KRALJEVINA JUGOSLAVIJA UPRAVA ZA ZAŠTITll KLASA 46 (2) PATENTNI SPIS INDUSTRISKE SVOJINE IZDAN 1 SEPTEMBRA 1940 BR. 16089 Junkers Flugzeug - und - Motorenvverke Aktiengesellschaft, Dessau/Anhalt, , Nemačka. Uredaj za poboljšano iskori šivanje energije ispusnih g asov a motora za pogon vazduš- nih vozila. Prijava od 30 juna 1938. Važi od 1 januara 1940. Naznačeno pravo prvenstva od 1 juia 1937 (Nemačka). Več je predlagano, da se iskoristi ener¬ gija ispusnih gasova motora letilica nepo¬ sredno pomoču iskoriščavanja odbojnog u- dara prilikom izlaza ispusnih gasova u Slo¬ bodan prostor u kome se vazduhoplov kre- če pri čemu su ispusni gasovi ispuštani iz cilindara motora u prostor za sakupljanje pa su iz toga prostora puštani da odilaze u suprotnom srneru od smera letenja (mlaz- ni pogon sa ravnomernim odilaženjem), ali su ispusni gasovi iz svakog pojedinog ci- lidra puštani da odilaze u nazad t. j. sup- rotno smeru letenja (mlazni pogon odila¬ ženjem na mahove). Pokazalo se, da je poslednje pomenuti način iskoriščavanja ispusnih gasova doduše bolji od prvo po- menutoga, ali da je on ipak još uvek veoma nesavršen, jer se kod uobičajenog izvodenja ispusnih ventila uništava srazmerno veliki deo energije ispusnih gasova zbog vrtlože- nja. Radi sniženja na malu meru tih gubi- taka več je predlagano, da se ispusni ven¬ tili izrade kao mlaznice. Pod izrazom »ven¬ til napravljen u obliku mlaznice" podrazu- meva se takav ulazni ili ispusni organ čiji su pokretni delovi, kao na primer ventilska pečurka i venlilski tučak pokriveni pokri- vačem takvog oblika, koji daje mali otpor, tako da se oblik ovih delova približava ob¬ liku kapljice u padu tako, da u otvorenom stanju ovi pokretni delovi ventila obrazuju zajedno sa zidovima, koji ih okružuju, na izvesnom odstojanju jedan vod u obliku mlaznice kroz koji gasovi o kojima se radi mogu da ističu sa vrlo malo gubitaka. Cilj pronalaska je da se stvori uredaj za iskoriščavanje energije ispusnih gasova letiličkih motora, kod koga se izlaz ispus¬ nih gasova pojedinih cilindara vodi u slo- bodu tako, da se postiže upotrebljiv stepen korisnog dejstva kod ispusta iz cilindara izraderih na uobičajeni način i da se kod motora sa ventilima izradenim u vidu mlaz¬ nice još poboljšava praktično postižno is¬ koriščavanje energije ispusnih gasova. U smislu pronalaska postiže se to time, što se na izlaznom kraju ispusnog kanala, koji se priključuje na ispusne otvore cilindara motora, predvida mlaznica, koja je izradena tako, da se kod prolaza gorivih gosova iz cilindara u kanal za ispust gasova postiže u njemu (kanalu) kratkovremeno povišenje pritiska i time i povišenje brzine isticanja ispusnih gasova u mlaznici, pa time i po¬ večanje sile odbojnog udara kao što je to dalje u opisu detaljno objašnjeno. Pronalazak se dalje odnosi i na celiš hodnu izradu takvog uredaja kod motora kod koga su cilindri rasporedeni u redu Pronalazak je pokazan na priloženim nacr- tima. Sl. 1 pokazuje srednji podužni presek kroz glavu cilindra letiličkog motora sa u- redajem prema pronalasku. Sl. 2 pokazuje u obliku diagrama za- visnost snage motora od veličine sužavanja izlazne mlaznice uredeja po sl. 1. Sl. 3 šematički pokazuje raspored sličan rasporedu na sl. 1 pretstavljeno. Sl. 3a pokazuje dijagram pritiska ispus¬ nih gasova kod rasporeda prema sl. 3. Din 30.- Sl. 4 pokazuje drugi oblik izlazne mlaz- nice za uredaj po sl. 1. Sl. 5 šematski pokazuje raspored sličan rasporedu na sl. 1 sa mlaznicom prema - sl. 4. Sl. 5a pokazuje dijagram pritiska ispus- nih gasova kod rasporeda prema sl. 5. $1. 6 pokazuje jedan dalji oblik izvo- denja mlaznice. Sl. 7 i 8 pokazuju čeoni izgled i osnovu motora sa dva reda cilindara rasporedenih u obliku slova V sa uredajem za iskoriš- čavanje radne sposobnosti ispusnih gasova. Sl. 9 pokazuje naročito celishodan oblik izvodenja takvog uredaja. Na sl. 1 sa 1 je obeležen cilindar mo¬ tora sa unutrašnjim sagorevanjem u kome se pomerljivo nalazi klip 3, koji je pomoču klipnjače 4 priključen na (nepretstavljenu) krivajnu osovinu. Cilindar 1 odozgo je za- tvoren cilindrovim poklopcem 2 u kome sedi na uobičajeni način upravljani ispusni ventil 6. Sa one Strane prostora 5 za sa- gorevanje priključuje se na ispusni ventil 6 ispusni kanal 7 za odvodenje gorivih gasova, koji je izveden tako, da je njegov ispusni kraj 8 upravljen suprotno smeru leta letilice obeleženom strelom a. Na kanalu 7 pri¬ ključena je ulaznica 8, koja ima na ulaznom kraju isti poprečni presek (f A ) kao i kanal 7 i koji se prema izlaznom kraju stalno smanjuje. Način delovanja ovog uredaja sle¬ deči je: Posle otvaranja ispusnog ventila 6 Struje sagoreli gasovi iz prostora 5 za sa- gorevanje u izlazni kanal 7. Pomoču mlaz¬ nice 8, koja se priključuje na kanal 7 pri- gušuje se izlaz produktima sagorevanja iz ovoga u Slobodan prostor i izaziva se po- višenje pritiska u kanalu 7. Ovo povišenje pritiska proizvodi s jedne Strane istina ote- žavanje prelaza ispusnih gasova iz radnog cilindra u kanal 7 a time i smanjenje snage koja nam stoji na raspoloženju na krivajnom vratilu mašine, a s druge strane se pak istovremeno proizvodi povečanje izlazne brzine ispusnih gasova na kraju mlaznice pa time i povišenje povratnog udara. Veličina izlazne brzine ispusnih gasova na kraju mlaznice a time i veličine sile po¬ vratnog udara je kod uredaja po sl. 1 za- visna od veličine sužavanja mlaznice t. j. od vrednosti srazmere f D - poprečnog pre¬ seka f D najužega mesta na kraju mlaznice i poprečnog preseka f A na ulazu u mlaznicu. Na sl. 2 pretstavljena je u obliku dija- grama za jednu odredjenu brzinu leta za- visiiost pogonske snage mašine sa uredjajem po sl. 1 od srazmere smanjenja ^ • Pri to- |a me su kao vrednosti abscisa prenesene vred¬ nosti srazmere smanjena fp Ja a kao vrednosti ordinata snaga M. Kriva I na sl. 2 pretstav- lja pri torne snagu N m , koja se ima na krivajnom vratilu motora, a kriva II snagu povratnog udara N r . Kriva III pretstavlja celokupnu snagu N, dakle zbir N m -j-N r . Iz slike 2 vidi se, da je koristan efekt N m krivajske osovine u toliko manji, u koliko J je manja vrednost -■ To je, kao što je več pomenuto, posledica prigušivanja odvoda ispusnih gasova iz cilindra. Obrnuto je pak sa snagom N r povratnog udara. Ona raste sa opadanjem odnosa — sužavanja i to kod t A slučaja pretstavljenog na sl. 2 N r raste u granicama izmedju fp f A = 0.6 brže f'A no opadanje N m u istim granicama. Posle¬ dica toga je, da celokupna snaga N = N m -j- N r raste pri opadanju ^ > dok otprilike 1 A pri vrednosti =0.6 dostiže najvišu vred tA nost. Prema torne celishodno je kod uredjaja po sl. 1 da se upotrebi mlaznica čija sraz- mera sužavanja leži izmedju 0.3 i 1. Pokazalo se da je celokupna snaga ko¬ ja se može postignuti uredjajem po sl. 1 zavisna na sličan način od veličine srazme- V s re -y- zapremine prostora V 5 kanala 7 pre¬ ma zapremini prostora V E cilindra motora sa unutrašnjim sagorevanjem. U slučaju uredjaja po sl. 1 korisno je, da se kanal 7 odmeri tako, da njegova zapremina pro¬ stora bude ravna 0.3 do 1 prostora cilin¬ dra motora. Izvodjenje mlaznice po sl. 1 važi naro¬ čito za slučaj, kada je spoljašnji pritisak t. j. pritisak u prostoru u koji se ispuštaju ispusni gasovi (atmosfera) za znatniji deo vremena trajanja isticanja veči od kritičnog pritiska koji je odredjen pritiskom i brzinom u kanalu 7, pri čemu se postiže brzina zvuka. Na sl. 3 šematički je pretstavljen ure¬ daj po sl. 1, dok sl. 3a pokazuje u obliku dijagrama tok pritiska kod takvog uredaja kratko vreme pre početka isticanja, dakle pri visokom pritisku u radnorn cilindru. 15 obeležava radni cilindar motora sa unut¬ rašnjim sagorevanjem, 16, je ispust iz ci¬ lindra, 17 je kanal za ispusne gasove, koji se priključuje na ispust 16, 18 je mlaznica predvidena na izlaznom kraju toga kanala. U cilindru 15 vlada pritisak p t (sl. 3a). Ka¬ da se otvori ispust 16 vrši se isticanje sa- držine cilindra; pri torne opada prisak p t u opsegu ispusta 16 na vrednost p h (kriti- čan pritisak) i taj se pritisak postiže na najužem mestu. Kod proširenja poprečnog preseka proticanja do veličine f A (poprečni presek kanala 17) iza najužeg poprečnog preseka nastupa opadanje pritiska od p b na p, (unutrašnji pritisak u kanalu 17), koji ostaje približno konstantan u kanalu. U priključenoj mlaznici 18 vrši se tada dalje opadanje pritiska p, do veličine spoljašnjeg pritiska p 2 , koji je veči od kritičnog pritis¬ ka p ib , koji odgovara pritisku p ; i brzini u kanalu. Ako je spoljašnji pritisak za vreme pre- težnog dela toka isticanja manji od kritič¬ nog pritiska odredenog pritiskom i brzinom u kanalu 7, kod koga se dostiže brzina zvuka i ako je brzina sa kojom ispusni ga- sovi protiču kroz kanal 7 (po sl. I) ispod kritične, to če se mesto mlaznice 8 prema sl. 1 odn. 18 na sl. 3 celishodno upo- trebiti mlaznica 20 prema sl. 4. Ta mlazni- ca 20 ima gledano u pravcu strujanja prvo stalno sužavanje (deo 21) tako, da njen poprečni presek na ulaznom mestu, koji je ravan poprečnom preseku f A kanala 7, pos- tepeno opada do vrednosti f D na mestu C. U pravcu strujanja iza mesta C ležeči deo 22 čaure 20 stalno se proširava. Uredaj sa mlaznicom izradenom na ta- kav način pretstavljen je šematički na sl. 5. Pad pritiska kratko vreme posle otvaranja ispusta (dakle još pri visokom unutrašnjem pritisku u cilindru) pokazuje sl. 5a. Taj pad pritiska sličan je padu pritiska kod mlaznice prema sl. 3a. U mlaznici vrši se tada opa¬ danje napona gasova do spoljašnjeg pri¬ tiska p 2 , pri čemu na najužem mestu C vlada kritičan pritisak Pik. Ako je brzina, sa kojom ispusni gasovi pritiču u kanal 7 (odn. 17) mlaznice, za vreme znatnijeg dela toka isticanja ravna kritičnoj brzini ili je veča od nje, tada se imaju isti odnosi kao i kod primera po sl. 5 na najužem mestu C mlaznice 20. Dakle u torne slučaju na kanal 7 (odn. 17) pri- ključiče se mlaznica 25 prema sl. 6. koja gledana u pravcu strujanja ima samo stal¬ no proširavanje. Sl. 7 i 8 pokazuje čeoni izgled i osno- vu aeroplanskog moto ra sa dva niza cllin- dara rasporedenih u obliku slova V, koji su snabdeveni napred opisanim uredajem. Na izlazima radnih cilindara 30a — 30f i 31a — 31 f priključeni rukavci 34a — 34f i 35a — 35f za ispusne gasove, od kojih svaki nosi na svom kraju po jednu izlaznu mlaznicu 32a —- 32f odn. 33a — 33f is- krivljeni su tako, da se odilaženje ispusnih gasova u slobodu vrši u suprotnom od smera letenja (strela b). Rukavci su izradeni kao šuplja tela sa jednakim ili približno jednakim prolaznim poprečnim presekom po celoj dužini, pri čemu kružni poprečni presek na ulasku u rukavce postepeno pre¬ lazi u spljošten oblik (na kraju rukavca). Mlaznice imaju takode na sličan način spljošteni oblik. Raspred je pri torne izvr¬ šen tako, da su jedno drugome okrenute spljoštene Strane rukavca, koji su na jed- noin delu njihove dužine na malom rnedu- sobnom odstojanju, i izlazni krajevi mlaz¬ nica stepenasto poredani jedan za drugim i jedan do drugoga. Time se postiže malo prostiranje rukavaca u stranu odn. poprečno na pravac letenja, koje je poželnjo u inte¬ resu malog otpora vazduha. Sl. 9 pokazuje naročito povoljno izvo- denje osnove mašine slične mašini po sl. 8. Prema njemu su rukavci 36a — 36f i 37a — 37f za ispusne gasove tako iskriv- ljeni. da izlazni pravac ispusnih gasova (strela C na sl. 9; obrazuje sa pravcom letenja (strela d) oštar ugao