Dnes je 16. prosince 2018

7:55 16:00

Vyrábíme letecký motor: 7. Výroba reduktoru II

25. 1. 2015 11 příspěvků Tento článek je součástí seriálu Vyrábíme letecký motor

Po delší odmlce, kdy jsem se soustředil především na výcvik pilotů, se opovažuji v zimní pauze opět ozvat s pokračováním série o výrobě leteckého motoru, která se zastavila téměř před dvěma lety.

Protože jsem se chtěl dostat co nejdříve k elektrickému/elektronickému zapojení motoru a odstranění imobilizéru (immo off) z ŘJ/ECU Siemens Continental, Simos 10.2, použil jsem těleso reduktoru i řemenice, které jsem měl v zásobě. Toto řešení, ač přechodné – ne-li zkušební – dává šanci rychle pokročit dále.

Zároveň může být tato varianta zajímavá právě pro ty majitele letounů Yetti J-03 nebo Swift J-03, na něž nedám dopustit, kteří mají stále motor Š 136B. Těchto letadel by ještě mělo být 18 kusů.

Vím, že toto řešení není z hlediska osové výšky vrtule nejvhodnější, co se týče Yettiho a ostruhových letadel obecně, ale alespoň nebudu muset prozatím příliš modifikovat motorový kryt a konverze automobilového motoru se mi i s reduktorem pěkně schová pod „kapotu“. Navíc motor bude velmi kompaktní a půjde použít i pro jiné zástavby, což se může jevit jako zajímavé ostatním případným uživatelům.


Motor CZBZ  1,2 TSI s reduktorem Yetti, ozubené řemenice s profilem Gates Polychain


Řez motorem CZBZ 1,2 TSI na motorové hlavě na levé straně jsou zřetelně vidět nálitky označené červenou barvou použitelné pro případné umístění uchycení excentru sekundární řemenice. Žlutou barvou je vyznačen technologický otvor v bloku motoru pro vyříznutí závitu M 16x 1,5

Upravil jsem původní hřídel se čtyřmi otvory na šrouby na otvorů pět. Protože roztečná kružnice byla stejná, stačilo dovrtat ostatní díry. Zbylé díry jsem vyvařil kvůli vyvážení.

Na původní setrvačník z motoru Š 136B bylo nutno nalisovat nový věnec s ozubením, protože měl menší průměr. Ze setrvačníku motoru 1,2 TSI je potřeba stáhnout ozubený věnec. Měl jsem obavy, abych ho při stahování nezkroutil, nebo aby mi nepraskl. Proto je ho potřeba opatrně nahřát, a teprve až bude mít správnou teplotu, sám se uvolní nebo se lehce sklepne. Můžete si pomoct tak jako já, že zezadu věnce navrtáte frézou do setrvačníku tři díry průměru 10 mm a věnec pak pomocí těchto děr vyklepnete.

Přizpůsobení spočívalo ve dvou operacích, odbroušení původního ozubení na „setrvačníku“ a nalisování nového věnce pro motor 1,2 TSI a úpravy středu vložením speciální duralové mezipodložky, která zajistí vystředění unašeče v ose, protože kliková hřídel má na výstupu nejen jiné rozteče, ale i středové osazení. Následně jsem vyvrtal díry pro jiné rozteče.

Sekundární i primární řemenici jsem nechal soustružníkovi stáhnout na průměr vhodný k nalisování ocelové ozubené řemenice a současně jsem požadoval na konci sekundární řemenice zanechat jednu původní řemenici jako případný pomocný náhon na čerpadlo, přídavný alternátor, vývěvu pro pod tlakem poháněné letové přístroje atp.

Objednal jsem u české firmy ocelové řemenice, které došly z Velké Británie jako plné s nějakou středovou dírou. Následně byly dodatečně upraveny ve svých vnitřních průměrech vysoustružením a poté nahřáty a nalisovány na původní upravené řemenice motoru 136B. Výpočet řemenového reduktoru provedla dle mého zadání rovněž firma, která řemenice dodala.

Přestože jsem věděl, že řemen Polychain Gates je poněkud drahá položka a pro dlouhou životnost výhodná, neobjednal jsem tento vysoce kvalitní řemen, ale nahradil ho náhradou od stejné firmy se stejným profilem zubu. Pro zkušební účely motoru a zálet je to zatím dostačující řešení.

Co se týče uložení spouštěče, ten by bezesporu šel umístit jinam a daleko lépe, třeba pastorkem proti vrtuli dolů vedle vany na stranu pod turbodmychadlo, ovšem je to běh na poněkud dlouhou trať. Je nutno si uvědomit, že startér má vyšší hmotnost cca 4 kg, navíc vykonává práci kolem 1 kW, tedy přímo a neúprosně vyžaduje dostatečně tuhé uložení!

Navíc by se musel obrátit směr otáčení startéru, nejspíš by bylo nutno kvůli místu vyjmout elektromagnetickou cívku a start respektive vysunutí pastorku ovládat táhlem z kabiny. Taky by bylo nutno upravit olejovou vanu. Příliš mnoho práce pro prototyp… A přemýšlení… A času… Nejspíš by to šlo vyřešit šikovným z hliníku či duralu vyfrézovaným supportem přichyceným k přírubě bloku válců.

Nutno podotknout, že takové řešení uložení startéru by bylo velmi výhodné i z hlediska těžiště motoru a jeho namáhání v motorovém loži, koneckonců by to i pozitivně ovlivnilo centráž celého letounu. Pokud vás něco napadá, třeba jak obrátit směr otáčení startéru, nebo jak ho nahradit podobným se stejným výkonem, lehčím, se stejným modulem a počtem zubů, dejte mi prosím vědět.

Uchycením spouštěče jsem si lámal hlavu dostatečně dlouho a současné uchycení, které je vlastně původní (je vyříznut kousek převodové skříně), byť vypadá přímo odporně, je dostatečně tuhé a hlavně přesné, startér přesně zapadá, kam má, ozubené kolo se nepodbrušuje a nevzniká spousta komplikací, které jsou přímo produkovány předchozími návrhy řešení. A vůbec nejdůležitější je, že toto uchycení zvládne kdokoliv.


Pohled na dostatečně tuhé uložení spouštěče. Pod pryžovou hadicí zpětné větve II. Okruhu je vidět šroub M 16x 1,5 držící těleso reduktoru v bloku válců

Při uložení reduktoru jsem využil všechny díry, které byly v bloku válce vhodné a slibovaly dobrou pevnost pro svou sílu stěny. Díra v bloku na levé straně nad startérem (díra po technologickém kanálku na svém konci má zátku) byla upravena pouze ručním vyříznutím závitu M 16x1,5, a tím jsem získal oporu, kde nebyla.

Bylo by možná citlivější a hmotnostně výhodnější vytvořit závitovou vložku – redukci M 16x1,5 na M 10, ale i přes naprostou „odpornost“ stávajícího řešení bude spoj dobře držet. Ostatně to je vlastně to, o čem si budeme povídat na konci seriálu, jak nakonec celý motor odlehčit. Vše se bude točit okolo takových prkotin, které v součtu na celém motoru i všech instalacích můžou ušetřit i 1,5 až 2 kg!

Pro budoucí řešení jiného reduktoru, který bude vhodnější kvůli větší osové vzdálenosti vrtule od země, tedy jejího většího průměru, účinnosti a tahu je v hlavě válce možné vyvrtat další dvě díry se závitem M8 přesně na místech bočních konců hlavy, stýkající se s blokem válců (při čelním pohledu na klikovou hřídel), přičemž na levé straně bude muset být z boku zašroubován hliníkový šroub, který bude současně vlepen tekutým dvousložkovým kovem (je tam z boku díra M 8). Následně toto řešení po zaschnutí může být převrtáno a vytvořen závit jako pevnostní bod. Na pravé straně stačí díru vyvrtat a opatřit závitem.

Uchycení alternátoru ze Subaru jsem poněkud předělal, aby délka řemene byla kratší a systém kompaktnější kvůli možnému umístění chladiče. Použil jsem řemen xxx a vložil napínací kladku z rozvodové sady Škoda Octavia 1,9 TDI I. řady. Tuto kladku je možné excentricky posouvat a tím napínat celý řemenový mechanismus. Opět jsem využil děr v bloku motoru, v tomto případě odlitku skříně výměníku oleje. 


Automobilová konverze 1,2 TSI  pohled na řemen náhonu čerpadla a alternátoru

Mohlo by vás zajímat

Témata

Letecké motory


Zkušenosti a doplnění našich čtenářů

momentové křivky

2. 2. 2015 v 14:05 honza

Pročetl jsem si sérii o konverzi. Řešíš momentovou (výkonovou) křivku motoru bez vztahu k momentové (výkonové) charakteristice vrtule. Nemá cenu rozebírat, proč je charakteristika motoru do auta jiná než pro pohon vrtule. Z praktických výpočetních důvodů je lepší pracovat s výkonem. Mnoho zbytečných úvah o momentech a výkonech odpadne, když se zjistí, jaký tvar má výkonová křivka vrtule. Je to obecně parabola. Z porovnání s tvarem křivky motoru vyplyne, že když si stanovím nějaký pracovní bod a do něj umístím průsečík křivek vrtule a motoru, pak výkonová křivka vrtule před tímto průsečíkem bude celá ležet pod křivkou motoru. Křivka vrtule přenesená do grafu motoru se musí nejprve extrapolovat (natáhnout) podle toho, jaký převod reduktoru byl zvolen pro vybraný pracovní bod s ohledem na optimální otáčky vrtule v tomto bodě (průsečíku). U daného motoru píšeš o nevýhodě, že momentová křivka od jistého bodu klesá. To tě nemusí moc trápit, protože výkon a moment jsou svázány násobením/dělením přes otáčky a protože výkonová křivka vrtule bude ležet pod křivkou motoru, pak i momentové křivky budou splňovat tuto podmínku. Momentové a výkonové křivky uváděné pro vybraný motor jsou mezní, tedy maximální pro dané otáčky. Motorem vyvinutý okamžitý moment bude podle zákona akce a reakce vždy v souladu s okamžitým momentem vrtule - bude ho kopírovat. Pouze při akceleraci otáček bude okamžitý moment motoru vyšší v závislosti od momentu setrvačnosti vrtule. Vysoký moment tak přinese výhodu v rychlejším zvýšení otáček. I když zde je to trochu limitováno přeplňováním turbem, které se musí nejprve roztočit a tím vzniká jisté zpoždění. Nějak mi unikla jedna věc - malá řemenice reduktoru má pomocné ložisko nebo to drží za kliku? Pokud to drží za kliku, pak je to docela riziko, protože ozubené řemeny sice nemají velké předpětí, ale radiální síla vznikne při přenosu zatížení. Tak snad si na to myslel, protože čím větší bude přenášený moment, tím větší bude ona radiální síla. Mazací tlak motoru je v nízkých otáčkách menší a když se prudce přidá plyn, může kombinace velkého zatížení klikovky (setrvačnost vrtule) a menšího tlaku způsobit krátkodobé zhoršené mazání. Riziko se ještě více zvětší, pokud se motor přečipuje bez dodatečných úprav mazání. Letu zdar.

Odpovědět

doplnění k ložiskům

2. 2. 2015 v 14:44 honza

Ještě jednou jsem se díval do článků, jak řešíš ložiska na řemenici. Unikl mi článek o výrobě domku. Takže ho tam máš, aby se snížilo zatížení klikovky. Ale jako konstruktér ti řeknu, že to provedení je vyloženě zemědělské a naprosto nevhodné pro motor natož letecký. Zásadní chybou je, že je hřídel pevně sešroubovaná s klikovkou. Zaprvé ložiska mají vždy nějakou malou vůli, která se časem zvětší. Takže část radiální síly od řemene se přenese do klikovky. Zadruhé obě ložiska jsou blízko sebe, tím je dosti zhoršená jejich schopnost bránit průhybu. Zatřetí, a to je největší tragédie, ten domek namontuješ a pak to přivaříš. To je naprosto katastrofální, protože svary mají tendenci stáhnout se, čímž vznikne v domku napětí hned při výrobě, které se přenáší na klikovku. A pak píšeš, že domek má stěnu sotva 5 mm a na této stěně děláš svar - to vyvolá v domku deformace a opět pnutí na ložiska v domku. Snižuje se tím jejich spolehlivost. Beru, že to chceš mít jednoduché, ale tohle jsou konstrukční faux pas. Správně by bylo hřídel řemenice spojit s klikovkou např. přes drážkovanou spojku, která bude mít malé radiální vůle a nebylo by to o moc složitější, ale za to daleko bezpečnější. Variantou by bylo použití pružné spojky, která by mohla být o kousek kratší. Takto opravdu riskuješ, že ti to pod zatížením klekne.

Odpovědět

Kit pro konverzi motoru

2. 2. 2015 v 22:32 Franta

Na trhu opravdu chybí jednoduchá sada dílů, kterou bychom namontovali na automobilový motor a získali levný a spolehlivý, byť těžší motor letecký. Kdo tohle vymyslí, bude mít úspěch. Bohužel pokud to nebude dělat jako službu lidstvu, ale bude chtít něco zaplatit, dostane se s patřičným vývojem a zkouškami na cenu "předraženého" motoru Rotax 912, spíš o něco víc. A jsme zase zpátky. Autorovi závidím jeho nadšení a přeji, aby vývoj a zkoušky ve zdraví přežil. Sám jsem v jistém věku podobným způsobem a asi i s podobnými znalostmi ladil Pionýra a rád na to vzpomínám.

Odpovědět

Re Honza a Franta

3. 2. 2015 v 8:57 Autor

Většina výrobců vrtulí pro SLZ nedodává výkonovou křivku vrtule. Vrtule zkouším k jednotlivým letadlům samostatně a dle mých poznatků se to dá výpočtem a výkonovými křivkami porovnat pouze velice hrubě. Důležitá je praxe a účel pro který je dané soustrojí navrženo. Domek pro primární ložisko je po svařování následně tepelně upravován pro odstranění účinku svárů - vnitřního pnutí, přímo na bloku motoru, jsou tedy všechna mě známá napětí eliminována.Ložisko se samozřejmě poté musí nahradit novým. Ano - moje řešení je pracné, levné, zemědělské, kutilské, homework, samodomo, ale trvanlivé ověřené z praxe. Přidávat drážkování a spojku je cesta dobrá, kvalitní, lehce rozebiralná, ale zároveň TĚŽKÁ, velmi drahá a zbytná. Navrhuji řešení které zvládne každý družstevní soustružník. K bezpečnosti: Každý pilot by si mohl položit otázku, jsem si alespoň na 8O% jist že zvládnu nouzové přistání při vzletu? (Vím dopředu kam budu ze které výšky točit, budu skluzovat nebo hrubit vrtuli na dokluz, jak se vyhnu těm stromům a elektrickému vedení, když selže motor v nejnevhodnější chvíli, odkud bude foukat a jaký bude rotor v závětří, co to udělá s letounem. Budu přistávat na +- pádovce, nebo na dvě kola popřípadě výdrž na jedno proti větru s vychýlenou směrovkou a křidélkama s pomocí přiměřeného tahu motoru k zvýšení účinnosti ofukování? Jak jsem na tom s hmotností a vyvážením , jaký je povrch? a moje kola, budu vysouvat nebo nechám zasunuto?) Pokud si umíte na dané otázky a vlastně mnoho dalších odpovědět před vzletem a nemáte strach, který by Vás objímal.Pravděpodobně se dostanete do fáze uvažování, že jakýkoliv motor včetně certifikovaného Vám jednou vysadí. A pokud nemáme nacvičeno a nejsme k sobě poctiví a důslední jsme vlastně všichni PIONYRY v letectví. ( ve smyslu průkopníka - inovátora) Otázka je jak to dopadne... Naštěstí piloti SLZ trénují většinou nouzové přistání o dost důsledněji včetně plného dosednutí na polích a loukách, později i při různých povětrnostních situacích v blízkosti lesa a nad jeho hranou... Hmotnost jejich zařízení vůči možné škodě, tedy i důsledek a závažnost možné škody je minimální i proto mohou ve svých SLZ používat konverze Automobilových a jiných dostatečně prověřených motorů. Nejde mi o to udělat vypiplaný krásný kousek s cenou nad obvyklé SLZ motory, ale o spolehlivého a dostupného dříče za čtvrtinovou cenu. Díky za připomínky.

Odpovědět

cena vs spolehlivost

3. 2. 2015 v 10:37 Flyboy

Jestliže budu mít motor, který vydrží 1000 hodin za 100tis kč, nebudu nic řešit. Každejch 1000h koupim motor nový. 100kč/hod. Rotax má TBO 2000 hodin a stojí řekněme 400tis (včetně servisu) at se to dobře počítá. To je 200kč/ hod. Jenže co bezpečnost konverze? Když Thielert předělal mercedesy 2.0, což sou asi bez diskuze motory-držáky , vylétávaly z nich součástky ven po 600 h max. Parma co předělává mikrony (a to je leteckej motor..) ví svoje, vzduchem létají nejen letadla ale i písty.. Taky se předělával smart, což je skoro totožnej motor a taky to nešlo. Subaru skvělý ale nechladí se. Nicméně, přeju zdar a hodně energie do výroby, až bude na světě 30kus této konverze a bude mít natočeno každý 1000h, koupím ho hned a moc rád.

Odpovědět

domácí výroba

3. 2. 2015 v 18:30 honza

Co se týče problémů s rozvody u motorů EA111, tak ty byly způsobené dvěma příčinami: primárně řetězem, jak píšeš, sekundárně nedobrou životností/opotřebením hnacího kola na klikovce od špatného řetězu. Kolo bylo provedeno tak, že jej v dílenských podmínkách nebylo možno sejmout a vyměnit. Servisy raději dokola měnily řetězy (cena klikovky + práce se cenově nevyplatila). Někdy to stačilo, někdy ne. Poté škoda dodala servisní kit. Tedy při nákupu motoru je potřeba zjistit, jak je na tom nejen řetěz, ale i klikovka s kolem. Pro přesnější info je lepší se přeptat v servisu (z něj mám info o tom kole). Nově příchozí modely aut dostávají novou řadu EA211 (již 16 ventilů, rozvod řemenem). Chápu smysl domácí úpravy. Dodatečným opracováním domku se nezajistí vzájemná souosost. Tvé zkušenosti s touto úpravou jsou postavené na jiném motoru (bez turba) pocházejícího z doby jiných emisních nároků EU. Předcházející motor byl robustnější s menšími měrnými výkony, nový má přímý vstřik (vystavené vyšším teplotám, vyšší tlaky v pal. systému), složitější regulaci. Kvůli dalším úsporám je pravděpodobně předepsán olej s nižší viskozitou (větší choulostivost na přetížení), komplikovaný chladící systém a další "vychytávky". To není v nabídce nějaké točivá atmosféra? A jak řešíš spolehlivé sání mazacího oleje z vany (viz poloha při nechtěném nožovém letu)?

Odpovědět

tunnig

3. 2. 2015 v 18:44 honza

Atmosférický motor sice nejde moc ladit čipováním jako když má turbo, ale dá se nezanedbatelně zvýšit výkon, pokud se "sáhne" na sání motoru, konkrétně na vačku a optimalizaci sacího potrubí. U auta je problém s tím, že z praktických důvodů je potřeba, aby zůstal nějaký Mk i ve spodním pásmu. U vrtule toto odpadá a výsledek by mohl být zajímavější. Ta postarší 1.4 si o to říká. Zajímalo by mne, jaké je váhové porovnání 1.4 atmo a 1.2 turbo a jak vychází obrysově.

Odpovědět

RE: cena vs spolehlivost

9. 2. 2015 v 23:56 Radek

Jedna malá chyba je, že Rotax vydrží klidně více než 4000 hodin. Když se k němu chováš slušně, tak bez jakýchkoli oprav, jen s výměnnou oleje a svíček. Po 2000 hod s ním prostě létáš jako s jakýmkoli jiným necertifikovaným nebo automob. motorem. Při ceně cca 350 000,- Kč je výpočet nasnadě

Odpovědět

Re radek

10. 2. 2015 v 16:06 autor

Radku opravdu 912 se 100HP vydrží více než 4000 hodin? U 80 HP verze snad budiž. Máš s tím nějakou konkrétní zkušenost? Na jakém typu letounu s jakou vrtulí? Je pravda že po 2000hod funkce motoru jistě neskončí.Avšak právě cena náhradních dílů je to co mne zajímá. S přibývajícím náletem se opravuje více a více. Nálet 2000h odpovídá zhruba 250000- 300000 km v autě podle rychlosti letu letadla.

Odpovědět

úsměv

10. 2. 2015 v 16:40 Sika

Výrobce motoru Rotax 912 sice garantuje 2000h,ale jen při dodržení výrobcem doporučených servisních a provozních postupů .Žádný letecký nebo v letectví používaný motor nemůžeme udržovat při životě jen výměnou oleje a svíček.Vždy jsou nastaveny rezursy pro různé kontroly a prohlídky.Nedodržení těchto postupů ještě nikdy životnost motoru neprodloužilo.

Odpovědět

ještě něco k cenám

11. 2. 2015 v 9:13 sika

podle letošního ceníku stojí nejlevnější 912 doplněná jen motorovým ložem a výfukem 375928Kč BEZ DPH.Tak že pro neplátce DPH cena atakuje 460000Kč a to je 80koní bez kompletního příslušenství - směji se podruhé

Odpovědět

Přidat komentář