Basınçlı karbüratör - Pressure carburetor
Bir basınç karbüratör tarafından üretilen yakıt ölçüm sistemi için bir tür Bendix Corporation'dan pistonlu uçak motorları 1940 başlayarak. Erken bir gaz kelebeği gövdesi yakıt enjeksiyonu türü olarak kabul edilir ve ters çevrilmiş uçuş sırasında yakıt açlığını önlemek için geliştirilmiştir .
Konsept
1920'lerin ve 1930'ların çoğu uçağında yüzer tip karbüratör vardı . Normalde dik uçan sivil uçaklar için uygundurlar, ancak baş aşağı uçan veya negatif bir g-kuvvetine maruz kalan uçaklar için , özellikle askeri savaş uçakları ve akrobasi uçakları için bir sorun teşkil ederler . Yüzer karbüratör, motor girişine yakıt sağlamak için venturi etkisini kullanır; bu, istenen yakıt / hava karışımını sağlamak için şamandıra çanağındaki sabit yakıt seviyesine bağlıdır. Şamandıra, bağlı bir şamandıra valfi aracılığıyla değişen taleplere rağmen karbüratördeki yakıt seviyesini tutarlı tutan bir valfi çalıştırır . Yakıt seviyesi arttıkça, vana kapa akışı yavaşlatarak veya durdurarak kapanır. Bununla birlikte, şamandıranın işlev görmesi yer çekimine bağlı olduğundan, uçak ters çevrildiğinde etkisizdir. Ters çevirme sırasında yakıt, şamandıra çanağına, yakıt pompasının yetenekli olduğu kadar hızlı iletilir ve bu da, motoru neredeyse anında durduran son derece zengin bir karışımla sonuçlanır.
Sorun, 2. Dünya Savaşı'nın ilk yıllarında RAF tarafından şiddetle hissedildi , çünkü Kasırgalara ve Spitfire'lara takılan Rolls-Royce Merlin motorları , Alman meslektaşlarının doğrudan yakıt enjeksiyonlu motorlarının aksine, sorundan muzdaripti . Bu sorun, büyük ölçüde, motorun maksimum güç geliştirmesi için karbüratöre yeterli miktarda yakıt sağlayan bir akış sınırlayıcı yıkayıcı takılarak çözüldü (RAE kısıtlayıcı " Miss Shilling'in açıklığı " olarak biliniyordu ). Ancak, bu yalnızca geçici bir çözümdü.
Basınçlı karbüratör sorunu çözdü. Yalnızca basınçla çalışır, yani yerçekiminin artık herhangi bir etkisi yoktur. Bu nedenle, basınç karbüratörü, uçak herhangi bir uçuş konumunda olduğunda güvenilir bir şekilde çalışır. Basınçlı karbüratörün pozitif basınç altında yakıt prensibiyle çalışması, onu bir tür yakıt enjeksiyonu yapar .
İnşaat
Şamandıralı bir karbüratör gibi, bir basınçlı karbüratör, içinde havanın motor silindirlerine giderken aktığı bir venturiye sahip bir namluya sahiptir . Bununla birlikte, karbüratöre yakıt akışını kontrol etmek için bir şamandıraya sahip değildir. Bunun yerine, esnek diyaframlarla ayrılmış arka arkaya dört bölmeye sahiptir. Diyaframlar, kama şeklindeki bir servo valfi çalıştıran bir şafta eşmerkezli olarak bağlanmıştır. Bu valf, yakıtın basınç karbüratöre girme hızını kontrol eder. Namlu içinde, gaz kelebeğinin aşağı akışında, yakıtın namluya boşaltılma oranını kontrol eden, yakıt basıncıyla çalıştırılan yaylı bir valf olan boşaltma valfi bulunur.
Bazı basınçlı karbüratörlerin birçok yardımcı sistemi vardı. Tasarımlar, daha büyük motorlarda kullanılan daha büyük modellerle karmaşık bir şekilde büyüdü. Çoğunun bir hızlandırıcı pompası , otomatik karışım kontrolü ve turboşarjlı motorlardaki modellerde bir sıcaklık kompansatörü bulunur. Sonuç, basınçlı karbüratörlü motorların şamandıralı karbüratörlü motorlara kıyasla kullanımı oldukça basittir.
Operasyon
Basınçlı karbüratördeki dört haznenin tümü arka arkaya gelir ve harflerle anılır. Hazne A , karbüratör girişinde darbe hava basıncı içerir. Hazne B , venturinin boğazından gelen düşük hava basıncını içerir. İki hava odası arasındaki basınç farkı , servo valfi açmaya yarayan hava ölçme kuvveti olarak bilinen şeyi yaratır . Oda Cı ölçülü yakıt içeren ve bölme D Unmetered yakıt içerir. İki yakıt odası arasındaki basınç farkı , servo valfi kapatmaya yarayan yakıt ölçme kuvvetini yaratır . Yakıt basınçları doğal olarak hava basıncından daha yüksek olduğundan, A bölmesi, bir denge oluşturmak için kuvvet farkını oluşturan bir yay içerir.
Motor çalışıp hava venturiden geçmeye başladığında, venturideki basınç Bernoulli prensibine göre düşer . Bu, B odasındaki basıncın düşmesine neden olur. Aynı zamanda karbüratöre giren hava, darbe tüplerindeki havayı sıkıştırarak, içeri giren havanın yoğunluğuna ve hızına bağlı olarak pozitif bir basınç oluşturur. Bölme A ve bölme B arasındaki basınç farkı, servo valfi açan ve yakıtın içeri girmesine izin veren hava ölçme kuvvetini yaratır. Bölme C ve bölme D, yakıt ölçme jetlerini içeren bir yakıt geçidi ile bağlanır . Yakıt akmaya başladığında, ölçüm jeti boyunca basınç düşüşü, hava basıncı ve yay ile bir dengeye ulaşılana kadar servo valfi kapatmaya etki eden yakıt ölçme kuvvetini yaratır.
Yakıt, C odasından boşaltma valfine akar. Tahliye vanası, değişken yakıt akış hızlarına rağmen C odasındaki basıncı sabit tutan değişken bir kısıtlama görevi görür.
Yakıt karışımı, konik bir iğneli valf içinden akarken, daha yüksek basınçlı havanın A odasından B odasına boşaltılmasıyla otomatik olarak yükseklik kontrollüdür. İğne vana, bir aneroid körük tarafından kontrol edilir ve yükseklik arttıkça karışımın eğilmesine neden olur.
Yakıt karışımı, kokpitteki bir yakıt karışımı kontrol kolu ile manuel olarak kontrol edilir. Kokpit kolu, yonca yaprağı şeklindeki bir plakanın karışım kontrol bölmesinde dönmesine neden olan üç veya dört kilit konumuna sahiptir. Plaka, karışım kontrol kolu aşağıdaki gibi hareket ettirilirken yakıt ölçme jetlerini örter veya açar:
- Tüm yakıt akışının yakıt haznesinin ölçülü tarafından kesildiği, böylece servo valfi kapatarak motoru durdurduğu boşta kesme konumu.
- Yakıtın zenginleştirme ve zayıf yakıt ölçüm jetlerinden geçtiği Otomatik Yalın konumu. Bu, uçuş sırasında en çok kullanılan konum olduğundan bazen seyir konumu olarak adlandırılır.
- Yakıtın zengin, zenginleştirici ve fakir yakıt ölçüm jetlerinden aktığı otomatik zengin konum. Bu pozisyon kalkış ve iniş için kullanılır.
- Savaş Acil durum konumu (yalnızca askeri karbüratörler), yakıtın yalnızca zayıf ve zengin yakıt ölçme jetlerinden aktığı, ancak yalnızca Patlama önleyici enjeksiyon (ADI) sisteminde basınç olduğunda.
ADI (anti-infilak enjeksiyon) sistemi, basınç karbüratöre bir yardımcı ADI sıvı (% 50 karışımı için bir besleme tankından oluşur, büyük askeri piston motorlarında bulunan metanol ,% 49 su ve% 1 yağ) bir basınç pompası, basınç regülatörü, püskürtme memesi ve basınç mevcut olduğunda karbüratör zenginleştirme valfini kapatan bir kontrol diyaframı.
ADI sistemi, karışım motora önemli ölçüde güç katan daha güçlü - ancak motora zarar veren - bir karışıma eğildiğinde motor silindirlerinde ön ateşlemeyi (patlamayı) önlemek için yakıt-hava karışımına soğutma suyu ekler. ADI sıvısının beslenmesi, çok zayıf karışımın neden olduğu çok yüksek silindir kafası sıcaklıklarından motor hasar görmeden önce sistemin sıvısının bitmesi için sınırlıdır.
Uygulamalar
Basınçlı karbüratörler, II.Dünya Savaşı uçaklarında kullanılan 1940'lı yılların eski pistonlu motorlarında kullanıldı . Savaşın başlarında yeni bir tasarım olmaktan çıkıp savaşın sonunda hemen hemen her müttefik uçak motorunda standart ekipman haline geldiler. En büyük basınçlı karbüratör, üretimi görmek için en büyük pistonlu uçak motoru olan Pratt & Whitney R-4360'da kullanılan Bendix PR-100 serisiydi .
Bendix, savaştan sonra genel havacılık uçaklarında Lycoming ve Continental motorlarında bulunan daha küçük PS serisini yaptı . Bu küçük basınçlı karbüratörler nihayetinde hala yeni uçaklarda satılan Bendix RSA serisi çok noktalı sürekli akışlı yakıt enjeksiyon sistemine dönüştü . RSA enjeksiyon sistemi, her bir silindirdeki giriş valflerinin hemen dışındaki bağlantı noktalarına yakıtı püskürterek, buharlaşan yakıtın bir karbüratör buz kaynağı olarak soğutma etkisini ortadan kaldırır - çünkü giriş ağızlarındaki sıcaklık buz oluşması için çok yüksektir.