PL20637B1 - Urzadzenie do okreslania mocy silników spalinowych. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy urzadzenia do okre¬ slania mocy szybkobieznych silników spali¬ nowych, zwlaszcza lotniczych. Dotychczas trudno bylo okreslic dokladnie moc silnika w sposób prosty, bez wyjmowania go z sa¬ molotu. Zwlaszcza odnosi sie to do silni¬ ków, chlodzonych pradem powietrza, po¬ wstajacym podczas lotu. Silniki te przy ba¬ daniu mocy musza byc wskutek tego chlo¬ dzone silnym strumieniem powietrza.

Do stwierdzania mocy silników lotni¬ czych lub podobnych stosowano dotych¬ czas zwykle wodne hamulce wirowe (kolo lopatkowe z narzadami oporowemi) w oslo¬ nie, calkowicie albo czesciowo napelnionej woda, smigla hamulcowe, (ramiona wiruja¬ ce w powietrzu, z powierzchniami oporo¬ wemi) lub wreszcie smigla wzorcowe.

Stosowanie takich mierników ma wiele wad. Wodny hamulec wirowy nie moze byc nasadzony bezposrednio na wal silnika wskutek swego wielkiego ciezaru; silnik musi byc wiec wyjety z samolotu i ustawio¬ ny w celu sprzezenia z hamulcem na spe¬ cjalnym stojaku.

Przy uzyciu smigiel hamulcowych silnik musi byc równiez wyjety z samolotu i umie¬ szczony w specjalnym stojaku, który u- mozliwia wahliwe osadzenie silnika. Silnik trzeba zatrzymywac kazdorazowo w celu zmiany przekazywania mocy smigiel ha¬ mulcowych, o ile nie stosuje sie smigielhamulcowych, bardzo skomplikowanych i przestawnych w biegu.

Uzycie zarówno wodnego hamulca .wi¬ rowego, jak i skrzydel hamulcowych do ba¬ dania silników, chlodzonych podczas lotu wiatrem, wymaga stosowania oddzielnej dmuchawy; przy stosowaniu smigiel hamul¬ cowych strumien powietrza chlodzacego moze wytworzyc, dzialajac na wahliwie o- sadzony silnik, sily, które wplywaja nieko¬ rzystnie na dokladnosc pomiaru momentu obrotowego. < Stosowanie smigla wzorcowego usuwa wprawdzie koniecznosc uzycia specjalne¬ go stojaka do badan, lecz posiada szereg innych wad. Pomiary sa od poczatku obcia¬ zone bledami wzorcowemi; nie zawsze jest mozliwe wylaczenie dzialania wiatru; wy¬ niki pomiarów wymagaja poprawki dodat¬ kowej odpowiednio do kazdorazowej gesto¬ sci powietrza; moc, odbierana przez smi¬ glo, nie moze byc zmieniana niezaleznie od liczby obrotów; przy badaniu silników, chlodzonych pradem powietrza, powstaja¬ cym przy locie, nie zawsze mozna pominac specjalnej dmuchawy chlodzacej, poniewaz czesc strumienia powietrza, wytworzonego przez smiglo, uderzajaca silnik, jest zwykle slabsza, niz strumien wiatru podczas nor¬ malnego lotu. Znane sa takze dmuchawy powietrzne do okreslania mocy silników lotniczych lub podobnych, które jednak z powodu nieodpowiedniego prowadzenia po¬ wietrza staja sie bardzo wielkie i ciezkie i wskutek tego nie nadaja sie do zakladania bezposredniego na wal silnika lub wyma¬ gaja oddzielnych urzadzen do chlodzenia silnika. n Celem wynalazku jest przyrzad do mie¬ rzenia mocy silnika, zasilanego powietrzem o cisnieniu atmosferycznem. Przyrzad pod wzgledem odbierania mocy mozna latwo i w prosty sposób regulowac. Przyrzad osa¬ dza sie bezposrednio na wal silnika, a wiec nie potrzeba wyjmowac silnika z samolotu.

Przyrzad umozliwia dokladny, bezposredni pomiar momentu obrotu, w zastosowaniu zas do silników, chlodzonych powietrzem, nie wymaga specjalnych dmuchaw chlodza¬ cych.

Przyrzad wedlug wynalazku posiada na¬ rzad wirujacy, dostarczajacy powietrze, (skladajacy sie z jedno lub wielostopnio¬ wego wirnika lub z kilku takich wirników, które moga byc osadzone równolegle lub je¬ den za drugim), i zostaje uruchomiany za- pomoca walu silnika. Przyrzad zaopatrzo¬ ny jest w oslone z lopatkami i narzadami regulujacemi, osadzona swobodnie i wahli¬ wie. Powietrze z wirnika stwarza moment obrotu wskutek tarcia i nacisku lopatkowe¬ go, przyczem moment ten utrzymuje w rów¬ nowadze zewnetrzny, przeciwny moment obrotu. Przynajmniej czesc powietrza, do- starczanego zapomoca wirnika, wychodzi z oslony, mianowicie, po stronie, zwróconej ku silnikowi, i zostaje stale uzupelniana powietrzem z zewnatrz. Ta czesc powietrza jest kierowana na czesci chlodzone silnika (w silnikach, chlodzonych wiatrem podczas lotu — na zdbra cylindrów, w silnikach, chlodzonych woda — na znajdujaca sie zwykle na czolowej stronie silnika zwrot¬ na chlodnice wody chlodzonej), wskutek czego urzadzenie chlodnicze, tak jak i pod¬ czas lotu, jest chlodzone odpowiednim strumieniem powietrza, wystarczajacym do chlodzenia. Polozenie i ksztalt otworów wylotowych w oslonie dla powietrza nale¬ zy dostosowac do rodzaju silnika (np. sil¬ nika z ukladem cylindrów w gwiazde lulb silnika z cylindrami szeregowo ustawione- mi) oraz do polozenia i ksztaltu czesci sil¬ nika lub chlodnicy zwrotnej, chlodzonych powietrzem. W przyrzadach do mierzenia mocy silników z ukladem cylindrów w gwiazde wystarcza czesto jednolity, pier¬ scieniowy otwór wylotowy. Powietrze, prze¬ plywajace w oslonie od wirnika do wylo¬ tu, zostaje, w celu osiagniecia jak najmniej¬ szego odstepu miedzy wirnikiem i silnikiem, prowadzone zapomoca dwóch ukladów lo- — 2 —t^atek od Wylotu wiftuka najpierw promie¬ niowo do wewnatrz, a nastepnie odwrócone w osiowym kierunku wylotowym. Dzieki o- sioWo skierowanemu wylotowi (bez sklado¬ wej stycznej), sila powietrza wychodzacego nie moze wywierac reakcyjnego momentu obrotu, zmieniajacego wynik pomiarów.

Powiekszenie mocy, odbieranej przez przyrzad pomiarowy, mozna osiagnac w ten sposób, ze czesc powietrza, dostarcza¬ nego zapomoca wirnika, doprowadza sie przewodem zwrotnym do wirnika. O ile czesc powietrza, uchodzaca nazewnatrz, nie jest potrzebna do chlodzenia silnika, to mo¬ ze byc ona w porównaniu z ta obiegajaca czescia powietrza stosunkowo mala i wte¬ dy sluzy do usuwania nazewnatrz ciepla, wytworzonego w przyrzadzie pomiarowym, w celu zabezpieczenia go przed nadmier- nem ogrzaniem. Do pomiarów krótkotrwa¬ lych cale powietrze, wytworzone zapomo¬ ca wirnika, moze obiegac wewnatrz przy¬ rzadu.

Do regulowania mocy odbieranej zmie¬ nia sie ilosc powietrza, doprowadzonego przez wirnik; oprócz tego mozna takze zmieniac dowolnie cisnienie powietrza.

Zmiana ilosci powietrza, uchodzacego na¬ zewnatrz, moze sie odbywac zapomoca dla¬ wików przy wlocie powietrza; do zmiany ilosci obiegajacej czesci powietrza mozna zastosowac dlawiki w kanale zwrotnym.

Gdy -regulowanie ma byc osiagniete przez zmiane wysokosci cisnienia, nalezy zasto¬ sowac dlawiki w kanale wylotowym czesci powietrza, uchodzacej nazewnatrz, a gdy przyrzad posiada kanal zwrotny, takze w tym kanale.

Takiprzyrzad zajmuje tak mala prze¬ strzen w kierunku osiowym i promienio¬ wym i posiada tak mala wage, iz moze byc osadzony latwo zamiast smigla na koncu walu silnika.

Rysunek przedstawia przyklad wykona¬ nia przedmiotu wynalazku. Fig. 1 przed¬ stawia przyrzad w przekroju podluznym; fi£ 2 W kwadrancie A przedstawia przy¬ rzad w widoku w kierunku strzalki a, w kwadrancie— B w przekroju wedlug linji B — B, w kwadrancie C — w przekroju wedlug linji C— C, w kwadrancie D -—w przekroju wedlug linji D — D; fig. 3 — pierscieniowy przekrój wedlug linji /// r— /// w rozwinieciu; a fig. 4 — hamulec w mniejszej podzialce w widoku na przednia strone czolowa (strzalka b).

Wedlug fig. 1 bezposrednio na czopie osiowym 1 silnika 2 jest osadzona piasta 3 wirnika 4 dmuchawy. Wirnik jest otoczony oslona 5, która w lozyskach 6 i 7 jest osa¬ dzona swobodnie obrotowo na piascie 3.

W oslonie wykonane sa dwie drogi, dla po¬ wietrza, odplywajacego z wirnika 4, mia¬ nowicie, kanal 8, prowadzacy nazewnatrz ku silnikowi, oraz kanal 9, prowadzacy zpo- wrotem do wlotu wirnika. Wlot wirnika jest polaczony kanalem 10 i otworem 11 w scianie czolowej oslony 5 z atmosfera. W kanalach 8 i 9 znajduja sie lopatki 12 wzglednie 13, które odwracaja powietrze, wystepujace z wirnika, w przyblizeniu stycznie w kierunku mniej wiecej promie¬ niowym. Wskutek tej zmiany kierunku po¬ wietrze wywiera nacisk na lopatki, który dazy do obracania oslony w kierunku obro¬ tu wirnika (strzalka c na fig. 4). Na oslonie sa umieszczone dzwignie 14, 15, na które moga dzialac sily zewnetrzne P (np. ciezar¬ ki, sprezyny lub podobne narzady), które utrzymuja oslone wobec sily powietrza w równowadze. Strumien powietrza, wyply¬ wajacy z oslony kanalem 8, przeplywa o* tworem 16 w scianie czolowej, skierowanej ku silnikowi nazewnatrz. Te otwory, w ce¬ lu jednoczesnego wyzyskania strumienia powietrza do chlodzenia, sa rozmieszczone naprzeciw cylindrów 2 silnika. W kanale wylotowym 8 znajduja sie lopatki 17, 18, które odwracaja powietrze, przeplywajace najpierw w kierunku do osi (promienio¬ wym) , w kierunku równoleglym do osi. Aby uniknac wywierania reakcyjnego momentu — 3 —obrotu na oslone 5 przez powietrze ucho¬ dzace nazewnatrz, czyli w celu pozbawienia strumienia powietrza skladowej stycznej, przy wylocie znajduja sie dodatkowe lo¬ patki, ustawione promieniowo. Te lopatki, w celu latwego wyrównywania malych ble¬ dów wylotowych, sa osadzone obrotowo na promieniowych walkach i zaopatrzone w na¬ rzady nastawcze, np. korby 21. Korby 21 moga byc polaczone pierscieniem 22, w ce¬ lu jednoczesnego nastawiania.

Wirnik 4 w przykladzie wykonania jest dwustopniowy i posiada dwa wience lopa¬ tek 24, 25, miedzy któremi znajduje sie wieniec lopatek kierujacych 26, osadzonych na oslonie na stale.

Do nastawiania lub zmiany czesci po- wietrza, przeplywajacej przez przyrzad i w nim wirujacej, sluza cylindryczne suwaki 28 lub 29, przesuwne w kierunku osi oslony i przestawiane, np. zapomoca dzwigni 30, 31.

Suwak 28, regulujacy ilosc powietrza przeplywajacego, posiada pierscieniowe zgrubienie 32, skierowane do wewnatrz, któ¬ re wspóldziala z plaszczyzna skosna 33 po¬ wierzchni, ograniczajacej wirnik w taki sposób, ze przy wsuwaniu suwaka 28 prze¬ krój wlotowy sie zmniejsza, lub odwrotnie przy wysuwaniu suwaka — zwieksza. Drugi suwak 29 zamyka odpowiednie przy prze¬ stawianiu wewnetrzny koniec kanalu 9.

Zamiast tych suwaków lub oprócz nich moga byc uzyte do regulowania strumienia powietrza takze inne narzady, np. nastaw¬ ne lopatki w kanalach 8 lub 9. Jako przy¬ klad, czesc kwadraiitu B (fig. 2) uwidocznia w kanale wylotowym 8 zastosowane lopatki nastawne, skladajace sie z czesci stalej 35 i czesci ruchomej 37, osadzonej na walku 36. Przez przestawianie czesci ruchomej 37 inozna zmieniac ilosc powietrza uchodza¬ cego. Czesc kwadrantu D uwidocznia lopat¬ ki 39, osadzone w kanale zwrotnym obro¬ towo na walkach 38. Przez obrót tych lopa¬ tek zmienia sie ilosc obiegajacego powie¬ trza. Za obrotowemi lopatkami moga t>y£ &- sadzone lopatki nieruchome 40 do zupelne¬ go odwracalna Jtierunku przeplywu powie¬ trza do kierunku promieniowego. Przez jednoczesne przestawienie naj-zadów regu^ lujacych wjkanalach 8 i 9 osiaga sie zwiek¬ szenie cisnienia w wylocie wirnika, wsku- tek czego zakres pomiarów sprzetu moze byc powiekszony.

Z a s t rz e z a o.i a p at en t o w e, , 1. Urzadzenie do okreslania mocy sil¬ ników spalinowych, zwlaszcza lotniczych, z wirnikiem, dostarczajacym powietrze, uru¬ chomianym zapomoca tegoz silnika, oraz ze swobodnie obracajaca sie oslona z lopatka¬ mi, które odprowadzaja powietrze, dostar¬ czone przez wirnik, w kierunku osiowym nazewnatrz, znamienne tern, ze przyrzad pomiarowy jest osadzony swobodnie obro¬ towo na koncu (1) walu silnika* przyczem, w celu jak najwiekszego zmniejszenia odle¬ glosci miedzy silnikiem (2) i wirnikiem (4), w oslonie (5) do prowadzenia powietrza, doplywajacego z wirnika i doprowadzanego do urzadzenia chlodzacego silnika, sa wy¬ konane przynajmniej dwa po sobie naste¬ pujace uklady lopatek (12, wzglednie 17,18) z krzyzujacemi sie kierunkami powierzchni lopatkowych, które kieruja powietrze z mniej,wiecej stycznego kierunktt^przeplywu w wylocie wirnika najpierw przynajmniej w przyblizonym promieniowym kierunku, a potem dopiero w kierunku osiowym, zwró¬ conym ku urzadzeniu chlodzacemu. 2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, zna¬ mienne temf ze miedzy wylotem i wlotem wirnika posiada kanal zwrotny (9), wsku¬ tek czego czesc powietrza, doprowadzane¬ go przez wirnik (4), moze stale obiecac przez wirnik i oslone. 3. Urzadzenie wedlug zastrz. 112, zna¬ mienne tern, ze w ka;nal zwrotny (9) jest wlaczony przyrzad (29 wzglednie 39) do regulowania strumienia powietrza. — 4 =-4. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, 2 i 3, znamienne tern, ze narzady (29 wzglednie ^9), regulujace strumien powietrza, znaj¬ duja sie w kanale zwrotnym (9), a narzady (37) — w kanale wylotowym (8) strumienia powietrza, uchodzacego nazewnatrz, w tym celu, aby umozliwic regulowanie mocy przez powiekszenie cisnienia w wylocie wir¬ nika. 5. Urzadzenie wedlug zastrz, 1 — 4, znamienne tern, ze w otworach wylotowych (16), znajdujacych sie w oslonie, sa umie¬ szczone lopatki (20), osadzone obrotowo o- kolo promieniowo ustawionych walków, w celu usuwania stycznej skladowej strumie¬ nia powietrza wychodzacego. 6. Urzadzenie wedlug zastrz, 1 — 5, znamienne tern, ze narzad, doprowadzaja¬ cy powietrze, jest kilkostopniowy. 7. Urzadzenie wedlug zastrz. 6, zna¬ mienne tern, ze wience lopatek wirnika (24, 25), nalezace do róznych stopni, sa osadzo¬ ne na tym samym wirniku, przyczem mie¬ dzy temi wiencami znajduja sie na oslonie nieruchome wience lopatek kierujacych (26). 8. Urzadzenie wedlug zastrz. 1 — 7, znamienne tern, ze otwpry wylotowe (16) dla strumienia powietrza, wychodzacego z oslony (5), pod wzgledem polozenia i ksztaltu sa dostosowane po stronie, skiero¬ wanej ku silnikowi, do urzadzen chlodza¬ cych silnika i znajduja sie bezposrednio na¬ przeciw tych urzadzen.

Junker s Mo t or enb a u G. m. b. H.

Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy.P £ P Do opisu patentowego Nr 20637.

Diuk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa.