Jump to content

АШ-82ФН - особенности устройства, автоматика.


-Slaуer-

Recommended Posts

Тема для последующего переноса в профильный раздел по Ла-7.

Авиационный_мотор_АШ-82ФН.pdf

Ню что приступим). Было интересно как на двигателе АШ-82ФН (Ла-5ФН и будущая Ла-7 в симуляторе) работал высотный корректор - устройство, поддерживающее постоянное соотношение топлива и окислителя в топливной смеси. Почему интересовал больше всего именно этот элемент - помню в старом Ил-2 на советской технике нужно было вручную регулировать состав смеси, когда выяснилось что на И-16 от Октопус (и в реальности) стоял таки автоматический высотный корректор, естественно возникли сомнения по более поздним ЛА. Собсно не долго мучаясь нашёл в сети данную книжку (ссылка выше, в сети есть pdf в плохом качестве и набор сканов в приемлемом - это pdf из набора сканов), в ней неплохо описано устройство регулятора смеси устанавливавшегося на этот двигатель. Кто до сих пор летает в "старичке" - напишите пож. нужно ли там на Ла-5ФН и Ла-7 регулировать состав смеси (использовать высотный корректор) вручную - уже точно не помню, может спутал с другим ЛА.

Общий принцип работы заключается в реакции блока анероидов (гармошки) на изменение давления и температуры воздуха (атмосферного и нагнетателя). Блок анероидов состоит из "высотного анероида" (термин из книги) - верхнего на чертеже - элемента соединённого с атмосферой, и нижнего (состоящего из трёх частей), герметичного. Область в которой расположен блок анероидов связана с коллектором нагнетателея, т.е. "гармошка" реагирует на изменение давления и температуры в нагнетателе, результирующее изменение объёма гармошки при этом корректируется при изменении высоты полёта верхним её элементом (тем что связан с атмосферой - "высотным анероидом") - происходит коррекция по изменению внешнего давления - нужно помнить что нагнетатель из которого "забирается" воздух в область с анероидами находится за регулятором постоянного наддува, и изменение внешнего давления при изменении высоты полёта приходится учитывать отдельным элементом гармошки - высотным анероидом.

regulator.jpg

Помнится Дмитрий при описании автоматики Доры упомянул о том что немцы умудрились в один блок анероидов встроить и реагирующий на температуру и на расход воздуха, так-же говорил позднее о том что в немецких двигателях расчетный объем корректировался по изменению соотношения давлений на впуске и выпуске нагнетателя. А теперь интрига) - на Лавочкиных мы имеем такое-же по принципу работы устройство. Т.е. если скажем взять коммандогерат А-8 и посмотреть на чертёж одного из его элементов (того, что выполняет функцию регулировки топливной смеси) мы обнаружим практически 100% сходство. По Доре к сожалению не смог найти подобных документов, там по всей видимости что-то в этом роде (по регулировке смеси). Т.е. любители повторять о том что советская техника делалась исключительно из г. и палок - поздравляю, автоматика АШ-82 была не хуже немецкой в некоторых аспектах. Вопрос видимо в том, кто у кого "подсмотрел" чертёж)) - сложно предположить, что инженерная мысль развивалась обособленно и пришла к однотипной конструкции в обоих случаях. У наших пока "+1" по лопаткам Поликовского на Доре, так что всё возможно).

regulator_de.jpg

Что говорит нам книга по принципу работы (забавно, когда анализировал принцип работы коммандогерата БМВ А-8 просто по схеме без текста, можно было упростить задачу и русским по белому почитать про регулятор смеси на родном АШ-82)). Хотя с другой стороны так даже интереснее).

shema.jpg

" Автоматическое регулирование.

Количество подаваемого топлива должно находиться в определенном весовом соотношении с количеством подаваемого нагнетателем воздуха в цилиндр двигателя для обеспечения необходимых коэффициентов избытка воздуха (различных по своей величине для различных режимов работы мотора). Действие автоматического регулятора смеси сводится к изменению положения штока 3 в зависимости от давления наддува Pк, температуры воздуха после нагнетателя Тк и давления наружного воздуха т. е. параметров, определяющих весовое количество поступающего в мотор воздуха. Изменение давления и температуры циркулирующего воздуха в анероидной камере вызывает сжатие (при увеличении Pк и понижении Тк) или расширение (при уменьшении Pк и увеличении Тк) трех анероидов, вызывающее перемещение штока анероидов. Высотный анероид сообщается с атмосферой. При неизменном давлении и температуре в анероидной камере он расширяется с увеличением давления наружного воздуха Pн и сжимается с уменьшением Pн. Деформация высотного анероида зависит от разности давлений в коробке анероидов Pк и давления наружного воздуха Pн. Сжатие и расширение высотного анероида также воздействует на шток анероидов. "

Для полноты картины и наглядности скопирую сюда общую схему коммандогерата БМВ А-8 - чем отличается от него автоматика АШ-82ФН. У АШ-82 есть блок К о котором выше (регулятор смеси), по всей видимости принципиально устроен именно так, как изображено на схеме; нет блока D - автоматического переключателя скоростей нагнетателя - это пилот делает вручную, так-же есть блок В - регулятор постоянного наддува (о котором вероятно позже). Т.е. суть этих систем повторяется на разных двигателях в той или иной степени, у немцев (на БМВ) всё скомпановано в одном устройстве - коммандогерате. На Юмо Доры бедингерат - устройство действительно принципиально более продвинутое, но к сожалению не нашёл литературы по ней.

metadc62109_xl_00024.jpg

Т.е. из "ручной работы" на Ла-7 будет переключение нагнетателя при необходимости подняться на высоту, и по радиаторам вопрос открыт (пока не интересовался). Ну и обороты и наддув отдельно - это кому какая "школа" больше нравится - у немцев "связано", при этом нельзя убрав наддув на максимальных оборотах создать т.н. торможение, только на Доре эта связь не просто механическая - там видимо сложнее. На Яках IMHO всех интереснее это сделано - хочешь берись сразу за оба рычага и двигай оба (как на немцах), хочешь по-отдельности (как на остальных).

Так-же из книги по принципу работы сервопоршня (расположенного ниже блока анероидной коробки), обозначения для схемы работы регулятора смеси фиг.90 (писал подобное про Мессер, правда там про сервопоршень на регуляторе постоянного наддува): 

" Усилие, создающееся на штоке анероидов вследствие расширения или сжатия анероидов, недостаточно для воздействия на систему поворота плунжеров, поэтому оно увеличивается посредством сервомеханизма. Шток анероидов действуя на рычаг 2 перемещаст золотник 4. Последний перепускает масло, находящееся под давлением 4-6 кг/см2 в цилиндр поршня 6, который связан со штоком 3. Редуцированное усилие от штока 3 передается на систему поворота плунжеров. На фиг.90 схематично показан способ действия регулятора в отдельные моменты его работы. При неработающем двигателе шток 3 вследствие воздействия пружины 5 на сервопоршень сдвинут влево в положение, обеспечивающее двигатель необходимым для запуска количеством топлива. На фиг.90,а показано положение деталей регулятора при запуске мотора. В первоначальный момент давление в анероидной камере равно 1 ат (атмосферное); давления масла нет и поршень в под действием пружины 5 отодвинут влево на всю длину хода пружины. Кулачок 52 через рычаг сервопривода 2 переместил золотник 4 в нижнее положение, сообщая левую полость л цилиндра с маслоподводящей магистралью. Как только двигатель заработает, давление в анерондной камере уменьшится, примерно до 0,5 ат (режим малого газа), анероиды при этом расширяются и удерживают золотник 4 через рычаг 2 в нижнем положении. Масло из масляной магистрали мотора под давлением попадает в левую полость цилиндра Л и давит на сервопоршень, который, отходя вправо, поворачивает кулачок 52. Последний, поворачиваясь по часовой стрелке соприкасается с рычагом золотника частью профиля, находящейся ближе к центру вращения, что дает возможность левому концу рычага 2 опускаться, а правому концу с золотником - подниматься под действием пружины 8. Золотник поднимается до тех пор, пока не перекроет отверстий а и б. Как только отверстия а и б будут закрыты, сервопоршень остановится и установит нужную подачу топлива. Это положение показано на фиг.90,б. На фиг.90,в показано положение, когда вследствие открытия дросселя повышается давление воздуха за крыльчаткой нагнетателя рк, а следовательно, и давление в анерондной камере, что вызывает сжатие анероидов (сервопривод еще не сработал). Сжавшиеся анероиды дают возможность пружине 8 переместить золотник вверх и открыть отверстия а и 6. Через отверстие а масло поступает в правую полость цилиндра п и давит на поршень 6. Поршень, отходя влево, поворачивает кулачок, который, поворачиваясь, посредством рычага 2 опускает золотник до тех пор, пока он не перекроет отверстий а и б. Как только отверстия а и б будут перекрыты, подвод и отвод масла прекратится, поршень остановится в новом положении и установит подачу топлива, требуемую для данного режима. Это есть положение установившегося режима (фиг.90,г) - золотник находится в нейтральном положении, т.е. пояски золотника закрывают отверстия а и б, через которые полости л и п связаны с подводом и отводом масла к сервоприводу. Профиль кулачка определяет характер кривой изменения часового расхода топлива по давлению наддува (G по Pк). "

 

 


Edited by -Slaуer-
  • Like 4
Link to comment
Share on other sites

  • 2 weeks later...
  • ED Team

Советская аппаратура непосредственного впрыска - это 100% цельнотянутая копия бошевской с BMW-801

Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів

There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.

Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Link to comment
Share on other sites

11 часов назад, Yo-Yo сказал:

Советская аппаратура непосредственного впрыска - это 100% цельнотянутая копия бошевской с BMW-801

Не буду спорить, всё возможно, а откуда инфа если не секрет? Т.е. кто его знает чья была идея, можно только предполагать (как выше с регулятором смеси). Видимо если устройства сильно похожи - у кого появилось раньше, тот и "папа"). Вообще никто не спорит с тем, что немцы хорошие конструкторы и мастера..


Edited by -Slaуеr-
Link to comment
Share on other sites

  • ED Team
11 hours ago, -Slaуеr- said:

Не буду спорить, всё возможно, а откуда инфа если не секрет? Т.е. кто его знает чья была идея, можно только предполагать (как выше с регулятором смеси). Видимо если устройства сильно похожи - у кого появилось раньше, тот и "папа"). Вообще никто не спорит с тем, что немцы хорошие конструкторы и мастера..

 

Достаточно сравнить конструкцию, там ни одного отличия нет. Затем есть весьма безошибочный критерий - наличие истории разработки подобных устройств.  Немцы и, в частности, Бош занимались непосредственным впрыском еще с начала века, Бош уже в 30-х делала вполне массово инжекторы для автомобильных двигателей. Т.е. технологией управления количеством впрыснутого в зависимости от массового расхода воздуха (причем без всякой электроники и мозгов) они уже прекрасно владели.
А в СССР все карбюраторы, карбюраторы, карбюраторы, и вдруг оба-на - мгновенно серийный образец очень непростого устройства. Причем как две капли воды похожего немецкое. Ну это второй критерий - это для любителей глубокомысленно изрекать, что инженерная мысль идет по одинаковым путям... ага, аплоть до компоновки и размеров.

Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів

There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.

Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Link to comment
Share on other sites

4 часа назад, Yo-Yo сказал:

Достаточно сравнить конструкцию, там ни одного отличия нет. Затем есть весьма безошибочный критерий - наличие истории разработки подобных устройств.  Немцы и, в частности, Бош занимались непосредственным впрыском еще с начала века, Бош уже в 30-х делала вполне массово инжекторы для автомобильных двигателей. Т.е. технологией управления количеством впрыснутого в зависимости от массового расхода воздуха (причем без всякой электроники и мозгов) они уже прекрасно владели.
А в СССР все карбюраторы, карбюраторы, карбюраторы, и вдруг оба-на - мгновенно серийный образец очень непростого устройства. Причем как две капли воды похожего немецкое. Ну это второй критерий - это для любителей глубокомысленно изрекать, что инженерная мысль идет по одинаковым путям... ага, аплоть до компоновки и размеров.

Да, видимо так оно и есть, я как-то к этому спокойно отношусь - не секрет что в Европе тех. прогресс всегда опережал, а когда уже придумано хорошо никто не будет изобретать по-новой - нужно было прямо сейчас, а когда идёт война не до любезностей (да и без войны всеобщий пром. шпионаж никто не отменял)). Всё-же нужно отметить, что в итоге ЛА получился серьёзный и вполне себе современный. Там кстати именно регулятор постоянного наддува отличается от немецких - 2 анероида вместо одного (пока не разбирал, просто по чертежу)..

4 часа назад, Yo-Yo сказал:

это для любителей глубокомысленно изрекать, что инженерная мысль идет по одинаковым путям

На вс. случай - надеюсь не про меня), я выше тоже про инженерную мысль писал, но ровно противоположное).


Edited by -Slaуеr-
Link to comment
Share on other sites

  • 3 months later...

Мы как раз с друзьями обсуждали этот момент
Я не эксперт конечно
Но вот смотрел видео одного Американца, очень интересное
Якобы у немцев есть целый отчёт о том что они скопировали Советское устройство.
С таймкодом

 


Edited by J13 Serenity
  • Like 3
Link to comment
Share on other sites

  • ED Team
On 5/21/2023 at 9:58 PM, J13 Serenity said:

Мы как раз с друзьями обсуждали этот момент
Я не эксперт конечно
Но вот смотрел видео одного Американца, очень интересное
Якобы у немцев есть целый отчёт о том что они скопировали Советское устройство.
С таймкодом

 

 

Это известные в советских источниках т.н. "лопатки Поликовского". Все бы хорошо, но первые Jumo-213A уже с подобным устройством были выпущены еще в 1940 году, если верить источикам. А немецкий отчет датирован августом 1942 и, судя по тексту, отчет был сделан по результатам исследования трофейных советских двигателей, что означает, что исследования начались не ранее июня 1941 года.
Можно конечно предположить, что немецкая разведка принесла эти лопатки в клювике немецким конструкторам еще до 1940 года, но это пока доступными документами не подтверждается.

Кстати... подобный способ с лопатками на входе не является оптимальным с точки зрения эффективности решения задачи выравнивания мощности по высоте при ограниченном давлении наддува.
Самый неэффективный - это тупое дросселирование: на малой высоте нагнетатель пережал воздух, при этом очень сильно его нагрев. Давление-то мы задросселируем, а вот температура после этого останется. Отсюда и меньшая плотность массового заряда, меньшая индикаторная мощность. Да еще вдобавок на перегрев воздуха пошла лишняя энергия. А откуда она взялась? Правильно, отобралась от вала.
Можно сделать две или даже три скорости вращения импеллера нагнетателя, чтобы на малой высоте он меньше впустую молотил воздух.  Так, в основном, все и делали.
Но проблема, хоть и поменьше, остается. Все равно ниже критических высот для каждой скорости мощность падает, хотя и намного меньше, чем при односкоростном.

Самый лучший способ, точнее два - это плавная регулировака скорости нагнетателя (DB-60X), когда приводной нагнетатель крутится ровно с такой скоростью, чтобы обеспечивать максимальный наддув (ну чуть-чуть с запасом, конечно), тогда мощность двигателя даже растет с уменьшением высоты. И, конечно, турбонаддув, который за счет энергии выхлопа позволяет сохранять мощность двигателя постоянной в очень большом диапазоне высот.

Поворотные лопатки, если они использованы в односкоростном высотном нагнетателе, находятся по эффективности где-то между дросселированием и многоскоростным нагнетателем. В случае же двухскоростного они позволяют несколько улучшить мощностные характеристики мотора, сгладив провалы высотной характеристики.

  • Like 1

Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів

There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.

Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Link to comment
Share on other sites

В общем как всегда и считал - у Мессера наиболее эффективное устройство (гидромуфта). Просто мысли вслух (не основано на каких-то спец-знаниях) - думается турбонаддув делает применение его именно на истребителе не совсем оправданным - необходимо "запихнуть" целый доп. агрегат в относительно-небольшой корпус - и увеличение массы, и габаритов (сечения), и видимо удорожание производства, так-же усложнение конструкции должно влиять на последствия после получения повреждений (чем проще, тем сложнее поломать). Да и управлять приходится этим агрегатом отдельно (можно забыть чего-нибудь и спалить двигло, особенно в бою). Тандер конечно интересный ЛА, но не спортивно как-то выглядит - в общем IMHO для бомбера хорошее решение (турбокомпрессор), для истребителя - не ахти..

Два главных вопроса к ЕД:

Зачем у Мустанга в ДКС винт от Ми-8, который разгоняет его с динамикой Спита при одинаковой заправке и бОльшей на четверть массе?

Почему у FW-190 топливо расходуется с одинаковой скоростью из переднего и заднего баков и в итоге сигнальные лампы загораются не впопад?

Link to comment
Share on other sites

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.
×
×
  • Create New...