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Jumo-213發(fā)動(dòng)機(jī)解析與比較——修改版

2022-07-18 03:45 作者:徐祺七  | 我要投稿

前幾天寫的那個(gè)太粗糙了,在仔細(xì)研究過Jumo-213的手冊(cè)之后重新寫了一下:


有關(guān)Jumo-213的早期發(fā)展其實(shí)是一個(gè)謎團(tuán),因?yàn)镴unkers內(nèi)部的文件其實(shí)已經(jīng)散失了,但可以確定的是在1936年秋季開始研發(fā)Jumo-211的時(shí)候Junkers內(nèi)部就有研發(fā)一種改進(jìn)型高性能35升排量發(fā)動(dòng)機(jī)的想法。

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1939年6月1日的一份文件表示Jumo-213從1938年8月其就一直在進(jìn)行測試,但不幸的是1938年9月帝國航空部RLM將Jumo-213轉(zhuǎn)移到了二級(jí)優(yōu)先度,Jumo的大量人力物力都被抽調(diào)去研發(fā)全新的Jumo-222項(xiàng)目,Jumo-213好歹還保留了項(xiàng)目,它的對(duì)位奔馳產(chǎn)品DB-603就慘多了,RLM直接斷絕了其資金支持,這有兩點(diǎn)原因,第一點(diǎn)是當(dāng)時(shí)RLM有人覺得已經(jīng)有了排量接近的BMW-801那就不需要DB-603了,第二點(diǎn)是有說法認(rèn)為因?yàn)镈B-603的減速齒輪系制造工藝需要一家瑞士的公司幫助,而RLM不希望自家的發(fā)動(dòng)機(jī)要靠瑞士人幫助。

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等RLM發(fā)現(xiàn)Jumo-222項(xiàng)目只是個(gè)填不滿的無底洞后,他們又把目光轉(zhuǎn)回到了Jumo-213上,1942年10月,Jumo-213終于通過了100小時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)測試,為了盡快將其投產(chǎn),Jumo-213的首席設(shè)計(jì)師August·Lichte奧古斯特·利希特博士還專門組建了一個(gè)Jumo-213小組,24小時(shí)輪班倒不間斷地進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)測試。

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但即使如此,在之后的一段時(shí)間內(nèi)Jumo-213依舊幾乎出現(xiàn)了所有能出現(xiàn)的問題,所以量產(chǎn)也非常緩慢,例如在1943年中期,F(xiàn)w-190-D的試驗(yàn)機(jī)在一個(gè)速度范圍內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)都表現(xiàn)出了嚴(yán)重的共振問題,導(dǎo)致Jumo不得不全面修改了發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序,順帶波及到了所有已經(jīng)交付的發(fā)動(dòng)機(jī),所以直到1944年1月Jumo-213才實(shí)現(xiàn)了每月100臺(tái)的產(chǎn)量,同年3月超過了300臺(tái),1945年2月則是Jumo-213的產(chǎn)量高峰,達(dá)到了994臺(tái)/月。

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從Jumo-213的研發(fā)到其最終成熟,總共花了約7年時(shí)間,這其中固然有德國人決策失誤的問題,但對(duì)于一款新銳發(fā)動(dòng)機(jī)來說時(shí)不待人,盡管沒有落到投產(chǎn)即落后的悲慘境地,但Jumo-213的表現(xiàn)在1944、1945年的航空活塞引擎中并不是最亮眼的。

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Lichte利希特博士曾對(duì)Jumo-213寄予了厚望,他曾親筆寫下:

“Jumo-213在熱力學(xué)和機(jī)械性上達(dá)成了完美的和諧”

thermisch und mechanisch auf h?chste Belastungsharmonie abgestimmt、

“它是四沖程奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的最高發(fā)展水平”

h?chste Entwicklungsstaufe des Viertakt-Otto-Hohenflugmotors、

“它是發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的典范”

Reinschrift dieser Bauart。

不過Jumo-213的實(shí)際表現(xiàn)恐怕承受不起這種贊譽(yù)。

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對(duì)于當(dāng)時(shí)德國的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)商來說,增加活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出基本上只有兩種方法:1.增加發(fā)動(dòng)機(jī)的排量,2.提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。前者是戴姆勒-奔馳DB改進(jìn)DB-601到44.5L排量的DB-603時(shí)所用的方法,而后者就是Jumo的方法,不過值得一提的是兩家后來又走上了對(duì)方的道路,比如DB-603N的轉(zhuǎn)速驚人,Jumo-213J也增加了一點(diǎn)排量。

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根據(jù)型號(hào)Jumo-211的轉(zhuǎn)速在2200-2600rpm之間,而到了Jumo-213上轉(zhuǎn)速達(dá)到了3250rpm,在保持了35L的排量下,由于沖程是165mm,所以平均活塞速度達(dá)到了17.9m/s。

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從今天的材料技術(shù)角度來看這個(gè)速度并沒有多快,但這是戰(zhàn)爭末期缺乏資源和燃料的德國,這個(gè)活塞速度就顯得非常嚇人了,因?yàn)檫@樣雖然能減少燃料消耗提升動(dòng)力輸出,但冶金水準(zhǔn)的要求也提升了,這會(huì)讓曲軸機(jī)構(gòu)上的動(dòng)態(tài)負(fù)荷超出想象,直接導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械損耗驚人,壽命嚴(yán)重縮短,實(shí)際上德國人后期手里的Jumo-213平均壽命只有可憐兮兮的45小時(shí),但Junkers發(fā)布的大修指南表示其部分大修間隔是100小時(shí),大修間隔理論上是170小時(shí)——這里面固然有后期發(fā)動(dòng)機(jī)載機(jī)存活時(shí)間感人的原因,但也完全說明了現(xiàn)實(shí)和理想并不匹配。

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接下來看一下Jumo-213的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):

Jumo-213的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣是整體鑄造的,包括曲軸箱和兩列懸掛式V型布置的氣缸排,汽缸蓋與其法蘭連接。帶有減速齒輪系的螺旋槳軸變速箱被安裝在曲軸箱的前法蘭上,減速比只有1:0.417,是未來補(bǔ)償高轉(zhuǎn)速才設(shè)置成這么低的,后部則是附件和發(fā)動(dòng)機(jī)安裝架的位置,曲軸箱頂部有一個(gè)防止漏油的輕金屬蓋。

Jumo-213的機(jī)匣/曲軸箱

曲軸有六道曲拐,有配重塊平衡,置于八個(gè)主軸承中,其中七個(gè)是滑動(dòng)軸承,與Jumo-211不同的是最前面的軸承是一個(gè)滾子軸承。連桿軸頸和主軸頸都是空心的,曲軸頰部也設(shè)有油孔,便于滑油潤滑,主軸頸上的油孔則能將滑油引導(dǎo)到曲軸的滑動(dòng)軸承中。

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曲軸的滑油回路設(shè)計(jì)在德國發(fā)動(dòng)機(jī)中是很新奇的,戴姆勒-奔馳的發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸潤滑都是靠一根延伸到曲軸上方的壓力滑油回路的延伸,在曲軸箱的橫臂上有分支的孔洞,滑油就從那里通往曲軸的各個(gè)軸承。

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但是Jumo從211開始滑油回路就直接伸入曲軸中將滑油供給給軸承,這一點(diǎn)和RR公司的技術(shù)類似,和灰背隼的設(shè)計(jì)幾乎一致,這樣設(shè)計(jì)讓滑油由曲軸的離心力分配,使得壓力油泵可以減少一些功率損耗,此外由于曲軸箱頂部可以省去一條滑油回路所以可以造的窄一些,雖然這點(diǎn)沒啥意義。

Jumo-211的滑油回路
DB-605的滑油回路
Jumo-213的滑油回路
灰背隼的滑油回路,可見二者非常類似

每個(gè)連桿軸頸也就是曲柄銷上都有一個(gè)主連桿和一個(gè)雙T型截面的副連桿,在DB-605上其活塞的主副連桿還是所謂的H型截面,而Jumo的這種較窄的T型連桿設(shè)計(jì)是專門為高負(fù)荷環(huán)境誕生的,值得一說的是這和V-1710的連桿設(shè)計(jì)非常相似,其連桿也以穩(wěn)定性而出名,比如里諾飛行競速賽中的V-1650很多都用的是V-1710的活塞連桿。

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主連桿底部是四叉柱狀的,包住了兩個(gè)在曲柄銷上滑動(dòng)的軸瓦,副連桿布置在主連桿的四叉柱之間,包在軸瓦的外側(cè),連桿頭都有一個(gè)固定活塞螺栓的襯套。

Jumo-213的連桿
還是Jumo-213的連桿
V-1710的連桿

活塞也是輕金屬制成的,有六道活塞環(huán),下部的三個(gè)是刮油環(huán),剩余三個(gè)是密封環(huán)。

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按照裝配清單,Jumo-213的博世雙磁電機(jī)和DB-605的完全一致。

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汽缸蓋是可拆卸的水冷式,在DB、西斯帕諾-絮扎、克里莫夫的V-12發(fā)動(dòng)機(jī)中,氣缸組和燃燒室是一個(gè)共同的鑄件,但Jumo不同,其曲軸箱、氣缸組、帶有燃燒室的汽缸蓋都是可以拆卸的,這一點(diǎn)和英國人的V-12比較相似,RR的灰背隼/獅鷲的油底殼、氣缸套、汽缸蓋、氣門室罩也都可以拆卸,這樣的缺點(diǎn)是部件裝配的成本較高,還需要很多螺栓幫助固定,不過另一方面由于更容易拆卸,所以維修這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)更加方便。

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Jumo-213的每個(gè)氣缸有兩個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門,也是傳統(tǒng)的通過凸輪軸系的搖臂控制,曲軸帶動(dòng)凸輪軸運(yùn)動(dòng),凸輪軸便頂起推桿和搖臂使得氣門開合,每個(gè)氣門都有相關(guān)的凸輪軸系控制。用以開合氣門的彈簧是兩個(gè)互相嵌套的,氣門間隙是通過調(diào)節(jié)搖臂短臂一端的調(diào)節(jié)螺絲控制的,有一根噴管貫穿整個(gè)汽缸蓋,其上有專門的噴孔將冷卻劑引導(dǎo)到承受高熱負(fù)荷的排氣閥桿和汽缸蓋底座上。

Jumo-213的排氣閥機(jī)構(gòu)

有關(guān)于Jumo-213的每個(gè)氣缸只有3個(gè)氣門這一點(diǎn)是很奇怪的,因?yàn)橥瑫r(shí)代世界上幾乎所有液冷V12都已經(jīng)是四氣門了,但Jumo-213的總師利希特卻依舊采取了三氣門的設(shè)計(jì),這導(dǎo)致了Jumo-213的換氣效率天生就處于劣勢(shì),對(duì)于這一款在戰(zhàn)爭前不久開始研發(fā)的新銳引擎來說是天大的設(shè)計(jì)失誤。

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1944年10月的Jumo發(fā)動(dòng)機(jī)大修手冊(cè)中有一個(gè)非常不尋常的記錄:“當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的大修間隔到期時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣閥也要換成充鈉設(shè)計(jì)的”。 當(dāng)時(shí)全世界的發(fā)動(dòng)機(jī)幾乎都只有排氣閥充鈉,進(jìn)氣閥都需要充鈉冷卻的全世界只有Jumo-213一家,充鈉是為了冷卻氣門表面的溫度防止缸內(nèi)多出來一個(gè)熱源,而常見的提升閥發(fā)動(dòng)機(jī)只有排氣閥需要充鈉,因?yàn)楦邷氐膹U氣要走這里排出,而進(jìn)氣閥是讓新鮮油氣混合物進(jìn)入氣缸的,理論上來說根本就不會(huì)變成高溫?zé)嵩础獼umo-213卻有兩個(gè)充鈉進(jìn)氣閥,這很可能表明德國人常規(guī)的鍍鉻氣門在散熱能力方面已經(jīng)達(dá)到了極限,同時(shí)缸內(nèi)環(huán)境極其惡劣,高溫已經(jīng)嚴(yán)重超出了設(shè)計(jì)師當(dāng)初的預(yù)想,導(dǎo)致連進(jìn)氣閥都需要冷卻才能不發(fā)生爆震,這是個(gè)設(shè)計(jì)上的巨大缺陷。

Jumo-213大修手冊(cè)中繪制的進(jìn)氣閥,非常罕見地采用了充鈉設(shè)計(jì)

與Jumo-211相比為了獲得更高的動(dòng)力輸出,Jumo-213的氣門重疊角要大很多,與35L排量的DB-605類似,達(dá)到了107°,DB-605則是105°,雖然燃料直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門重疊角一般都很大,但這兩家也確實(shí)挺狂野的了。

DB-601E/605的105°氣門重疊角
Jumo-213的107°氣門重疊角
也是Jumo-213的107°氣門重疊角
RR灰背隼作為一款化油器發(fā)動(dòng)機(jī),氣門重疊角只有43.5度
DB-603的氣門重疊角和Jumo-213一致都是107°

凸輪軸系也是靠曲軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行,其兩端比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多出來了一對(duì)飛輪,這應(yīng)該有助于其運(yùn)行地更加平穩(wěn)?;鸹ㄈ扛變蓚€(gè),垂直插入到排氣閥兩側(cè)的氣缸底座中,可以很輕易地用套筒扳手更換。燃料直噴器噴嘴位于進(jìn)氣閥一側(cè)。汽缸蓋也是油底殼,其中有兩個(gè)滑油回油泵,就是因?yàn)槎喑鰜淼耐馆嗇S飛輪在這里形成了兩個(gè)凹槽聚集了滑油,不清楚這是有意而為還是無意之舉。

飛輪的兩個(gè)凹槽

氣缸套單獨(dú)插入氣缸體,被四根金屬桿牢牢固定入汽缸蓋,這個(gè)設(shè)計(jì)在Jumo-210上就有了。面向曲軸箱一側(cè)用兩個(gè)橡膠環(huán)進(jìn)行密封防止冷卻液泄露,即使內(nèi)密封環(huán)泄露,冷卻液也能聚集在襯墊的環(huán)形凹槽中排出,所以檢查密封與否很簡單。在面向汽缸蓋一側(cè)則是金屬密封環(huán),一但拆卸汽缸蓋,就必須立刻更換。

Jumo-213的氣缸套

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冷卻液回路

Jumo-213的加壓冷卻回路有一個(gè)主流(主流泵、發(fā)動(dòng)機(jī)、液冷散熱器、熱交換器、主流泵),還有一個(gè)副/輔助冷卻回路(副流泵、主流泵、冷卻液箱、副流泵),這兩個(gè)回路只在一個(gè)主流泵中連接。在所有飛行高度上,加壓冷卻回路的限制溫度最高為100℃。

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為了便于飛行員控制冷卻液溫度,發(fā)動(dòng)機(jī)在液冷散熱器之前的冷卻液回路中裝了一個(gè)電子溫度傳動(dòng)器。冷卻液流動(dòng)所需的壓力足以防止產(chǎn)生不必要的蒸汽,產(chǎn)生在冷卻液泵中的蒸汽則會(huì)被蒸汽分離器排出,并被導(dǎo)入副冷卻回路到冷卻液箱中等待冷凝。如果冷卻液箱中的冷卻液趨近于沸騰,則液箱中的壓力會(huì)進(jìn)一步上升,但同時(shí)為了避免冷卻液系統(tǒng)的壓力負(fù)荷過大,液箱中還有一個(gè)壓力控制閥,它還能防止壓力過低導(dǎo)致冷卻液蒸發(fā)。

Jumo-213A的冷卻液回路

冷卻液泵的主流泵和副流泵位于一個(gè)殼體內(nèi),安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)右側(cè)并從發(fā)動(dòng)機(jī)中獲得動(dòng)力以驅(qū)動(dòng)。主流泵是一個(gè)離心泵,壓力側(cè)連接到汽缸蓋上的兩個(gè)壓力噴嘴中,有軸封密封,任何通過軸封泄露的冷卻液都會(huì)通過排放管線直接排出,而離心泵的吸入側(cè)則安裝了一個(gè)蒸汽分離器,將蒸汽和氣泡從主流冷卻回路中的冷卻液分離出來,導(dǎo)入輔助冷卻回路回到冷卻液箱,而不足的冷卻液就由另一個(gè)旁通泵從液箱里補(bǔ)充到離心泵的吸入側(cè),旁通泵也是齒輪泵,通過離心軸的延伸部分驅(qū)動(dòng)。

Jumo-213的冷卻液泵

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液的成分是:50%干凈的軟水(硬水會(huì)導(dǎo)致水垢堆積,冷卻效果差)+50%作為抗凍劑的乙二醇,可以防止-35℃的低溫。

冷卻液循壞量:主冷卻回路12-14L/s,輔助冷卻回路0.7L/s

冷卻液溫度:全高度為100℃,僅允許在起飛和滑跑階段保持120℃

發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液回路容量:約26L

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滑油回路

Jumo-213的加壓滑油回路和冷卻液回路一樣有一個(gè)主滑油回路和一個(gè)副滑油回路。根據(jù)不同的動(dòng)力階段,滑油回路的油壓在4.4到9.8bar之間,F(xiàn)w-190D-9的滑油箱位于發(fā)動(dòng)機(jī)左側(cè)支架下方,可容納49L滑油,作為比較DB-605只有36.5L的滑油箱,而BMW-801作為一款雙排風(fēng)冷則有58L的滑油箱。

滑油循環(huán)量在3000rpm下主滑油回路約5300kg/h,輔助滑油回路則是約2100kg/h,滑油溫度在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱前至少要白癡20℃,最高溫度則限制130℃。

發(fā)動(dòng)機(jī)滑油回路容量約20L,滑油消耗量在2700rpm下約14.5L/h。

Jumo-213的滑油回路

主滑油回路是壓力泵通過縫隙式濾清器后將滑油運(yùn)送到發(fā)動(dòng)機(jī)各處。這個(gè)回路將滑油輸送到減速器和曲軸中,潤滑軸承。

從曲軸中被拋出的滑油聚集在曲軸箱的油底殼上,此處還和變速箱的油底殼相連,這些滑油都被齒輪泵抽出,通過熱交換器進(jìn)入機(jī)油離心機(jī)。而在汽缸蓋油底殼中的滑油則通過兩個(gè)小型回油泵被抽離推入輔助滑油回路,然后再進(jìn)入機(jī)油離心機(jī)。在這里滑油被消泡后再排出,通過壓力泵的間隙過濾器后再輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)各部。

輔助滑油回路主要是補(bǔ)充主滑油回路的滑油消耗和泄露損失。

Jumo-213的機(jī)油離心機(jī)

機(jī)油離心機(jī)就是標(biāo)準(zhǔn)的離心消泡設(shè)備,較重的滑油被甩到外側(cè),空氣則在中心因此可以輕易排出。


Jumo-213的另一個(gè)設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是引入了熱交換器,所以也就沒有滑油冷卻器了。熱交換器位于發(fā)動(dòng)機(jī)下部,其作用是平衡潤滑油和冷卻劑之間的溫度,是一個(gè)圓柱形部件,已經(jīng)冷卻過發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液經(jīng)過液冷散熱器散熱后再流經(jīng)這里,然后吸收了同樣流經(jīng)熱交換器的滑油的熱量,因此發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)也更快。


熱交換器也促成了Jumo-213與Fw-190的契合,因?yàn)镴umo-213只需要機(jī)頭的環(huán)形水冷散熱器,而DB-603還需要一個(gè)額外的滑油散熱器,這同時(shí)也是為什么Jumo-213的重量比DB-603(常常不計(jì)入外部滑油冷卻器的重量)重180kg的原因。德國人的熱交換器到底是不是一個(gè)好設(shè)計(jì)還有待商榷,有說法認(rèn)為這讓發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻效率降低了8-30%,但無具體證據(jù)支撐也不太可信。不過即使沒什么損失,Jumo-213的冷卻液最高溫度只限制全高度100℃已經(jīng)是完完全全的開倒車了,熱交換器的效果多半好不到哪去。

紅框即為熱交換器

噴油泵很普通,除了一點(diǎn)以外沒什么值得說的,那就是手冊(cè)中嚴(yán)格標(biāo)注噴油泵所有元件都是密封的,禁止私自調(diào)整,也不需要任何維護(hù),即使在發(fā)動(dòng)機(jī)大修時(shí)都不需要拆除,如果噴油泵有故障需要立刻和發(fā)動(dòng)機(jī)廠聯(lián)系并要求派遣一名機(jī)械師過來……我覺得多半派不過來。

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單級(jí)增壓器用螺栓固定在機(jī)匣左側(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)后方,由曲軸提供動(dòng)力并有一個(gè)二速變速器,其上有一個(gè)輔助出氣口,為的是在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)氣門關(guān)閉時(shí)將增壓器輸送的空氣直接排出,防止葉輪過熱導(dǎo)致破壞性的后果。Jumo-213A和C系列發(fā)動(dòng)機(jī)都是一級(jí)增壓帶一個(gè)二速變速器,其增速比分別是一速6.85二速9.38,自動(dòng)切速高度越在2700-3000m。

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在二速高度以上、經(jīng)濟(jì)巡航狀態(tài)下可以撥動(dòng)駕駛室中的開關(guān)任意切換為一二速,如果動(dòng)力桿在0-20°KdW怠速范圍之間,則不管如何撥動(dòng)開關(guān)操作,MBG總會(huì)保持在一速。

Jumo-213的增壓器結(jié)構(gòu)
Jumo-213的增壓器變速機(jī)構(gòu)
Jumo-213的增壓器滑油回路
變距進(jìn)氣葉片節(jié)氣門

Jumo-213還有一個(gè)特色的Füllungsdrossel或稱Drall Drossel,按功能應(yīng)該翻譯應(yīng)為變距進(jìn)氣葉片節(jié)氣門,談到這個(gè)就必須先說說Jumo-213的自控系統(tǒng)。

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和其他德國發(fā)動(dòng)機(jī)一樣,Jumo-213也是單桿控制的,不過系統(tǒng)是Junkers自己開發(fā)的單桿控制系統(tǒng),設(shè)計(jì)理念是全新的,其核心參數(shù)和DB、BMW不同,不是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓,DB和BMW這種設(shè)計(jì)是動(dòng)力桿選擇特定的增壓壓力,然后計(jì)算機(jī)再根據(jù)進(jìn)氣壓決定進(jìn)氣和燃料的最佳空燃比率。

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但Jumo-213的自控系統(tǒng)中進(jìn)氣壓是次要的,核心是Füllungsdrossel變距進(jìn)氣葉片節(jié)氣門和Füllungsregler,這個(gè)不太清楚該怎么翻譯,反正就是自控系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。

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Jumo的系統(tǒng)中,動(dòng)力桿選擇的是發(fā)動(dòng)機(jī)噴油泵的一定量噴射量,隨后指令傳達(dá)到Füllungsregler,然后根據(jù)燃料噴射量調(diào)節(jié)Füllungsdrossel變距進(jìn)氣葉片節(jié)氣門的角度,F(xiàn)üllungsregler會(huì)綜合進(jìn)氣壓力、溫度和排氣背壓的數(shù)據(jù)來調(diào)節(jié)節(jié)氣門角度,當(dāng)Füllungsdrossel完全打開時(shí),如果增壓器無法輸送足夠的空氣,則Füllungsregler會(huì)強(qiáng)行降低燃料的噴射量以匹配空氣的數(shù)量。

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Füllungsdrossel基本上取代了尋常的進(jìn)氣道節(jié)氣門設(shè)計(jì),普通的節(jié)氣門就是進(jìn)氣道里的一塊板,這或多或少都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效率或者導(dǎo)致湍流,F(xiàn)üllungsdrossel在增壓器的軸上,使空氣在未經(jīng)增壓器壓縮前就能被調(diào)節(jié)控制。

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這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣壓其實(shí)會(huì)受到外界溫度的影響,溫度越低,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓就越低,比較難控制,所以Jumo-213的自控系統(tǒng)就修正了這一缺點(diǎn),這套系統(tǒng)被稱為Motorbedien-gerat (MBG),是Jumo內(nèi)部自己開發(fā)的。

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舉個(gè)例子Jumo-213A動(dòng)力桿推滿90°KdW時(shí),外界氣溫為30℃時(shí)進(jìn)氣壓為1.56ata,外界氣溫0℃時(shí)進(jìn)氣壓為1.47ata,外界氣溫為-30℃時(shí)進(jìn)氣壓則只有1.38ata,因此引用發(fā)動(dòng)機(jī)手冊(cè)的話來說:“發(fā)動(dòng)機(jī)不是根據(jù)進(jìn)氣壓飛行的,而是根據(jù)轉(zhuǎn)速來飛行的?!?/p>

而Füllungsdrossel在效果上和DB的液力耦合效果差不多,根據(jù)Junkers公司自己聲稱,F(xiàn)üllungsdrossel系統(tǒng)節(jié)省了發(fā)動(dòng)機(jī)大量部件,并在成本、維修、調(diào)整和性能方面具有優(yōu)勢(shì),這可能是真的,因?yàn)楸捡Y后來的DB-603L和603N都有Füllungsdrossel。

在發(fā)動(dòng)機(jī)中、低負(fù)荷范圍內(nèi),空燃比是“Normal”正常檔,在起飛-戰(zhàn)斗檔動(dòng)力Steig- und Kampf-leistung(動(dòng)力桿72-90KdW)時(shí),空燃比是“Reiche”富混合氣檔。在靜止?fàn)顟B(tài)下噴油泵是“Reiche”,等待油壓起來之后才會(huì)切換到“Normal”。

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混合氣從Normal到Reiche的切換是完全自動(dòng)的,只取決于動(dòng)力桿的位置。

如果只操作Füllungsdrossel不手動(dòng)干預(yù)的話,發(fā)動(dòng)機(jī)無法正常啟動(dòng)和關(guān)閉,因此還有一個(gè)追加的機(jī)械操作怠速節(jié)氣門,這個(gè)節(jié)氣門設(shè)計(jì)就很傳統(tǒng),而且是獨(dú)立的,在400-500rpm時(shí)會(huì)關(guān)閉到只有2mm的間隙,在1800rpm后完全打開。

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有了這個(gè)裝置,即使Füllungsregler出現(xiàn)故障發(fā)動(dòng)機(jī)依然可以正常工作。飛行員需要停止自控系統(tǒng)的液壓油供應(yīng),方法就是將動(dòng)力桿從空轉(zhuǎn)位置再向后拉10°到Stopp位置即可,可以降低噴油泵的泵送量使得發(fā)動(dòng)機(jī)不能再運(yùn)行。

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螺旋槳調(diào)速器也是通過自控系統(tǒng)根據(jù)動(dòng)力桿的位置來調(diào)控的,點(diǎn)火正時(shí)也是。為了能夠從動(dòng)力桿的位置識(shí)別出發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài),在發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝了一個(gè)帶刻度的圓盤,上面標(biāo)明了發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)對(duì)應(yīng)的動(dòng)力桿位置。

在動(dòng)力桿0-12°之間開啟自動(dòng)俯沖控制系統(tǒng),自控系統(tǒng)還能為飛機(jī)計(jì)算出特定機(jī)型指定的俯沖速度。

如果自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,可通過發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)突然不平穩(wěn)和同時(shí)出現(xiàn)的油耗突然下降來識(shí)別

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發(fā)動(dòng)機(jī)操作手冊(cè)中提到的另外幾點(diǎn)有趣的地方,時(shí)間是1944年5月

暖機(jī)

在散熱器擋板關(guān)閉的情況下運(yùn)行發(fā)動(dòng)機(jī),轉(zhuǎn)速維持在約為1000至1200轉(zhuǎn)/分,直到潤滑油溫度達(dá)到20°C,然后逐漸提高轉(zhuǎn)速最高可達(dá)2000轉(zhuǎn)/分,直到冷卻液達(dá)到60°至70°C,由于潤滑油熱交換器的作用,潤滑油溫度也上升到了約45°C

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油耗測試

動(dòng)力桿47°KdW下消耗量約285±20L/h,如果超過這個(gè)公差數(shù)值就必須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行全面檢查。

當(dāng)滑跑或起飛時(shí)一定要避免轉(zhuǎn)速低于1000rpm,如果可能的話盡量在滑跑過程中關(guān)閉散熱器翼片自動(dòng)控制,因?yàn)槠渥钥叵到y(tǒng)設(shè)定最高冷卻液溫度為100℃。

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維護(hù)說明

運(yùn)行100小時(shí)候就需要拆除發(fā)動(dòng)機(jī)Teilüberholung,部分大修。

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Jumo 213 J項(xiàng)目值得特別一提:如果說Jumo-213A-F都無法滿足利希特博士的豪言壯語,那J多少可能沾了點(diǎn)邊——213J的缸徑達(dá)到了155mm,排量提升到了37.4升,壓縮比也更高,轉(zhuǎn)速更是達(dá)到了3700rpm,同時(shí)代活塞速度達(dá)到20.35m/s,世界最快,沒有之一,而且利希特博士終于在213J上使用了4氣門構(gòu)型,213J可以說是一臺(tái)全新的發(fā)動(dòng)機(jī),總共有6臺(tái)試驗(yàn)機(jī)被制造完成,但沒有一臺(tái)保存下來,根據(jù)最近的研究,美國萊特機(jī)場戰(zhàn)后測試的所謂“213J”——很可能只是一臺(tái)213F。因此對(duì)于Jumo-213J,幾乎沒有任何已知的訊息,我們只知道英國人對(duì)其做出過很高的評(píng)價(jià)。


Jumo-213發(fā)動(dòng)機(jī)解析與比較——修改版的評(píng)論 (共 條)

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