Odrzutowy silnik pulsacyjny cz.2
(Część poprzednia: Odrzutowy silnik pulsacyjny)
Spis treści
Wstęp
W tym miesiącu wracamy do tematu silników pulsacyjnych, a dokładniej do naszego szkolnego silnika oznaczonego w katalogu pomocy naukowych z 1963r. jako "V4-10".
Okazało się, że wśród naszych czytelników są osoby, które co prawda nie widziały tych silników działających, ale za to posiadają ich pozostałości. Jak każdy sprzęt używany lub pokazywany w szkole, tak i te silniki często podlegały dekompletacji i obecnie może im brakować wielu detali.
W związku z tym, że mamy kompletny silnik, zdecydowaliśmy się narysować jego zasadnicze elementy. Liczymy, że dzięki temu uda się zdolniejszym modelarzom, technikom oraz inżynierom, a może nawet zwykłym hobbistom podorabiać brakujące elementy do ich egzemplarzy silników.
Link do rysunków (PDF) znajduje się na końcu tego tekstu.
Poniżej zamieszczamy dodatkowe komentarze do poszczególnych rysunków.
Rys. 1. Głowica silnika
To dość skomplikowany detal. Zwracają uwagę następujące rzeczy:
- Otwór na środku głowicy M6 przechodzi w średnicę Ø6. Tzn. najpierw trzeba wykonać otwór pod gwint M6, a dopiero potem, od strony wlotu, mniej-więcej do połowy długości (na rysunku 12mm) rozwiercić na średnicę Ø6. W otwór Ø6 oryginalnie wchodzi zakończenie przewodu paliwowego i ma mieć on w tym otworze zapewnioną możliwość przesuwania się – czyli otwór powinien być zrobiony z pewnym luzem, ew. być dopasowany do posiadanego przewodu paliwowego.
- Krawędź otworu Ø6 w otworze Ø24 tak naprawdę może nie być krawędzią, ale skomplikowaną powierzchnia utworzona przez otwory Ø8,5 (patrz zdjęcia w poprzedniej części cyklu). W związku z tym kąt pod którym są wiercone otwory Ø8,5 jest ważny. Jego wartość 25° można uznać za nominalną w idealnym przypadku. Na oryginalnym przewodzie paliwowym jest umieszczony niewielki stożek (Ø7,5) tworzący kołnierz zasłaniający niedokładności wykonania tego miejsca. W związku z tym wydaje się, iż bezpieczniejsze będzie przyjęcie, że w żadnym wypadku ten kąt nie może być większy od wartości 25°, ale i raczej nie mniejszy od 23,5°-24°. Położenie otworów Ø8,5 określa średnica Ø39,4 na widoku od tyłu głowicy. Ważna będzie kolejność czynności przy wykonaniu otworów Ø8,5. Można zaproponować, aby najpierw wykonać otwór Ø24 na głębokość 33mm, potem otwór M6/Ø6, a dopiero w kolejnej operacji wywiercić otwory Ø8,5. Mając tak zrobione krytyczne operacje dopiero obrabiać głowicę dalej.
- W otwory Ø2 oryginalnie są wciśnięte kołki (nie powinny z tych otworów same wypadać). Sądzimy, że można zastąpić je kołkami osadzonymi mniej lub bardziej suwliwie – omówimy to dokładnie poniżej przy okazji rys. 7.
- Promień R i długość 17,5mm. Te wymiary zależą od umieszczenia otworów (dysz?) w przewodzie paliwowym. Należy zadbać o to, aby te otwory/dysze wypadały na granicy najmniejszego przekroju wlotu powietrza, czyli średnicy Ø24 (w odległości ok.17,5mm od wlotu) lub dalej w głębi tego otworu. Widać, że podany wymiar 17,5 jest przybliżony i przydatna jest możliwość regulacji układu zasilania dzięki przesuwności przewodu końcówki paliwowego w otworze Ø6.
- Kąt 18°. Każdy kto przyjrzy się temu rysunkowi zauważy, że 18°+72°=90° i uzna, że te nieszczęsne 18° to przewymiarowanie. Tak, ale na pierwszy rzut oka, jak się patrzy na ten detal z tyłu, to prostopadłość pionowej i poziomej głównych osi symetrii nie jest oczywista. Ponieważ jeden z kątów (36°) był mierzony od pionowej osi, a potem był podany rozstaw otworów Ø2 (72°), to dla ujednoznacznienia rysunku podano również kąt pomiędzy pionową, główną osią symetrii i osią jednego z otworów Ø2, co wiąże ze sobą układ otworów Ø2 i Ø8,5. To samo dotyczy rys. 2 i 3.
Rys. 2 i 3. Zawór silnika
- Nie jesteśmy pewni, czy zawór silnika był wykonany ze zwykłej blachy stalowej 0,1mm, żaroodpornej czy też sprężynującej. Zakładając pewne realia technologiczne początku lat '60 przy produkcji pomocy dydaktycznych zgadujemy, że to zwykła stal pośledniego gatunku. Jednak zalecana jest stal sprężynująca.
- Otwory Ø2 i Ø6 są wykonane z pewnym luzem tak, aby swobodnie dało się założyć zawór na kołki Ø2 i dokręcić śrubą M6. To samo dotyczy rys. 4 i 5 (docisku zaworu).
Rys. 4 i 5. Docisk zaworu silnika
- Promień powierzchni kulistej R79,4 jest przybliżony. Wiemy, że na krawędzi element ma mieć grubość ok. >1mm, a powierzchnia kulista ma przechodzić w powierzchnie przylegającą do zaworu możliwie stycznie. Stąd uwaga o konieczności zatępienia krawędzi utworzonej przez podtoczenie Ø16.
- W naszym egzemplarzu silnika otwory Ø2 i podtoczenie Ø16 są styczne. Nie jesteśmy pewni, czy jest to konieczne – tzn. czy podtoczenie Ø16 nie może być nawet o 0,5mm większe lub mniejsze.
Rys. 6. Nakrętka głowicy
Zadaniem nakrętki jest kontrowanie głowicy w korpusie silnika. Aby ułatwić ręczne dokręcanie, oryginalna nakrętka jest z zewnątrz radełkowana - czego nie widać na naszym rysunku.
Rys. 7. Głowica silnika V4-10 kpl.
W nawiązaniu do rys. 1: Jeżeli kołki Ø2 będą w swoim otworze umieszczone suwliwie, to o ile tylko da się je wsunąć na tyle głęboko aby nie wystawały powyżej powierzchni docisku zaworu, można je przytrzymać odpowiednią podkładką pod śrubą M6. Wydaje się, że to trochę upraszcza technologię i nie wiemy dlaczego twórcy oryginału nie zastosowali tego rozwiązania.
Rys. 8. Korpus silnika
Od razu widać trudny do wykonania środkowy element o zmiennej średnicy. Podane przez nas promienie są przybliżone. Wiadomo, że mają być styczne i do prostych odcinków rur i do siebie nawzajem. Patrząc na oryginał wydaje się, że twórcy dopuszczają dość duże tolerancje wykonania korpusu. Dobierając materiał, trzeba pamiętać, że tylna część komory spalania i w/w element o zmiennej średnicy może się rozgrzewać do ponad 800°C.
Rys. 9. Korpus silnika. Elementy mocowania
- Jeśli chodzi o rozstaw śrub mocujących silnik, to w naszym egzemplarzu tolerancje są już chyba przypadkowe... Staraliśmy się uśrednić wymiary, chociaż nie zagwarantujemy, czy wykonane wg nich mocowania będą pasować do wszystkich oryginalnych wózków (nasze aktualne rysunki ich nie obejmują).
- Niezależnie od wszystkiego, silnik jest zamocowany ok. 10-12mm nad powierzchnią do której jest przykręcony. Z uwagi na wysoka temperaturę komory spalania należy pamiętać, aby ta powierzchnia była niepalna.
Rys. 10. Dysza
Dysza jest umieszczona na rurze wylotowej silnika ze sporym luzem. Przed samoczynnym przesuwaniem się zabezpiecza ją pojedyncza śruba M4. Teoretycznie przy pomocy regulacji dyszy (zmiany jej długości) można wpływać na częstotliwość pracy silnika.
Rysunki techniczne
Przed planami, rzetelność zobowiązuje nas do umieszczenia następujących zastrzeżeń:
Niniejszy zestaw rysunków został wykonany z natury. Celem ich opracowania było dostarczenie dokumentacji niezbędnej do wykonywania części zamiennych do tego typu silnika.
Staraliśmy się dołożyć wszelkich starań, aby rysunki były rzetelne. Zdajemy sobie sprawę, że w wielu wypadkach na rysunkach brakuje symboli tolerancji wymiarów, gładkości itp. Zgadzamy się też z tym, że wiele detali można było wymiarować inaczej lub lepiej. Wierzymy jednak, że dla zdolnych modelarzy i/lub inżynierów, rysunki te będą wystarczające.
Jednakże nie możemy gwarantować przydatności tych rysunków oraz brać odpowiedzialności za skutki działania urządzeń wg nich wykonanych, wypadki przy wykonywaniu detali lub inne wypadki związane z przestrzeganiem przepisów BHP. Wszelkie prace powinny być wykonywane pod nadzorem odpowiednio przeszkolonych osób dorosłych.
Rysunki: Plik:V-4-10-technique pl.pdf
Autor: dr inż. Szymon Dowkontt
