RSS

„Odrzut” może Cię naprawdę odrzucić!!!

05 Lu

Kiedyś puściłem wodze fantazji i zamarzyłem sobie wykonanie kompletnej dokumentacji czegoś, co już „umarło” albo jest na „wyginięciu”. Zobaczyłem zdjęcia motocykla LECH i tak bardzo mi się spodobał, że zacząłem szukać przydatnych informacji. Mało tego , bardzo mało. Niestety padłem!!!. Może nie dotarłem tam gdzie trzeba, a może wykazałem za mało determinacji. A miał być projekt kompletny, ot taki do ostatniej śrubeczki.

Potem pomyślałem sobie, no dobrze, skoro nie LECH, to może jakiś inny motocykl, albo rower, taki stary przedwojenny. Gdzie tam, to również marzenie ściętej głowy!

Tu przy okazji apel!!! Gdyby ktoś z Was miał dostęp do polskiej dokumentacji, która pozwoli odtworzyć polską myśl techniczną i opublikować ją, byłbym wdzięczny. Moje marzenie o motocyklu LECH, żyje dalej. Czy znajdzie się ktoś, kto mi pomoże?

Zrezygnowany pomyślałem o jakimś szaleństwie, no i wymyśliłem sobie modelarski silnik odrzutowy. W zasadzie powinno się mówić turbinowy, ale co tam. Wszyscy i tak wiedzą o co chodzi.

Poszukałem i znalazłem dokumentację i zabrałem się za silnik o symbolu WM54. Już od początku wydawał mi się jakaś archaiczny, ale udałem, że nie widzę tej wady. W sumie zdobyłem chyba 5 różnych kompletów dokumentacji, podobno kompletnych, ale to, jak się później okazało, nie było to prawdą.

Choć publikuję również na GRABCAD, przyznam się, że nie sprawdziłem czy czegoś tam nie ma i wziąłem się do roboty. Kiedy jednak, zorientowałem się, że coś mi w tym wszystkim nie pasuje, grzebałem dalej i o zgrozo, na GRABCAD, znalazłem wiele podobnych silników.

No cóż, pomyślałem sobie, zrobili, opublikowali , ale nie pracowali w Geomagic Design. Trudno więc, powtórzę ich robotę, według własnej wiedzy, ale tym razem w Geomagic Deisgn, zachowując pełen krytycyzm, w stosunku do konstrukcji. Powielenie dostępnej dokumentacji dało efekt pokazany na rysunku 1, ale. to tylko połowa prawdy. Bowiem jak zaznaczyłem, mam tych dokumentacji trochę, więc próbowałem „tworzyć” dalej. Dokumentacja jak dokumentacja, każda inna, każda na swój sposób „dostępna” i „kompletna”. A to w pełnej gamie kolorów, co „znakomicie ułatwia ” czytanie, a to bez wymiarów, a to o tej samej nazwie ale z innymi wymiarami. Słowem, pełna jasność i dostępność. Wszystko byłoby OK, gdyby nie świadomość, że silnik turbinowy, bo tak się powinno mówić, jest w istocie „maszyną prostą”, ot tak jak…., dopowiedzcie sobie sami.

Przy okazji mogę wykazać możliwości programu Geomagic Design,

Złożenie silnika.40

Rysunek 1 Silnik WM54

Odtwarzam, a nie projektuję więc jedynie narysowałem i rysuję dalej, bo to dopiero początek, ale nie ukrywam, że odrzuciło mnie. Odrzuciło, nie dlatego że dziś mamy 2015 rok, a to co zostało opublikowane to lata 90-te. Część rysunków pochodząca, od jedynego człowieka, który ma tu coś do powiedzenia czyli od Geralda Ruttena, już pokazuje rozsądne i nowocześniejsze podejście, ale wiele istotnych spraw nie zostało dopowiedzianych, a rysunki są niekompletne albo pokazane w sposób „ułatwiający ” korzystanie z nich.. Ostatnia seria silnika nosi, oznaczenie, o ile dobrze rozpoznałem sprawę, KJ-66. Tyle, że połapać się w kolejnych wersjach jest bardzo trudno, a w sensie wymiarowym, różnią się istotnie. Póki co, umówmy się, że jesteśmy w części pierwszej, którą nazwiemy KONSTRUKCJA.

Tyle wywodu, Teraz czas na efekty pracy i dochodzenia, bo w efekcie zmuszony byłem skonfrontować moją wiedzę, z tym co zostało opublikowane i powiedziane.

Zacznijmy więc od zasady jaka została przyjęta na samym początku. Patent USA pominę. Znajdzie go każdy, kto poszpera w internecie. Faktem jest, że podstawowym elementem modelarskiego silnika turbinowego jest turbina pochodząca z samochodowej turbosprężarki. Typów, kształtów, średnic itd, jest wiele, a dla tych niewtajemniczonych po częściowym demontażu wygląda to tak jak na rysunku 2.

5_40225

Rysunek 2 Przykładowa turbina samochodowa

W tym konkretnym przypadku, mamy do czynienia z jednym określonym typem turbiny, częściowo opisany poniżej.

Turbina Garrett 446335

Rysunek 3 Fragment katalogu z opisem turbiny.

. W pierwszym silniku, który zacząłem odtwarzać a jest nim WM54, jako turbinę sprężarki zastosowano element Garrett nr 446335-10 albo 446335-9.  Zdobyłem kilka zdjęć, ale różnią się pomiędzy sobą. Przyjąłem jednak, że jest tak jak w katalogu czyli 5 łopatek. Czy musi to być ten typ? Oczywiście NIE!!! Ceny, w sensie nowych elementów, możecie znaleźć w sieci. Mam wydruki, ale żadnej kryptoreklamy nie będzie. Zresztą, poszedłem do znajomego mechanika, i dostałem za darmo. Tego złomu w niektórych warsztatach  jest wiele.

Turbina Garret 446335

Rysunek 4 Zdjęcie turbiny Garrett nr 446335-10

Skoro wymarzyłem sobie motocykl narysowany do do ostatniej śrubki to i ten silnik tak zrobiłem, choć krew mnie zalewała, bo to archaizm straszny. Pragnę jednak być konsekwentny i zacznę tego co w środku czyli od wału, który pokazuję na rysunku 5

Shaft

Rysunek 5 Rysunek wałka silnika WM54

 

Gwintów oczywiście nie zaznaczyłem, bo już mi się nie chciało, ale jak wiadomo, zaznacza się je tylko na życzenie. A co mi tam jak kto chce, proszę bardzo, nawet po renderingu, patrz rysunek 6.

Shaft.51

Rysunek 6 Wałek silnika WM54

No i pięknie, jest wałek i na nim osadzona jest cała reszta elementów, zgodnie z projektem. Pierwotnie zamierzałem dokładać poszczególne elementy zgodnie z kolejnością montażu, ale nie zmieściłbym sie w rozsądnych ramach wpisu, i dlatego tak szybko tylko rysunki elementów.  O turbinie sprężarki już mówiłem, i pokazuję ją na rysunku 7.

Compressor 2- 5 łopatek

Rysunek 7 Turbina sprężarki – patrz katalog firmy Garrett nr 446335-10

Tunel wlotu powietrza, albo jak kto woli osłona turbiny sprężarki, pokazana została na rysunku 8

Intake

Rysunek 8 Osłona turbiny sprężarki

Jest to element, który można wykonać samodzielnie. Oczywiście punktem wyjścia jest posiadana turbina sprężarki. Jeśli jest to Garrett 446335-10, to osłona wyglądać będzie tak jak pokazałem.

Aby powietrze wtłaczane przez turbinę, trafiło do wnętrza silnika, musi zostać tam skierowane. Do stworzenia swoistego tunelu służy pokazany na rysunku 9 pierścień obudowy. Wstawiłem tu celowo wyraz przedni, aby zasygnalizować jego położenie w całej konstrukcji. Lepiej będzie to widać na przekroju.

Case Front-2

Rysunek 9 Przedni pierścień obudowy zewnętrznej – widok od tyłu.

Ten sam pierścień widziany od przodu, może zostać łatwo rozpoznany na rysunku nr 1. To właśnie na nim osadzona jest zewnętrzna obudowa.

Case Front-1

Rysunek 10 Przedni pierścień obudowy zewnętrznej – widok od przodu

Drugą cześć zasygnalizowanego tunelu stanowi dyfuzor, pokazany na rysunku 11. Tu akurat przedstawiony został widok od przodu, na którym można zaobserwować kierownice promieniowe, Powietrze po przejściu przez nie, trafia na łopatki poosiowe, powodujące jego zawirowanie we wnętrzu silnika. Kolorem pomarańczowym zaznaczyłem kanały, w których później umieszczone zostaną przewody: zasilania paliwe, gazem rozruchowym oraz smarowania łożysk.

Diffuser-1

Rysunek 11 Dyfuzor – widok od przodu

Kanały te lepiej są widoczne od tyłu. To może dziwić, ale w modelarstwie tak już jest, że wiele elementów osadzonych jest na zasadzie prostego zacisku, albo wciśnięcia, nie wymagającego przy demontażu, wielkiego wysiłku. Dlatego widać jedynie otwory, a właściwie gniazda, bez śladu jakichkolwiek gwintów czy nagwintowanych otworów śrub mocujących.

Diffiser -2

Rysunek 12 Dyfuzor – widok od tyłu

Teraz czas na komorę spalania, którą bez przewodów zasygnalizowanych trzech instalacji, pokazuję na rysunku 13.

Podzespół komory spalania-1

Rysunek 13 Komora spalania bez przewodów paliwowych i gazu rozruchowego

Jak widać jest to swego rodzaju puszka z otworami. Tu akurat konstruktorzy wykombinowali sobie, że zastosowanie czarodziejskich rurek wygiętych w secesyjne wygibasy oraz ‚trąbki” wlutowane pod kątem z zewnętrzny płaszcz komory, poprawią, lub w jakiś sposób wpłyną na wirowanie powietrza, a co za tym idzie na poprawę rozdrobnienia paliwa wpompowywanego do komory. Celowo używam tego słowa, bo nie może tu być mowy o wtryskiwaniu. Ot otwory za duże a ciśnienie za małe. Takie realia i tak chyba zostanie. No chyba, że …. Zycie niesie różne niespodzianki.

Na rysunku 14 pokazuję komorę spalania wraz z mocowaniem rurek „zawirowywacza paliwowego” widzianą od strony „gorącej”. Tak to nazwałem, choć nie wiem czy dobrze. Od przodu widać rurki, które mają poprawić zawirowanie powietrza dolotowego.

Podzespół komory spalania-2

Rysunek 14 Komora spalania – widok od tyłu.

Po ukryciu zewnętrznego płaszcza, widać to wszystko co w środku. Wiecie co, nie będę tego komentował. Pełen szacunku i pokory dla konstruktorów, podziwiam zegarmistrzowską robotę, podyktowaną wyobraźnią. Piszę to szczerze, bo faktycznie trzeba determinacji, aby stworzyć coś tak skomplikowanego.

Podzespół komory spalania-3

Rysunek 15 Widok komory spalania po ukryciu zewnętrznego płaszcza

Łatwo się domyślić, że te dwie tuleje, pozostawione na rysunku, służą do mocowania świec zapłonowych. Na tym etapie będę się starał omijać problemy związane z działaniem takiego silnika, a skupię się jedynie na rysunkach i kolejnych modyfikacjach.

Na rysunku 16 przedstawiam komorę z przewodami poszczególnych trzech instalacji, a dokładniejszy ich przebieg na kolejnych rysunkach 17, 18 i 19.

Przekrój

Rysunek 16 Komora spalania z zainstalowanymi przewodami zasilania paliwem, gazu rozruchowego i smarowania łożysk.

Na rysunku 17 dobrze widoczny przewód zasilania w gaz rozruchowy, a pod nim przewód zasilania łożysk w olej smarujący.

Złożenie silnika - przewody 1

Rysunek 17 Widok przebiegu przewodów zasilania i smarowania

 

 

Na rysunku 18 widać przewód zasilania w paliwo wraz z końcówkami.

Złożenie silnika - przewody 2

Rysunek 18 Widok przewodu zasilania w paliwo.

 

 

Rysunek 19 jest w zasadzie powtórzeniem obu poprzednich rysunków, ale starałem się tak ustawić, aby dokładniej zobrazować jak one biegną.

Złożenie silnika - przewody 3

Rysunek 19.

 

Czas na przejście z komory spalania do części gorącej silnika bowiem tu czeka coś co nazwałbym kolejnym dyfuzorem. Ot taka kierownica gazów wylotowych, której zadaniem jest odzyskanie maksymalnej energii i skierowanie jej na turbinę, która napędza wałek, na którym osadzona jest omawiana na samym początku, turbina sprężarki. Na rysunku 20 przedstawiam widok od strony sprężania, czyli przodu.

NVG Outer-2

Rysunek 20 Dyfuzor gazów wylotowych – widok od przodu.

Od strony dysz wylotowych widok w zasadzie jest podobny. Rożnica sprowadza się jedynie do kierunku łopatek i szerokości kołnierza.

NVG Outer-1

Rysunek 21 Dyfuzor gazów wylotowych – widok od strony dyszy wylotowej.

Ta część w aktualnie sprzedawanych silników oraz proponowanych do wykonania we własnym zakresie, powinna być kupiona. Zalecana jest firma JET MAX, którą często się powtarza na stronie Geralda Ruttena. Możecie oczywiście kupić u dostawców z wielkiego wschodniego kraju, gdzie produkuje się wszystko . Ogólnie rzecz biorąc, w pierwszych wykonaniach, ten dyfuzor wykonany był z trzech elementów. Pokazuję je na kolejnych rysunkach. Szczerze mówiąc, jeśli myślę o modelarstwie, to mam wątpliwości co do „gotowizny”, bo takie podejście wbrew pozorom zamyka drogę do nowych rozwiązań, a przynajmniej ją ogranicza w sposób bardzo istotny. Może jeszcze ten watek rozwinę, choć nie obiecuję.

NVG Outer -part 1

Rysunek 21 Pierścień zewnętrzny dyfuzora

W podobny sposób wykonywano pierścień wewnętrzny. Łopatki to wycięte kawałki blach, które były przyspawane do obu pierścieni i w efekcie powstawał dyfuzor pokazany na rysunku 22.

NVG Outer ver 2

Rysunek 22 Dyfuzor zmontowany z elementów

Na kolejnych rysunkach przedstawiam przykłady takiego wykonania.

ngv2011

Rysunek 22 Przykład elementów dyfuzora po toczeniu i frezowaniu rowków na łopatki

Na rysunku 23 przedstawiam przykład dyfuzora po eksploatacji, wykonanego wg omawianej technologii, po użytkowaniu z widocznymi przebarwieniami.

NGVwelded

Rysunek 23 Dyfuzor po użytkowaniu z nalotami i przebarwieniami

Na rysunkach 24, 25 i 26 przedstawiam elementy do wykonania dyfuzora w sposób chyba najprostszy. Wycięte laserowo taśmy z gniazdami  na łopatki, poddawane sa wyginaniu na walcarce i spawane. Dotyczy to zarówno pierścienia zewnętrznego jak i wewnętrznego. W gniazdach osadza się łopatki i spawa.

r0013314f

Rysunek 24 Taśmy do wykonania pierścienia zewnętrznego dyfuzora

Na rysunku 25 widoczne są taśmy prawdopodobnie do wykonania pierścienia wewnętrznego. Wnioskuję to po ich szerokości i długości.

r0013312

Rysunek 25 Taśmy do wykonania pierścienia wewnętrznego.

Rysunek 25 przedstawia wycięte laserowo łopatki dyfuzora.

r0013313

Rysunek 26 Wycięte z blachy łopatki dyfuzora

W przypadku dyfuzorów, tak wlotowego jak i wylotowego, mówiąc kolokwialnie, „bólu głowy” nie ma. Elementy te są statyczne i można bez problemu z nimi eksperymentować. Oczywiście muszą być sztywne, a w przypadku dyfuzora „gorącego”, raczej żaroodporne. Czy ten warunek zawsze jest spełniany? To pytanie zostawiam bez odpowiedzi..

Turbina wylotowa, ta „gorąca” raczej powinna być kupiona. Oczywiście ktoś powie – „nie takie rzeczy, ze szwagrem, na podwórku robiliśmy”. No niby tak, tyle, że to cacko może się rozkręcić do 150 000 obr/min. Dlatego lepiej kupić u POWAŻNEGO producenta i dopiero się bawić. Poniżej przedstawiam dwa rysunki. Nie wiem, która turbina jest godna uwagi, a która raczej nie. Pokazuję jedynie jak wygląda to, co w dokumentacji nazywa się „blank” i jak wyglądają turbinki wstępnie wyważone. Ale jakby co, nic o tym nie wiem, tu mnie nie było, a w ogóle to zarobiony jestem i już.

turbinec

Rysunek 26 Turbina przed obórką skrawaniem

Te na rysunku 27 są chińskie. Jak widać duża rozpiętość wymiarowa.

Jet-Parts-Turbine-Wheel-

Rysunek 27 Przykład chińskich turbin.

Nie ważne co kto produkuje, bowiem trzymając się głównej myśli tego wpisu, Ta turbinka, jaką zastosowano w silniku WM54 wygląda tak jak na rysunku 28.

Turbine Weel-2

Rysunek 28 Turbina „gorąca”

No! Teraz do ostatecznej postaci silnika już blisko. Pominąłem kilka elementów, takich jak podłączenia zewnętrzne oraz filtr powietrza oraz dysze wylotowe. Niech będzie mi to darowane. Jeszcze tylko świece i mamy to co na rysunku 29

Z2

Rysunek 29 Silnik MW54 bez osłony zewnętrznej

 

A na rysunku 30 silnik kompletny.

Z1

Rysunek 30 Kompletny silnik MW54

 

Jeszcze tylko wersje po renderingu. Wyglądają chyba bardziej interesująco, więc wybaczcie mi, umieszczę jedynie numery rysunków i pozwolę sobie ich nie podpisywać. Jest bowiem zupełnie inny problem, który powinien tu zagościć, czyli DYSKUSJA. Najpierw jednak rysunki.

Złożenie silnika.40

Rysunek 31

 

To samo od strony dysz wylotowych.

Złożenie silnika.41

Rysunek 32

 

Widok po zdjęciu osłony zewnętrznej.

Złożenie silnika.42

Rysunek 33

 

Albo bardziej z boku

Złożenie silnika.44

Rysunek 34

 

Po zdjęciu osłony turbiny sprężarki.

Złożenie silnika.45

Rysunek 35

 

Widok po zdjęciu dysz wylotowych

Złożenie silnika.47

Rysunek 36

 

Widok po ukryciu zewnętrznego płaszcza komory spalania

Złożenie silnika.49

Rysunek 37

Nie bez kozery zatrzymałem się w tym miejscu. Jak wcześniej zaznaczyłem, jestem pełen szacunku dla konstruktorów. Zastanawiam się jak bym się zachował na ich miejscu? Czy poszedłbym drogą tych przewodów w stylu fin de siecle? Coś mi się zdaje, że nie. Jakoś na logikę nie widzę funkcjonalnego zastosowania dla tych wygiętych rurek, a już dla „trąbek” wcale.

Jakoś na logikę wydawało mi się, że powietrze wtłaczane do komory spalania, z uwagi na ilość otworów w zewnętrznym płaszczu komory spalania, nie będzie chciało wchodzić od tyłu przez te rurki. Poza tym, dlaczego pchać przewody zasilające od tyłu komory, gdzie jest najwyższa temperatura? Ktoś powie, gorące paliwo szybciej odparowuje. No niby racja, ale czy to ma w tym przypadku jakieś znaczenie?

Przecież paliwo nie jest wtłaczane do wtryskiwaczy, bo ciśnienie wytwarzane przez pompki jest za małe. Wygląda to mniej więcej tak jak na rysunku 38. Może można zwiększyć ilość dostarczanego paliwa, ale będzie to jedynie wyższy płomień, w warunkach, gdy nie jest wtłaczane dodatkowe powietrze.

13a_jpg

Rysunek 38

Aby jednak nie zamotać się w aspektach sprawy, należy zacząć od początku.

Otóż kupując silnik dowiadujemy się, że zasilany powinien być paliwem JET A1. Pięknie, bowiem jest to paliwo stosowane w lotnictwie cywilnym. W lotnictwie wojskowym stosuje się paliwo F-34. W sumie właściwości tych różniących się od siebie paliw, mają jakąś wspólną płaszczyznę. Jest nimi budowa układu paliwowego realnego silnika turbinowego oraz……. jego resurs, czyli czas użytkowania.

Chętnych przyjrzenia się temu problemowi, zachęcam do zapoznania się z właściwościami fizyko-chemicznymi tych paliw i odszukania różnic. Dyskutować można długo. Wyróżniłbym dwa parametry, a w szczególności stabilność termooksydacyjną i smarność. O  tym dlaczego poruszam ten problem i co z tego wyniknie, napiszę następnym razem. Może być ciekawie i dziwnie. Zapewne niektórych zaskoczę.

Zapraszam serdecznie.

Jak zwykle, dokumentacje opublikowane na tym blogu sa dostępne. Proszę o kontakt.

Czekam jak zwykle na Waszą aktywność.

Pozdrawiam wszystkich.

Janusz

Reklamy
 

Tagi: , , , , , , , , , ,

Skomentuj

Proszę zalogować się jedną z tych metod aby dodawać swoje komentarze:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Facebooku

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Wyloguj / Zmień )

Zdjęcie na Google+

Komentujesz korzystając z konta Google+. Wyloguj / Zmień )

Connecting to %s

 
%d blogerów lubi to: