Авиационный двигатель Zündapp Z 9-092 мощностью 50 л.с.

12
7

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF, доработан мной и отредактирован уважаемым коллегой rеdstar72. Перевод был выполнен в сентябре 2015 года. 

Содержание:

Предисловие

В ноябре 1938 года в авиационной прессе появилось несколько необычное, но обрадовавшее многих людей, заинтересованных данной темой, сообщение о новом авиационном двигателе и о том, как он был создан:

«В нюрнбергской компании Zündapp-Werke в спокойной обстановке были проведены исследования, в результате которых был создан новый четырехтактный четырехцилиндровый перевёрнутый авиационный двигатель с воздушным охлаждением. Данный двигатель подтвердил свою мощность и надёжность на различных типах самолётов. Особенно хотелось бы выделить, что этот новый авиационный двигатель благодаря своей прочности и простой конструкции хорошо подходит одновременно для учебных, тренировочных, спортивных самолётов и для самолётов гражданской авиации. Двигатель выдержал типовые испытания. При его создании конструкторы стремились обеспечить удобный доступ ко всем деталям и им это удалось».

Рис. 1. Серийная модель. Вид справа

Рис. 1. Серийная модель. Вид справа

Рис. 2. Опытный образец с двумя карбюраторами

Рис. 2. Опытный образец с двумя карбюраторами

Рис. 3. Опытный образец с одним карбюратором

Рис. 3. Опытный образец с одним карбюратором

На самом деле 50-сильный двигатель Z 9-092 и его «меньший брат» 40-сильный Z 9-090 уже устанавливались на нескольких типах самолетов, на которых хорошо показали себя. Программа испытаний RLM для варианта Z 9-090 мощностью 40 л.с. была известна с 2 декабря 1937 года.

вернуться к меню ↑

Рекорды

Хотя компания Zündapp-Motoren и являлась новичком в данной отрасли, тем не менее ей уже удалось установить многочисленные мировые рекорды:

31 января 1939 года пилот Цизе (Ziese), работавший в компании Siebel-Flugzeugwerke, Галле (Halle) на реке Зале (Saale), в полете на Si 202 Hummel, оснащенном 50-сильным двигателем Zündapp, установил мировой рекорд высоты в классе самолетов с двухлитровыми авиадвигателями и с экипажем из двух человек, поднявшись на 5982 метра. Это значительно превышало предыдущее достижение – 4872 метра.

3 февраля 1939 года Цизе на Si 202 Hummel установил международный рекорд в классе самолетов с двухлитровыми авиадвигателями и с экипажем из одного человека на борту, достигнув высоты 7043 метра. Прежний рекорд был равен 5851 метру.

24 марта 1939 года пилот Альфельд (Ahlfeld) из расположенной в Рангсдорфе (Rangsdorf) авиастроительной компании Bücker-Flugzeugwerke на оснащенном 50-сильным двигателем самолёте Bücker Student в классе самолетов с двухлитровыми авиадвигателями и с экипажем из двух человек на трассе протяженностью более 1000 км превысил международный рекорд скорости в 144,148 км/ч, преодолев маршрут со скоростью 171,953 км/ч.

Рис.4. Опытный образец с увеличенным поддоном картера

Рис.4. Опытный образец с увеличенным поддоном картера

20 апреля 1939 года пилот Бранденбург (Brandenburg) на оснащенном 40-сильным двигателем Zündapp самолёте гамбургского инженера Ганса Гюнтера Мёллера Stürmer установил между­народный рекорд скорости в классе самолетов с двухлитровыми авиадвигателями и с экипажем из одного человека на борту на трассе протяженностью 100 км – 185,204 км/ч, превысив прежнее достижение в 179,229 км/ч.

26 апреля 1939 года тот же пилот на том же самолете установил между­народный рекорд скорости в классе самолетов с двухлитровыми авиадвигателями и с экипажем из одного человека на борту на трассе 1000 км. Он прошел маршрут со средней скоростью 187,746 км/ч, в то время как предыдущий рекорд составлял 170,809 км/ч.

5 июля 1939 года пилот доктор Платц (Dr. Platz) на оснащенном двумя 50-сильными двигателями Zündapp самолёте Gothaer Waggonfabrik Go 150 установил новый мировой рекорд высоты полёта в классе C, 3-я категория (2–4 литра), достигнув высоты 8048 метров. Прежний рекорд был равен 7470 метрам.

2 августа 1939 года работавший в лейпцигской авиастроительной компании Erla-Maschinenwerke G.m.b.H. пилот Габлер на оснащенном 50-сильным двигателем Zündapp самолёте Erla 5D на 1915-километровом маршруте Фридрихсхафен – Веннес (Vaennaes), Северная Швеция, установил новый международный рекорд дальности полёта для лёгких самолётов. Прежний рекорд был равен 1631,8 км.

Потом началась Вторая Мировая война, и от мировых рекордов все переключились на другие более насущные задачи.

Рис. 5. Опытный образец двигателя на испытательном стенде

Рис. 5. Опытный образец двигателя на испытательном стенде

вернуться к меню ↑

Соревнования

В соревнованиях моторам данного типа также удалось добиться нескольких прекрасных успехов:

В апреле 1939 года Фриц Ауферманн (Fritz Aufermann) на оснащенном 50-сильным двигателем Zündapp самолёте Erla 5D пролетел по маршруту Берлин – Рим – Триполи – Бенгази – Каир – Багдад – Тегеран – Стамбул – София – Бухарест – Берлин протяженностью 20 000 км без единой поломки.

В мае 1939 года пилоты Веллерсхаус (Wellershaus) и Халлер (Haller) на авиационных соревнованиях «восточные земли» (Ostlandflug) среди пилотов-спортсменов из местного национал-социалистического летного корпуса и пилотов Luftwaffe на оснащенном 50-сильным двигателем Zündapp двухместном самолёте Si 202 Hummel заняли второе место.

В июне 1939 года вновь два самолёта Si 202 Hummel с 50-сильными двигателями Zündapp добились двух успехов. В рамках первого Всемирного конгресса авиапрессы пилот Веллерсхаус и доктор Келлер (Keller) в ходе проведения соревнований «Звездный полет» (Sternflug) завоевали первое место, а пилот Клардон (Clardon) и доктор Кредель (Dr. Kredel) стали третьими.

В августе 1939 года пилот Харменс (Harmens) на самолёте Go 150 с двумя 50-сильными двигателями Zündapp победил в четырехдневных соревнованиях «Немецкое побережье» (Deutschen Küstenflug).

Рис. 6. Двигатель Z 9-092. Вид слева

Рис. 6. Двигатель Z 9-092. Вид слева

вернуться к меню ↑

Техническое описание двигателя Z 9-092

Четырехцилиндровый рядный с висящими (hängenden) цилиндрами двигатель имел преимущество над двигателями с V-образным открытым сверху блоком цилиндров, поскольку без проблем можно было устанавливать коленчатый вал с подшипниками и шатунами. В верхней части двигателя над блоком цилиндров прочно крепился имеющий форму ящика картер масляного бака. Особенно продуманно была выполнена установка подшипников. Так, четыре шатуна и пять основных игольчатых подшипников коленчатого вала распределялись по несущему корпусу и отдельно вставлялись через такую же раздельную каретку с боковой дорожкой.

Отдельные стальные цилиндры крепились к картеру при помощи болтов. Головки цилиндров изготавливались из лёгкого сплава, способного переносить высокие термические нагрузки. Камера сгорания шарообразная с косо висящими клапанами. Благодаря этому техническому решению с одной стороны была получена довольно высокая удельная мощность в 25 л.с. на один литр рабочего объёма, а с другой стороны двигатель, несмотря на степень сжатия, равную 6,2, без неполадок работал на авиационном бензине со сравнительно низким октановым числом 74. Благодаря боковому расположению толкающих штанг, которые работали через рычаги с игольчатыми подшипниками и приводили в действие клапаны, к свечам зажигания обеспечивался удобный доступ и обеспечивалось особенно удачное охлаждение цилиндров.

Рис. 7. Двигатель Z 9-092, вид спереди

Рис. 7. Двигатель Z 9-092, вид спереди

Рис. 7а. Этот же двигатель со стороны карбюратора

Рис. 7а. Этот же двигатель со стороны карбюратора

Рис. 7б. Вид спереди, вид сзади

Рис. 7б. Вид спереди, вид сзади

Шатуны с Н-образным поперечным сечением, поршни с плавающими втулками, тремя компрессионными и одним маслосъёмным кольцом. Оба распределительных вала приводились в действие через привод, расположенный в задней части двигателя. Распределительные валы вставлялись в расположенные слева и справа подшипники. Масло для смазки подшипников распределительных валов подавалось через нагнетавший и забиравший масло насосы, расположенные в передней части двигателя. В задней части двигателя располагались топливный насос DBU/KM 12 и датчик оборотов двигателя с прямым спиральным приводом. Вместо обычного механического указателя оборотов на этом двигателе использовался электрический.

Охлаждение осуществлялось за счет подачи охлаждающего воздуха к двигателю по двум шахтам и дефлекторам. Одна из этих шахт располагалась справа от цилиндров двигателя. По высоте она была равна высоте цилиндров. Вторая шахта располагалась между клапанами посередине головок цилиндров. Через дополнительные отверстия в моторном капоте, особенно в коке винта, воздух снаружи попадал в подкапотное пространство к моторному блоку и к масляному баку.

Смазка – как обычно у двигателей с сухим картером, у которых моторное масло поршневым насосом подавалось к коленчатому валу и от него к подшипникам шатунов. В трех местах в картере масло забиралось состоящим из трех частей масляным насосом и через щелевой фильтр подавалось к расположенному выше масляному баку. Четырех литров масла было достаточно для полёта протяженностью 1000 км. Благодаря установленному сверху масляному баку монтаж двигателя был особенно простым. Маслопроводы, как и топливопроводы, относились к двигателю и поставлялись вместе с ним.

Рис. 8. Двигатель Z 9-092 с механическим указателем оборотов двигателя, вид сзади

Рис. 8. Двигатель Z 9-092 с механическим указателем оборотов двигателя, вид сзади

Рис. 9. Двигатель Z 9-092 с электрическим указателем оборотов, вид сзади

Рис. 9. Двигатель Z 9-092 с электрическим указателем оборотов, вид сзади

Магнето фирмы Bosch с простым воспламенением (I F 4) и автоматической регулировкой угла опережения зажигания с максимальными 35° перед верхней мёртвой точкой (ВМТ). Магнето приводилось через прямой привод, расположенный на задней крышке двигателя. В этой крышке было установлено неподвижное приспособление, служившее для запуска двигателя. Устройство для проворачивания коленчатого вала двигателя было расположено слева от двигателя, если смотреть в направлении полёта, на высоте коленчатого вала.

Рис. 10. Коленчатый вал с шатунами

Рис. 10. Коленчатый вал с шатунами

Рис. 11. Двигатель Z 9-090 с увеличенным поддоном картера, установленный на самолёте Erla D 5

Рис. 11. Двигатель Z 9-090 с увеличенным поддоном картера, установленный на самолёте Erla D 5

Карбюратор с падающим потоком компании Pallas при низком расходе топлива обеспечивал хороший переход к различным режимам работы двигателя. Воздух к карбюратору засасывался через воздушный фильтр. Впускные каналы к цилиндрам двигателя подогревались выхлопными газами.

Воздушный винт Hirth-Nabe OH 106a был рассчитан на 2300 об/мин и выполнял две основные задачи: с одной стороны, воздушный винт должен был еще работать на режиме, где он достаточно эффективен, а с другой стороны, мощность двигателя должна была возрастать по мере увеличения оборотов винта. В конструкции мотора от понижающего редуктора было решено отказаться. Конструкция двигателя и роликов подшипников позволяла без опасений развивать максимальные обороты до 2550 об/мин, увеличивая при этом мощность двигателя до 55 л.с.

вернуться к меню ↑

Примечание

Автор благодарит компанию Zündapp-Werken и особенно г-на Зенгфельдера (Sengfelder) за предоставленные им материалы и фотографии.

Рис.12. Двигатель Z 9-092 на самолёте Klemm 25

Рис.12. Двигатель Z 9-092 на самолёте Klemm 25

Рис.12а. Характеристики мощности и расхода топлива

Рис.12а. Характеристики мощности и расхода топлива

Рис.13. Установка двигателя на самолёт Klemm 25. Моторный капот отсутствует

Рис.13. Установка двигателя на самолёт Klemm 25. Моторный капот отсутствует

вернуться к меню ↑

 Технические Данные двигателя

Тип двигателя

9–092 A 0

количество цилиндров

4

расположение

рядное, инвертированное

направление вращения коленчатого вала

по направлению полёта

привод

тянущий воздушный винт

Размерности двигателя:

диаметр цилиндра

85 мм

ход поршня

88 мм

рабочий объём

2,00 л

степень сжатия

6,2

Мощность и обороты:

максимальная мощность

50 л.с.

обороты двигателя

2300 об/мин

удельная мощность

25 л.с./л

продолжительная мощность (90 минут)

45 л.с.

обороты двигателя на продолжительном режиме работы

2225 об/мин.

расход топлива при работе на продолжительном режиме работы

220-230 г/л.с.×ч

расход масла при работе на продолжительном режиме работы

2 г/л.с.×ч

Газораспределение:

клапаны

по 2 на каждый цилиндр

расположение клапанов

висящие под углом

угол наклона клапанов

58°

колебания перемещения клапанов на прогретом двигателе

0,25 мм

колебания перемещения клапанов на непрогретом двигателе

0,30 мм

начало заполнения двигателя топливо-воздушной смесью при перемещении клапана в 0,5 мм

6° перед ВМТ

окончание заполнения поршня топливо-воздушной смесью

26° после НМТ

начало продувки цилиндра

28° перед НМТ

окончание продувки цилиндра

4° после ВМТ

Воспламенение топливо-воздушной смеси:

способ воспламенения топливо-воздушной смеси

магнето, простое

тип магнето

Bosch IF 4 ALS

порядок воспламенение топливо-воздушной смеси

1–3–4–2

воспламенение максимальное

35° перед ВМТ

воспламенение минимальное

10° после ВМТ

регулировка угла опережения зажигания

автоматическая

обороты двигателя, в пределах которых происходит изменение угла опережения зажигания:

700-900 об/мин.

Карбюратор:

Pallas SAF 30

тип

со свободнопадающим потоком с подающим топливо насосом

компания-производитель

Pallas

регулировка, диаметр впуска

23 мм

нормальный основной жиклёр

120 (115, 125) мм

дополнительный жиклёр

40 (45) мм

жиклёр холостого хода

55 мм

корректирующий жиклёр:

90 мм

жиклёр, регулирующий работу топливного насоса

200 мм

Топливный насос:

тип

DBU KM 12 B

мембранный насос

с регулятором давления

давление, создаваемое при работе топливного насоса

0,18–0,2 атм

минимальный диаметр зазора на рабочем режиме работы

5 мм

сорт топлива

A 5

Система смазки:

максимальный объём масляного бака (в горизонтальном положении)

3,5 л

минимальный объём масляного бака (в горизонтальном положении)

1,2 л

замер количества моторного масла

при помощи щупа

сорт моторного масла

Intava-Rotring

масляный насос (подающий масло)

поршневой

масляный насос (забирающий масло)

зубчатый, состоящий из трех частей.

обороты масляных насосов

в 2 раза выше оборотов двигателя

объем масла, прокачиваемого при рабочей температуре

~ 1 л/мин.

давление масла при рабочей температуре

0,2 атм

диаметр маслопровода

12 мм

очистка масла

щелевой фильтр EC

Площадь поперечного сечения отверстий системы охлаждения:

у цилиндра:

150 cм²

у головки цилиндра

150 cм²

отверстие в коке винта и отверстие для выхода тёплого воздуха

см. монтаж двигателя

максимально допустимая температура свечей зажигания

225°С

Стартер:

привод

ручной

расположение

по левому борту

привод указателя оборотов

механический

место расположения привода

в задней части двигателя на торцевой поверхности

обороты

в 2 раза выше оборотов двигателя

подключение

DIN Kr 5532

шкала указателя оборотов двигателя

0–3000 об/мин

Размеры и вес:

длина

800 мм

ширина

350 мм

высота

560 мм

вес, включая масляный бак, топливный насос, магнето и желоба из тонкого листового металла, по которым охлаждающий воздух распределяется в подкапотном пространстве

60 кг


источник: «Zündapp-Flugmotor Z 9-092, 50 PS» // Luftfahrt International, вып. 13

4
Комментировать

Пожалуйста, авторизуйтесь чтобы добавить комментарий.
3 Цепочка комментария
1 Ответы по цепочке
0 Последователи
 
Популярнейший комментарий
Цепочка актуального комментария
1 Авторы комментариев
Ansar02 Авторы недавних комментариев
  Подписаться  
новее старее большинство голосов
Уведомление о
NF

++++++++++

++++++++++

alex66ko
alex66ko

В принципе даже сейчас

В принципе даже сейчас актуален. Если конечно сертификацию пройдет.

NF

Сейчас новых разработок

Сейчас новых разработок хватает.

Ansar02

+!

×
Зарегистрировать новую учетную запись
Сбросить пароль
Compare items
  • Включить общее количество Поделиться (0)
Сравнить