Daimler-Benz DB-60x - особенности устройства, автоматика.

[-Slayer-]

Решил по случаю углубиться так ск-ть в устройство автоматики, обнаружил отсутствие профильной темы по двигателю, подумал не помешает - помнится что-то где-то обсуждалось, задавались вопросы, Дмитрий давал ответы - будет всё в одном месте, не помешает для всех интересующихся (и дабы потом снова не искать). Попался интересный документ с любимым немцами нечитаемым готическим шрифтом ), главное в нём есть интересная схемка наглядно иллюстрирующая работу автомата поддержания постоянного наддува - опишу в сравнении с имеющимися поршневыми.

Начать лучше видимо с того, что как известно основная особенность этого двигателя, отличающая его от большинства поршневых того времени - гидромуфта, плавно регулирующая скорость вращения крыльчатки нагнетателя в зависимости от изменяющегося внешнего атмосферного давления. Т.е. при изменении высоты полёта автоматика реагирующая на изменение внешнего давления меняет давление масла в муфте тем самым меняя обороты нагнетателя - IMHO наиболее продвинутое устройство, полностью использующее внешнее атм. давление (разгружающее двигатель при уменьшении высоты - увеличении внешнего давления), чего не происходит скажем на Мерлине союзников или БМВ Антона как и на практически всех ЛА того времени, у которых это давление отсекается, не считая разве что Доры у которой своя особенность устройства нагнетателя. Так же гидромуфта освободила конструкторов от необходимости использовать 2-х-скоростной нагнетатель (всё "плавно"), даже Дора именно этим не может похвастаться - у неё тоже 2 скорости.

Наличие гидроомуфты даёт объяснение особенностям устройства автоматики наддува DB. Т.е. к примеру у него заслонки, регулирующие наддув находятся в тракте после нагнетателя, а не до как у остальных - атмосферный воздух идёт прямо к нагнетателю "без приключений", всё происходит уже после сжатия. Первая мысль, которая приходит в голову - ему вроде как не нужен автомат постоянного наддува (который собственно изображён на схеме), по этому поводу задавал вопрос ранее в другой теме Yo-Yo (схемы в то время ещё не видел - по этой всё становится понятно) - Дмитрий сказал что функция одной из заслонок - "срезать" до идеального чуть повышенное давление, создаваемое нагнетателем. Думаю правильно будет предположить, что к этому он выполняет функцию коррекции по скоростному напору. Т.е. в тракте 2 заслонки - дальняя от нагнетателя (нижняя) соединяется с РУД, ближняя к нагнетателю - с автоматом наддува, автомат наддува в свою очередь через хитрый механизм так-же соединяется с РУД, т.е. изменение положения РУД вносит корректировку в работу автомата наддува (положение первой заслонки). Автомат наддува устроен по всей видимости принципиально аналогично остальным двигателям - анероид - металлическая герметичная "гармошка" с созданным внутри разряжением (нем. Barometerdose - "барометрическая коробка" - думаю общий термин, обозначающий анероид как часть измерителя атмосферного "Barometer" давления), в данном случае находящийся в камере соединённой с областью после заслонок (давлением наддува). Почему сделали именно 2 заслонки - вторая, соединённая с РУД на сколько понял служит "дублирующим элементом" на случай отказа первой (нем. Leistunhsklappe - силовая заслонка - видимо имеется ввиду "силовое" механическое воздействие пилота), так же эта заслонка в нормальном состоянии работает в диапазоне низких давлений, где первая не работает в силу конструктивных ограничений регулятора. Т.е. если всё правильно понял, перемещения РУД двигают обе заслонки, но именно автомат постоянного наддува - только первую (ближнюю к нагнетателю). Получается, что при изменении высоты на изменение внешнего давления реагирует гидромуфта нагнетателя (изменение внешнего атм. давления нивелируется изменением скорости вращения крыльчатки), а при изменении скорости ЛА (и соотв. давления наддува вследствие изменения скоростного напора) - изображённый на схеме автомат постоянного наддува посредством корректировки положения первой заслонки, если бы не этот автомат можно было-бы наблюдать "плавающий" в определённых пределах наддув при изменении скорости на одном и том-же режиме работы двигателя. Нужно оговориться, что автомат наддува начинает работать с давления чуть больше 1.2ata, т.е. "хождение" наддува при изменении скорости ЛА можно вполне себе наблюдать на экономичных режимах работы двигателя - не критично, учитывая что влияет только скоростной напор, но особенность интересная (ещё в том плане, что н-р у Мерлина на экономичных режимах происходит то-же самое - автомат постоянного наддува не работает, но кроме скоростного напора на давление влияет ещё и изменение высоты - выше про гидромуфту). Т.е. если сравнивать с Мерлином - у него (собственно как и у БМВ) заслонка находится до нагнетателя, соответственно при работающем автомате наддува она "фильтрует" давление ещё до сжатия, по этому скоростной напор так-же попадает под эту фильтрацию, у DB этот "фильтр" находится после нагнетателя - давление скоростного напора благополучно "проходит" через нагнетатель, и фильтруется уже за ним первой заслонкой и в совсем небольшом диапазоне (по сути именно только скоростной напор + небольшой излишек с нагнетателя), или не фильтруется вовсе на экономичных режимах - при этом наблюдаем "плавающий наддув" при изменении скорости.

На след. схеме показано как реагирует автоматика на изменение внешних условий (поддержание постоянного наддува - 1, 2, 3), и на перемещение РУД (4, 5), по отдельности видимо для наглядности. Фактически эти воздействия комбинируются (показаны крайние и средние положения).

Жёлтый цвет на схеме - масло под давлением, красный - слив масла. При изменении внешних условий (н-р скоростного напора) давление наддува (давление в камере - синий на схеме) так-же кратковременно меняется, анероид при этом меняет объём - происходит перемещение штока золотника, изменяющего сечения каналов масла (верхнего и нижнего), что под действием изменяющегося давления масла приводит к перемещению сервопоршня механически соединяющегося с заслонкой в тракте (положение 1,2). При достижении "нового равновесия" - нового положения заслонки при котором давление в камере возвращается к предыдущему состоянию "до нарушения равновесия" масляные каналы вновь перекрываются штоком (положение 3), поршень прекращает движение - суть работы автомата поддержания постоянного наддува.

Перемещение РУД как видно из схемы так-же воздействует на положение штока, т.е. приводит к "нарушению равновесия" - система реагирует описанным выше способом и приходит в равновесие при новом положении поршня (заслонки), но в отличие от вышеописанного - при новом давлении в камере. Т.е. перемещение РУД меняет как и положено давление наддува - не на прямую в данном случае, через воздействие на автоматику - по сути "перенастраивают" систему на новый наддув.

На экономичных режимах, когда давление в камере устанавливается ниже ~1.2ata насколько понял достигается предел, за которым анероид конструктивно уже не может увеличивать свой объём, шток золотника вследствие этого так-же перестаёт автоматически возвращаться в нейтральное положение (перекрывать масляные каналы), другими словами перестаёт работать автомат поддержания постоянного наддува, как результат - "хождения наддува" от скоростного напора на экономичных режимах. Перемещение РУД в этом случае воздействует напрямую на шток золотника, плавно меняя давление масла в сервопоршне, т.е. РУД в данном случае непосредственно управляет положением заслонки.

Жаль не удалось найти общей схемы устройства автоматики "в комплексе" аналогичной схеме БМВ (в соотв. теме). Из того, что сейчас ясно (ранее обсуждалось) - у DB прямая механическая связь наддува и оборотов двигателя (что-то вроде командогетара БМВ), но вроде как реализовано проще. Видимо имеется принципиально-похоже (на остальные двигатели) устроенный высотный корректор (сильфон) в виде отдельного элемента. Об остальном возможно позже, если есть какие ошибки или несоответствия, просьба Д.Yo-Yo поправить (или дополнить).

Edited December 5, 2023 by -Slayer-

[-Slayer-]

Нем. Gemischregler - регулятор смеси (попалась ещё одна интересная схема) - устройство, дозирующее топливо. Как и предполагалось в его состав входит высотный корректор (на схеме Hohen-Druckfuhler) - отвечает за определение плотности воздуха, работает аналогично подобным устройствам остальных двигателей (у БМВ сделано сложнее, но общий принцип сохраняется) - сильфон (гармошка с газом - на схеме Dosensatz) реагирует на изменение окружающего давления и температуры, находится в камере соединяющейся с внешней атмосферой, воздействует на управляющую механику при изменении объёма гармошки (т.е. плотности окружающей атмосферы). Второй активный элемент - камера (на схеме ниже сильфона) разделённая на 2 части мембраной, одна часть камеры соединяется с атмосферой, вторая - с участком воздушного тракта после заслонок, реагирует соотв. на изменение давления наддува, так-же воздействует на управляющую механику. Т.е. у DB (как и у БМВ) нет элемента, работающего на Мерлине по принципу трубки Вентури, который реагирует на изменения объёмного расхода воздуха вызванные перемещениями РУД - у DB в расчёт берётся давление наддува, выполняет ту же функцию. У БМВ это конечно чуть по другому работает (учитывая разницу устройств) - т.е. имеем ещё один вариант реализации с некими общими принципами для всех двигателей.

Он-же в чертеже:

Edited May 7, 2022 by -Slayer-

[Shtahel]