Силовая установка самолёта Delta I. Авиационный двигатель Bristol Cherub серии III. Великобритания

Данный материал был переведен уважаемым коллегой NF и является дополнением к статье ««Летающий треугольник». Экспериментальный самолет Delta I. Германия».

В середине 20-х годов английская фирма «The Bristol Aeroplane Co., Ltd., Filton, Bristol» была, пожалуй, практически единственным изготовителем авиационных двигателей действительно пригодных для использования на лёгких самолётах. Немецкие двигателестроители тогда еще не могли на равных создавать нечто подобное очень надёжному двигателю Bristol Cherub III. В те годы этот двигатель устанавливался на многих лёгких самолётах, принимавших участие в многочисленных соревнованиях. B ходе состоявшихся в 1926 году на юге Германии в Мюнхене соревнований лёгкий самолёт фирмы Messerschmitt без проблем перелетел через Альпы. Аварии, подобные тем случились при перегонке Delta I в Берлин, для такого двигателя были редкостью.

техническое обслуживание двигателя Brostol Cherub III самолета-бесхвостки Delta I, Темпельхоф

В сравнении со своим предшественником двигатель серии III отличался увеличенным до 1228 см³ рабочим объёмом, усиленным коленчатым валом, системой смазки под давлением, улучшенным магнето и приводом масляного насоса.

схемы двигателя Bristol Cherub III

Надёжность двигателя улучшилась. Проект этого образца двигателя был хорошо продуман и технически совершенен. Кроме прочего это было заметно по хорошо проработанной системе привода клапанов. Клапана получили по 3 размещенные одна в другой пружины. Особенно хорошо были продуманы вопросы, касающиеся восприимчивости двигателя к постоянно меняющимся термическим нагрузкам. Это было достигнуто за счет конструктивных изменений. Привод кулачков распределительных валов двигателя осуществлялся при помощи расположенных ниже головок цилиндров рычагов (сквозь моторный блок). Благодаря такому расположению распределительных валов увеличение размеров цилиндров не оказывало влияние на ход клапанов. Трубки, по которым к цилиндрам двигателя поступала топливо-воздушная смесь, имели соединения, которые так же не зависели от изменений размеров цилиндров. Для крепления головок цилиндров применялись шпильки из специальной стали с компенсаторами. Алюминиевые сплавы имели больший коэффициент температурного расширения чем стальные. У других двигателей с нормальными стальными шпильками эти шпильки либо стягивались, либо давили на выполненную из легких металлических сплавов головку цилиндров. У двигателя Bristol Cherub III шпильки были изготовлены из специального легированного материала со сравнительно малым коэффициентом температурного расширения и потому проблем с ними не возникало.

лёгкий авиационный двигатель Bristol Cherub III

Bristol Cherub III был верхнеклапанным двухцилиндровым двигателем воздушного охлаждения с оппозитным расположением поршней.

Технические данные двигателя

Диаметр цилиндра: 90 мм
Ход поршня: 96,5 мм
Рабочий объём: 1228 см³
Степень сжатия: 5,5/1
Мощность при 2900 об/мин: 33 л.с.
Среднее эффективное давление в цилиндрах двигателя при 2900 об/мин: примерно 8 кг/см²
Максимальная мощность двигателя при 3200 об/мин: 36 л.с.
Привод винта: прямой
Длина двигателя: 481 мм
Ширина: 647 мм
Высота: 482 мм
Сухой вес: 43 кг
Удельный вес двигателя: 1,3 кг/л.с.

Краткое описание двигателя Bristol Cherub III

Блок цилиндров

Блок цилиндров был изготовлен из алюминиевого сплава и имел коническое гнездо под установку переднего подшипника коленвала. На задней стенке блока имелась литая крышка, к которой крепились привод вспомогательных механизмов и привод распределительного вала. Так же на этой крышке крепились прерыватель-распределитель, масляный насос и карбюратор.

Четыре болта, скреплявшие половинки блока цилиндров, имели больший диаметр (11,1 мм) и большую длину, чем остальные. Помимо этого данные болты служат для крепления двигателя к фюзеляжу самолёта. Установка двигателя на самолет очень простая, сам двигатель и после снятия с машины представляет собой единый работоспособный агрегат.

Коленвал

Коленвал опирался на три опорных подшипника. К шариковому подшипнику, рядом с которым крепился воздушный винт, был обеспечен доступ. Два двойных шариковых подшипника можно было смещать в стороны. Внешнее кольцо уложено в бронзовые вкладыши, крепившиеся в блоке цилиндров. Резьбовое крепление колец подшипников имело ограничители для внутренних колец всех трех подшипников. Изготовленные из легкоплавких сплавов подшипники одновременно служили для подачи моторного масла во внутреннюю полость коленвала двигателя через внешнее отверстие вала.

Закалённый коленчатый вал был изготовлен из никелированной стали, цапфы коленчатого вала были упрочнены. Шатунные шейки были обработаны по всей площади. Все прочие части и поверхности шлифованы. Съёмные противовесы при демонтаже можно было смещать в направлении стенок штанг цилиндров через цапфы. Противовесы были тщательно подогнаны к шатунным шейкам и крепились к шейкам при помощи таких же болтов, как и те, при помощи которых крепились кольца подшипников. Несмотря на столь необычную конструкцию при продолжительной работе двигателей в тяжелых условиях не возникало каких либо проблем с ослабленным креплением противовесов.

Шатуны

Шатуны, имевшие I -образное поперечное сечение, были изготовлены из легированной стали. Вся внешняя поверхность шатунов была тщательно обработана. Втулки, при помощи которых поршни крепились к цилиндрам, не имели цапф. Шатунные втулки с впрессованными цапфами были выполнены из высокопрочной стали.

Поршни

Поршни были изготовлены из алюминия и имели куполообразную форму с плавающими шатунными втулками с фасками на обоих концах для предотвращения повреждения цилиндров. Для отвода излишков масла назад в картер в поршнях были предусмотрены два поршневых кольца плюс дополнительное маслосъёмное кольцо с многочисленными отверстиями малого диаметра.

Цилиндры

Цилиндры были коваными, стальными. Оптимальный вариант оребрения цилиндров был установлен в ходе многочисленных исследований. Четыре штифта крепили фланец цилиндра к блоку цилиндров. Маслонепроницаемое дерматитовое уплотнительное кольцо было установлено в узкой канавке. Благодаря этому конструкция двигателя была более жестклй, чем при использовании только одного уплотнения. Прочный по контурам совпадающий с оребрением цилиндра фланец у верхнего торца цилиндра крепится к головке цилиндров при помощи 5-ти шпилек. В качестве уплотнителя использованы узкие медные частично утопленные в верхней части цилиндров кольца. Конические цапфы по длине цилиндра с малым перемещением в направлении головки цилиндра. Данное соединение хорошо зарекомендовало себя в ходе продолжительной работы двигателя, сохраняя его герметичность.

Головки цилиндров

В завершении  такта сжатия, т.е. в фазе, когда завихрения потока топливо-воздушной смеси особенно эффективны, было удачно получено хорошее завихрение и смешивание топливо-воздушной смеси. Головки цилиндров были отлиты из легированных алюминиевых сплавов. Это позволило получить более широкую поперечную проекцию головки цилиндра и лучшее распределение отводимого тепла по ее рёбрам охлаждения.

Головки цилиндров и гнёзда распределительного вала были изготовлены раздельно. Обе детали были соединены вместе при помощи шпилек и в нормальных условиях не должны разъёдиняться. Шпильки так же были соединены при помощи клёпки.

Клапаны

Клапаны были изготовлены из стали с содержанием кобальта и никеля и были расположены под углом к вертикали. Посадочные гнёзда клапанов были стальными. Клапаны имели по три расположенные внутри друг друга пружины. В каждой головке имелись по две бронзовые вставки, в которых при помощи резьбового соединения крепились две свечи зажигания с диаметром резьбы 14 мм. Распределительные валы были изготовлены из никелевой стали, подвергнутой дополнительному упрочнению. Валы по всей площади поверхности были отшлифованы и уложены в выполненные из бронзы подшипники. Привод распределительного вала осуществлялся через три расположенных на задней торцевой части картера двигателя зубчатых колеса. Для снижения веса передняя часть вала выполнены в виде конуса.

Вспомогательный привод

На задней стенке блока имелась литая крышка, к которой крепились два зубчатых колеса для привода вспомогательных механизмов и зубчатые колёса для привода распределительного вала. Так же на этой крышке крепился прерыватель-распределитель, масляный насос и карбюратор. Также в состав вспомогательного привода включались червячный привод тахометра, два зубчатых колеса для привода масляного насоса и магнето. Червячный привод для впрыска масла вполне отвечал предъявляемым к нему требованиям.

Воспламенение топливо-воздушной смеси

Воспламенение топливо-воздушной смеси осущeствлялось при помощи магнето Watford и двух свечей на каждый цилиндр. Выполненное в виде разъединительной муфты сцепление исключает проблемы при запуске двигателя. Двигатель нормально работал при 500 об/мин. Еще на значительно меньших оборотах двигателя разъединительная муфта расцеплялась и магнето работало бесшумно. Угол установки зажигания и рычаг газа были связаны между собой, и в кабине пилота был расположен только рычаг газа с ручным управлением. Раннее зажигание было возможно лишь в том случае, когда заслонка дросселя была полностью открыта.

Источники:

"The 31/36 H. P. "Bristol" Cherub Series III Aircooled Aero Engine "A brief description, with Notes on Installation, Running and Maintenance". Ohne Datum.
Katz, H.: Neuzeitliche Flugmotoren, Bibliothek für Luftschiffahrt und Flugtechnik Bd. 27, 1928
Richard Carl Schmidt & Co., Berlin W 62
„Flugsport" 1926, Nr. 2, S. 24, 26, Nr. 24, S. 472.

источник: "Das Triebwerk der DELTA I" LUFTFAHRT international 5