Авиационный двигатель Hirth HM 500. Германия

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF. Перевод был выполнен в марте 2014 года.

Предисловие

Для обучения пилотов в Германии, начиная с 1934 года, в основном использовали учебные самолеты, на которых был установлен авиационный двигатель Hirth HM 504. При эксплуатации учебных, спортивных и коммерческих машин на территории Германии и за её пределами этот двигатель подтвердил свою надёжность. Так, например, в 1938 году обер-лейтенант Пулковски (Pulkowski) совершил на Arado 79 перелёт протяженностью в 6300 км из Бенгази (Aфрика) до индийского города Гайя (Gaya) (см. обложку журнала «Многоцелевые тренировочные самолеты Arado Ar 79. Германия»). На самолете, совершившем этот перелёт, был установлен двигатель HM 504.

В ходе работ по упрощению данного двигателя был разработан новый мотор, получивший обозначение HM 500. При этих доработках особое внимание обращалось на снижение содержания в деталях двигателя дефицитных для Германии высококачественных материалов, а так же на сокращение трудоёмкости изготовления, большую надёжность и заодно и на более дешевую эксплуатацию доработанного двигателя. С 1938 года HM 500 начал поставляться на авиастроительные предприятия.

Сравнение HM 500 и HM 504

Рабочий объём и размеры цилиндро-поршневой группы обоих двигателей были одинаковыми. На режиме полной мощности оба двигателя развивали одинаковую мощность в 105 л.с. Расход топлива у НМ 500 был ниже. Рабочая температура цилиндров благодаря использованию нового оребрения цилиндров была снижена на 15°. Картер был разработан заново как закрытый элемент конструкции, тогда как у НМ 504 картер собирался из трех деталей. Благодаря применению более простых посадочных гнёзд для коренных шеек коленчатого вала и нового картера время на изготовление картера для двигателя НМ 500 сократилось до 945 минут с 1770 минут, затрачиваемых ранее для изготовления картера двигателя НМ 504.

Вместо располагавшегося ранее в моторном блоке НМ 504 масляного бака у двигателя НМ 500 масляный бак для моторного масла должен был устанавливаться перед противопожарной перегородкой самолётов, на которых этот двигатель устанавливался.

Такое расположение масляного бака для двигателя одновременно снижало температуру моторного масла. НМ 500 имел одно спаренное магнето для прерывателя-распределителя, а НМ 504 имел два отдельных прерывателя-распределителя. На НМ 500 к двигателю крепились генератор и компрессор. На НМ 504 к фланцу крепился только генератор.

Площадь лобовой проекции НМ 500 благодаря внесению в конструкцию двигателя различных изменений стала меньше чем у НМ 504 на 37%.

Вес НМ 500 с навесным оборудованием составлял 100 кг, что было на 12 % ниже чем у предшественника.

Описание картера и коленчатого вала двигателя

В конструкции HM 500 выполнено расположение подшипников коленчатого вала в виде закрытого узла. Одновременно с данными подшипниками укладывается и сам коленчатый вал фирмы Hirth. Такая конструкция довольно проста в изготовлении, снижает опасность недостаточного подвода масла, дешева в содержании и позволяет устанавливать закрытые подшипники.

Картер двигателя разделён пятью поперечными перегородками и имеет два сквозных отверстия в продольных перегородках стенках для установки коленчатого и распределительного валов. Картер служит одновременно и элементом конструкции, в который укладывается коленчатый вал. Картер состоит из раздельных частей, которые вставляются через проёмы цилиндров и потом крепятся при помощи болтов.

Разделение картера на отдельные элементы создаёт надёжное обеспечение того, что при общем растяжении обеспечивается плавающая средняя ось.

Коленчатый вал может устанавливаться в картер малообученными рабочими. Картер двигателя состоит из двух частей и несущего каркаса. Несущий каркас в качестве отдельного элемента конструкции крепится при помощи болтов к задней части картера.

Цилиндры и элементы управления газораспределительным процессом

Цилиндры отлиты из специального серого чугуна в виде гильз. Каждый из цилиндров по отдельности крепится к картеру при помощи четырех анкерных болтов. К каждому из цилиндров крепится головка цилиндров из лёгкого металла. В головке цилиндра имеется по одному впускному и выпускному клапану. Каждый из клапанов имеет по 2 пружины. 

У двигателя HM 500 использованы те же элементы управления газообменным процессом: толкатели, штанги и рычаги, как и на НМ 504. Распределительный вал приводится от коленчатого вала при помощи двух зубчатых колёс.

Через зубчатую передачу в блоке механизмов, закреплённом на передней торцевой стороне картера, приводятся и вспомогательные механизмы двигателя.

Блок механизмов

Блок механизмов служил для подключения и привода ряда агрегатов двигателя. Кроме стартера, прерыватель-распределителей, топливного насоса, тахометра имелись две точки подключения для генератора и компрессора. 

Для запуска двигателя служил стартер Hirth-Durchdrehanlasser 9-7000, который через обгонную муфту соединялся с двигателем.

Система смазки

На двигателе НМ 500 применялась система смазки под давлением аналогичная той, что использовалась на двигателе НМ 504.

К основным подшипникам масло подавалось под большим давлением уже в процессе первых проворачиваний коленчатого вала. Шатунные шейки смазывались разбрызгиваемым маслом. Внутренняя поверхность цилиндра смазывалась маслом, поступающим через кольцевое углубление в нижней части цилиндра, уже при первых проворачиваниях коленчатого вала двигателя.

В качестве распределительного насоса служат два насоса фирмы Bosch. Каждый из насосов имеет по семь точек крепления в которых он прочно крепится в блоке. От этих насосов по масляным каналам масло поступает к каждой из точек подлежащих смазке. Масляные насосы приводятся от коленчатого вала двигателя с оборотами равными 1/60 оборотам двигателя. Насосы располагаются в собственных камерах. Количество подаваемого при каждом перемещении поршня масла равно 0,06 см³. Масло, стекающее от точек подлежащих смазке и блока, закреплённого на передней торцевой крышке картера, собирается в маслосборнике блока и оттуда шестерёнчатым насосом направляется к масляному фильтру и далее в масляный бак. Система смазки двигателя НМ 500 обеспечивает надёжную смазку всех частей двигателя подлежащих смазке в процессе совершения полёта.

Подготовка топливо-воздушной смеси

Воздух через шахту, в которой он охлаждается, поступает в коллектор карбюратора. Для воспрепятствования обледенения карбюратора поступающий в него воздух подогревается выхлопными газами четвертого цилиндра примерно до 20°C. Без особой подготовки двигатель можно запустить при температурах до -25°C.

Карбюратор  SUM отрегулирован таким образом, что нет необходимости выполнять высотную корректировку до достижения высоты 3000 метров.

Прерыватель-распределитель

В спаренных магнето имеются два электрически раздельных, но приводимых в действие вместе прерывателя-распределителя. К обеим свечам каждого из цилиндров двигателя подключены провода высокого напряжения. Свечи зажигания ввёрнуты в головки цилиндров на стороне шахты, по которой для охлаждения цилиндров подводится воздух. К ним обеспечен удобный доступ при снятии крышки шахты для подвода охлаждающего воздуха. При проворачивани двигателя ручным стартером возникает мощный электрический разряд, что позволяет запускать двигатель при помощи ручного стартера.

Рис.1 Двигатель Hirth HM 504, 1934 год

Рис.2 Предложение по двигателю HM 500 в комплекте

Рис.3 Продольный разрез двигателя HM 500

Рис.4 Поперечный разрез двигателя HM 500

Рис.5 HM 500 с кожухом. Вид слева

Рис.6 Картер HM 500 с элементами системы смазки и блоком для привода агрегатов двигателя

Рис.7 Сравнение картеров двигателей HM 500 (слева) и HM 504, вид спереди

Рис.8 Поперечный разрез, включая уложенный коленчетый вал двигателя. 
1 внешнее кольцо подшипника,
2 ролик подшипника,
3 обойма подшипника,
4 внутренней кольцо подшипника,
5 втулка с резьбой,
6 шатун

Рис.9 Цилиндр двигателя с головкой цилиндра и клапанами

Рис.10 НМ 500. Вид сзади

Рис.11 Сравнение блоков для привода агрегатов НМ 504 (слева) и НМ 500 (справа)

Рис.12. Стартер фирмы Hirth для НМ 500:
1 червячная передача,
2 обгонная муфта,
3 многодисковое сцепление,
4 цапфы коленчатого вала

Рис.13 НМ 500. Вид слева

Источники:

• Der Hirth-Flugmotor HM 500, 1944
• Die deutschen Flugmotoren: HM 502 A-2, 1942
• Die Entwicklung der Hirth-Motoren, 1942
• Vergleichende Betrachtung über die Motorenmuster HM 504 A und 500 A, 1939 Flugbericht Kl 107, D-ENQR, Abnahme und Probeflüge, Juni 1941 Tätigkeitsbericht Hirth, April 1941 
• Gewichtsaufstellung HM 500 A-0, 25. 4. 39 Hirth-Flugmotor HM 500 A, Techn. Daten, 16.10.1938
• Verbrauchsschaulinien des Baumusters HM 500 bei Drosselleistung, 28. 4. 39
• Einbauskizze HM 500 A, 1939
• Geräteträger HM 500 A, Übersichtszeichnung, 1939
• Querschnitte HM 500 A, 1939
• Längsschnitt HM 500 A, 1939

источник: «Flugmotor Hirth HM 500» LUFTFAHRT International