ( no a říká ) synchronizátory...

Pokud jde o správnou funkci střeliva, tak to mohl být docela problém.
A nejde jen o rozdíly mezi náboji v jedné sérii, ono se zas tak moc neví, že ( tedy alespoň u nás ) letecké střelivo 7,92 x 57 mm bylo o dost " nadupanější " oproti puškovým nábojům.

Zbraně-----------------Prachová náplň
puška vz. 24/33---------1 g
LK vz. 26/TK vz. 37------1,5 g
TK vz. 7/24----------------2,2 g
Let. kulomet vz. 30------2,5 g

Jen drobná poznámka, kulomety Schwarzlose ( TK vz. 7/24 a vz. 24 ) nebyl přes vyšší prachovou náplň účinější než ostatní pěchotní kulomety, jen měly kvůli zabezpečení spolehlivé funkce neuzamčeného závěru kratší hlaveň ( a olejničku :D ) .

Pokud vím, tak podobné rozdělení munice dělalo problémy ve Španělsku ( obvykle se mluví jen o nespolehlivosti synchronizátorů ), kde se hlavně u exotičtějších ráží mohlo velmi snadno stát, že došlo k nahrazení výkonnější " letecké " munice běžnou pěchotní. Ta navíc mohla kromě nižšího výkonu trpět i menší spolehlivostí ( a u munice dodávané a používané ve Španělsku bych slůvko možná nahradil slůvkem jistě ).
U nás by to ( kromě toho výkonu ) takový problém nebyl, je poměrně známo, že dodávky munice pro naši armádu nepřejaté pro sníženou spolehlivost byly okamžitě exportovány a přesto byly chváleny pro kvalitu a spolehlivost.
ObrázekObrázek Obrázek
"Válka je Mír, Svoboda je Otroctví a Nevědomost je Síla!"
Uživatelský avatar
knezdub
nadporučík
nadporučík
Příspěvky: 830
Registrován: 13/10/2009, 19:54
Bydliště: Blatnička

Příspěvek od knezdub »

To Ikala: Ideálním motorem pro ženskou je karburátorový motor předělaný na LPG. Z vlastní zkušenosti vím, že se těžce přetížený forman/praktik rozjede i na dvojku a při jízdě to táhne od volnoběhu az do maxima. Teď už jsem bohužel přešel na HDI a to hlídání otáček je hrozné. Naštěstí mám ještě staré Ducato, které jede podobně jako LPG :-)
ObrázekObrázek
vodouch
nadporučík
nadporučík
Příspěvky: 934
Registrován: 15/1/2008, 23:15
Bydliště: Praha

Příspěvek od vodouch »

kopapaka píše:Asi takhle, přerušovačům střelby se prostě říkalo ( no a říká ) synchronizátory...
Ono i v exaktní diskusi se najde místo na úlet …

Použijeme slovní spojení „synchronizovaná střelba“ a „přerušovaná střelba“. Upravíme je na spojení „synchronizovaný televizní obraz“ a „přerušovaný televizní obraz“ (je to pouhá substituce pojmů). A teď řekni, jsou-li situace, popsané uvedenými spojeními, záměnné třeba při přenosu fotbalového utkání (jsi-li fanda), koncertu … (dosaď si podle zájmů).
kopapaka píše:Pokud jde o správnou funkci střeliva, tak to mohl být docela problém.
Když Cogu Constantinesco postavil funkční model svého hydraulického synchronizátoru, simuloval letecký motor s vrtulí elektrickým motorem, který poháněl dřevěný kotouč rychlostí 1500 ot/min (oblast provozních otáček leteckých motorů v I. světové válce). Odpálil ze synchronizované zbraně dávku 120 nábojů (z běžné frontové dodávky); některé střely prorazily kotouč mimo synchronizační značku v rozmezí asi palce. Constantinesco předpokládal, že se to stalo kvůli nekvalitní munici; když si zajistil výrobu kvalitních nábojů, prošly všechny střely stejným otvorem v kotouči …
Obrázek
Uživatelský avatar
Malej Achil
rotmistr
rotmistr
Příspěvky: 118
Registrován: 7/10/2009, 11:52

Příspěvek od Malej Achil »

Mám dotaz, jestli v tom schématu pro ojniční systém s pomocnou ojnicí nechybí ještě "svar" mezi hlavní ojnicí a tou "druhou klikou" pro pomocnou ojnici?
Něco na způsob tohoto:
Obrázek
Jinak chápu to z toho popisu správně, že hlavní nevýhoda byl rozdílný zdvih v každé řadě válců? Připadne mi, že problémy ohledně úhlu, kdy přijde píst do horní úvrati (to, že je to jindy, než při pootočení kliky o úhel rozevření válců), by se snad daly odladit na vačkové hřídeli.
Jinak ale perfektní článek, který je na samé hraně mých schopností (takže jestli jsem s těmi dotazy příliš "mimo", tak mě prostě nakopněte :) ).
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

V podstatě ano, ten svar tam chybí. K dalšímu viz níže.

Zkusíme to probrat na hvězdicovém motoru. Na dalším obrázku jsem načrtl ojniční systém hvězdicového 9-ti válcového motoru. Pomocné ojnice jsou všechny stejně dlouhé a všechny jsou uloženy ve stejné vzdálenosti od středu, který je vytvořen objímkou hlavní ojnice.


Obrázek


Situace odpovídá okamžiku, kdy je hlavní ojnice v maximu svého zdvihu. V tomto okamžiku je oko hlavní ojnice ve vzdálenosti 230 mm od středu klikového hřídele.

Nyní začneme ojničním systémem otáčet doprava. Při tomto budeme sledovat válec označený č. 3, tedy válec, který přijde na řadu jako další (zapalujeme přes jeden válec). Nejprve se podívejme na situaci, kdy úhel natočení kliky je právě 80 st. – tedy roven úhlu mezi středem válce hlavní ojnice a válce č. 3. Válce mají mezi sebou úhel právě 40 st.


Obrázek


Vzdálenost oka vedlejší ojnice č. 3 je v tuto chvíli tedy 226,43 mm. Nyní otáčejme motorem dále a podívejme se na stav, kdy bude osa vedlejší ojnice č. 3 ležet na ose válce č. 3 – viz další obrázek.


Obrázek


V tomto okamžiku jsem naměřit vzdálenost 225,79 mm (+- autobus). Největší vzdálenost mezi okem pomocné ojnice č. 3 a osou klikového hřídele, bude ležet někde mezi těmito dvěma hodnotami. Nebude ale nikdy dosahovat hodnoty 230 mm, tak jako u hlavní ojnice. Bude vždy menší.

Položme si nyní otázku, co to způsobí ? Nastane situace, kdy horní úvrať pístu válce č. 3 neodpovídá horní úvrati hlavního válce motoru (válec č. 1). Pokud ponecháme stejné písty, válce a ojnice, nutně nastane situace, že kompresní poměr válce č. 3 bude odlišný od hlavního válce, konkrétně v tomto případě bude menší. Důvodem jsou samozřejmě odlišné hodnoty kompresního objemu, tedy objemu, který zůstává nad pístem v okamžiku, kdy dosáhne horní úvrati. Uveďme si malý příklad, který ilustruje velkou citlivost na velikost kompresního poměru:

Zdvih válce je 120 mm, vrtání 120 mm. Kompresní poměr je dán součtem objemu Vz (objem při pohybu pístu) a objemu Vk (objem mezi pístem v horní úvrati a hlavou), dělený objemem Vk. Pokud budeme postupně mírně zvětšovat vzdálenost mezi pístem v horní úvrati a hlavou (výšku válce nad pístem), dostaneme přibližně tohle (výpočet je zjednodušený, je to jen nástin):


Obrázek


Jak je vidět, kompresní poměr je velmi citlivý na tuto změnu. Ponechat různé kompresní poměry ve válcích, ale není možné. Proto musíme zvolit způsob, jakým dostaneme ve všech válcích motoru stejné kompresní poměry. Existují tyto možnosti:

1) Použít různé délky pomocných ojnic. To je ale velmi nepraktické, neboť každý válec byl musel mít svoji ojnici, nešlo by tedy použít ojnici z jednoho válce do druhého. Z logistického hlediska to také není vhodné.
2) Použít různé písty. Zde platí totéž, jako u ojnic.
3) Různé výšky hlav válců - totéž jako výše.
4) Změnit polohu čepů jednotlivých pomocných ojnic.

Možnost č. 4 je zdaleka nejvýhodnější a proto se také používala. Příklad ojničního systému takto upraveného motoru je na dalším obrázku:


Obrázek


Tento obrázek je z motoru Fiat A-50 z roku 1929. Povšimněte si, že jednotlivé čepy pomocných ojnic jsou v různých vzdálenostech. Čepy 3 válce jsou nejdále, neboť pokles v horní úvrati tohoto válce je největší. Tyto rozměry byly zvoleny s ohledem na podmínku, aby pokles v horní úvrati byl co možná nejmenší. Výraz pro výpočet vzdálenosti polohy čepu je:


Obrázek


Zde r je vzdálenost čepů, L - délka hlavní ojnice, l – délka vedlejší ojnice, ostatní jsou úhly.

Tímto způsobem lze získat ve všech válcích motoru stejný kompresní poměr (píst bude v horní úvrati ve stejné vzdálenosti).

Vraťme se nyní k ojničním systémům u V-motorů. Docílení stejného kompresního poměru totiž neřeší jednu zásadní otázku. Tuto tvoří značné přídavné namáhání hlavní ojnice, které způsobuje vedlejší ojnice. Příčinou je jev, který je pěkně patrný na dalším obrázku:


Obrázek


Zde je zachycen okamžik, kdy dochází ke zážehu ve válci vedlejší ojnice. Důležité je zejména to, že osa vedlejší ojnice neprochází středem objímky hlavní ojnice. Z mechaniky víme, že síla na rameni způsobuje moment. Přesně to způsobuje i síla působící ve směru vedlejší ojnice a to konkrétně ohybový moment, který značně zatěžuje hlavní ojnici. Mimo jiné proto existuje také to podepření vedlejší ojnice, které jsem zmiňoval u motoru Avia 12 Ydrs, uvedené v hlavním článku.

Aby konstruktéři motorů pokud možno co nejvíce snížili toto nadbytečné zatížení hlavní ojnice ze strany vedlejší, velmi často se upravovali úhly mezi osou hlavní ojnice a osou, která je určena spojnicí středu objímky hlavní ojnice a čepem pomocné ojnice. Na obrázku výše je tento úhel roven úhlu rozevření válců, tedy u většiny leteckých motorů V-12, úhel 60 st. V případě, že tento úhel zvýšíme nad úhel rozevření válců (nad 60 st.), je možno dosáhnout značného zlepšení. Situace v okamžiku zážehu ve vedlejší ojnici potom bude vypadat takto:


Obrázek


Přídavný ohybový moment tedy nevznikne (teoreticky), neboť osa vedlejší ojnice nyní prochází osou objímky hlavní ojnice. Tato úprava byla v praxi celkem častá, ale způsobovala rozdíly ve zdvizích jednotlivých válců – viz. příklad v hlavním článku (ovšem již při zachování stejného kompresního poměru).

Závěrem dva příklady z praxe (ať jenom neteoretizujeme):

Motor AM-34, úhel zvýšen z 60 st. na 66 st., 56 min.


Obrázek


Motor Curtiss V-1570 Conqueror (1929). Úhel zvýšen z 60 st. na 66 st.


Obrázek


Dlužno ovšem dodat, že definitivní vyřešení poskytl až systém osových ojnic, na který v průběhu 30-tých let přešla většina významných výrobců (kromě SSSR).
Obrázek
lkala
praporčík
praporčík
Příspěvky: 306
Registrován: 26/8/2008, 12:52
Bydliště: Brno

Příspěvek od lkala »

Velmi zajímavý článek k motoru Avia 12 Ydrs naleznete zde:

http://www.liberectimodelari.cz/index.p ... cbbe320d55
Obrázek
QVAK
praporčík
praporčík
Příspěvky: 384
Registrován: 31/10/2009, 10:02
Bydliště: Praha

Re: Letecký motor Avia HS-12 Ydrs a ČKD-12 Ydrs

Příspěvek od QVAK »

Vrátím se poznámkou ke šroubům na výkresu viz. výše. Jedná se o tak zvané pružné šrouby (svorníky) jež kompenzovali různou tepelnou roztažnost Al slitin (např. blok) a ocele (šrouby). Ten rozdíl je okolo jednoho řádu. Tak zamezovali z jedné strany roztěsnění spoje a z druhé deformacím Al slitiny pod maticemi(podložkami) resp. vytrhávání svorníků ze závitů v AL slitině.
Pro mladší na výkresu 3 trojúhelníčky značí broušeno (jakost povrchu 0,8 - 1,6 mí). Garantovala se tak vrubová pevnost šroubu (svorníku). Materiál odhaduji na Poldi TEM nebo HOR což v té době byly špičkové vysokopevnostní legované (proto Poldi) ocele standardně vyráběné.
Honza
Příspěvky: 1
Registrován: 6/3/2018, 09:44

Re: Letecký motor Avia HS-12 Ydrs a ČKD-12 Ydrs

Příspěvek od Honza »

Před lety při zaměřování v Karlštejně se objevil na místě starší pán - tak něco přes 80, slovo dalo slovo a vylezlo z něj, že před válkou pracoval v Avii jako mechanik při výrobě a zkoušení motorů pro B 534. Popisoval, jak nepříjemně se pracovalo se sodíkem dávaným do dutin ventilů a zmiňoval, že se dával jen do ventilů výfukových, protože sací se stačily chladit nasávanou směsí. Tak to jsem chtěl jen jako poznámku k textu, kde se píše na jednom místě, že není úplně jasné, zda se dával sodík i do sacích ventilů.
Jinak si ten pán tyto motory strašně chválil a bylo vidět, jak byl pyšný, že mohl být u toho. Úplně pookřál, že mohl o tom vyprávět.
Jinak - ten článek o tomto motoru mě uchvátil a moc děkuju.
J.Hubáček
Michal Ovčáčík
Příspěvky: 1
Registrován: 16/2/2022, 22:34

Re: Letecký motor Avia HS-12 Ydrs a ČKD-12 Ydrs

Příspěvek od Michal Ovčáčík »

Se zpožděním jsem objevil tuto diplomovou práci Ikala, prostě chapeau !
Po zajímavost přikládám fotografii HS 12Ydrs, zástavba v prvním sériovém stroji I.verze (B-534.2).
HS 12Ydrs_B-534.2.gif
HS 12Ydrs_B-534.2.gif (13.37 KiB) Zobrazeno 3049 x
Odpovědět

Zpět na „Letectvo“