Československé vznětové letecké motory ZOD-240A, ZOD 260
V dnešním příspěvku se podíváme do konstrukce leteckých motorů. Konkrétně se zaměříme na československé letecké motor ZOD-240A a ZOD 260, které byly vyráběny v 30-tých letech minulého století.Československé letecké motory ZOD-240A a ZOD-260 byly vznětové, vzduchem chlazené, hvězdicové dvoutaktní letecké motory. Verze ZOD-240A byla původní verzí tohoto motoru, následovala verze ZOD-260, jako další vývojový typ. Motor vyvinula a vyráběla firma Československá zbrojovka v Brně. Návrh a konstrukce motoru vznikla pod vedením Ing. Odstrčila. Počátek vývoje tohoto motoru je možno vysledovat v roce 1930. V červenci 1933 se rozběhl první prototyp. Ten disponoval výkonem 240 ks (ZOD-240A). Z tohoto byl později odvozen motor ZOD-260, který měl výkon 260 ks. Tento byl následně krátce vyráběn. Licenci na motor také zakoupila francouzská firma Francoise de Mécanique, ale pravděpodobně se ve Francii nevyráběl.
Tolik ke stručné historii leteckého motoru ZOD-240A a ZOD-260. Nyní se podívejme na tento motor blíže.
Základní údaje a všeobecná charakteristika motoru
Základní údaje o motoru ZOD-260 jsou v následující tabulce:
Tabulka č. 1 – všeobecné údaje o motoru
Poznámka:
V časopise Letectví a kosmonautika, ročník 1982, je kvalitní rozsáhlý článek na téma pístové letecké motory. Autor článku je Ing. Tomáš Hajn. V části věnované vznětovým leteckých motorům je uvedeno, že motor ZOD-260 byl atmosféricky plněný. V tomto bodě se autor mýlí, jak uvidíme níže, motor měl skutečně mechanicky hnaný kompresor.
Na dalším obrázku je celkový pohled na motor ZOD-260.
Obr. č. 1 – celkový pohled na letecký motor ZOD-260
Princip chodu motoru
V této části práce se podíváme detailněji na činnost tohoto motoru. Na dalším obrázku máte schéma motoru, na kterém provedeme jeho rozbor.
Obr. č. 2 – schéma leteckého motoru ZOD-240A
Z pohledu na schéma je patrné, že motor byl podobný zážehovým hvězdicovým leteckým motorům. Popis činnosti provedeme ve směru pohybu vzduchu.
Vzduch je nasáván sáním pod ozn. č. 7. Poté vstupuje do kompresoru, označeném č. 8. Číslem 9 je označen difusor a č. 10 sběrač. Poté je stlačený vzduch veden nátrubky ozn. č. 11. Do válců motoru vstupuje otvory vytvořenými po celém obvodu každého z válců. Tyto otvory jsou při pohybu otevírány a uzavírány pístem. V hlavě každého z válců jsou 2 ventily ozn. č. 12, ve schématu je vyznačen pouze jeden z nich.
Je tedy patrné, že motor nemá žádné velké zvláštnosti. Rozvod je rovněž řešen klasicky, tedy pomocí vačkového kotouče na přední části motoru (č. 13) a obvyklého rozvodu pomocí zvedáků, tyčí a vahadélek. Motor nemá reduktor a konec klikového hřídele je konstruován dle ČSN AE 5.2.
Kompresor motoru je jednorychlostní, jednostupňový, poháněný od klikového hřídele motoru. Klikový hřídel byl opatřen dvojicí vyvažovacích závaží.
Nyní se zaměříme na některé vybrané části tohoto motoru.
Vstřikovací čerpadlo
Nafta je do válců motoru vstřikována pomocí vstřikovačů vlastní konstrukce firmy Československá zbrojovka Brno. Tyto vstřikovače byly umístěny ve hlavách válců. Palivo bylo k těmto vstřikovačům dodáváno vysokotlakým čerpadlem konstrukce firmy Bosch. Toto čerpadlo bylo umístěno na přední části motoru. Jeho funkci si popíše na jeho schématu, který je na dalším obrázku.
Obr. č. 3 – schéma čerpadla firmy Bosch u leteckého motoru ZOD-240A
Z obrázku je patrné, že se jedná o pístové čerpadlo. Palivo přichází do válce označeného č. 1, přes kanál č. 4 a otvory č. 5 a 6. Palivo je vytlačováno přes ventil č. 12, který je přitlačován pružinou č. 10.
Počátek vstřikování paliva je na konci výfukového zdvihu válce. Dochází k němu tak, že píst ozn. č. 2 svým pohybem překryje otvory ozn. č. 5 a 6. tomto okamžiku začíná vstřikování, které končí přeběhnutím šikmé hrany č. 7 přes hranu otvoru č. 6. Zbylé palivo nad pístem se odrážkou č. 8 vrací přes otvor č. 6 zpět do potrubí. Množství vstřikovaného paliva (a tedy i výkon motoru) se mění natáčením pístu čerpadla.
Obrázek č. 3 bohužel není úplně kvalitní, ale lepší není k dispozici. Snad je z něho činnost vstřikovacího čerpadla dostatečně patrná.
Tento princip regulace výkonu vznětového motoru se používal dlouho. Na dalším obrázku je řez čerpadlem vznětového motoru, který pracuje na stejném principu. Obrázek je zařazen zejména pro pochopení činnosti těchto čerpadel.
Obr. č. 4 – schéma čerpadla řízeného hranou
Na pozici označené I je píst motoru v dolní úvrati. Na pozici označené II je znázorněna plná dodávka paliva (plný výkon motoru). Pozice III odpovídá částečné dodávce paliva a pozice č. IV odpovídá nulové dodávce paliva. Povšimněte si zejména změn polohy pístu s drážkou a okamžiku, kdy drážka míjí pravý otvor. V okamžiku, kdy regulační hrana pístu uvolní přepouštěcí otvor (pravý otvor), končí dodávka paliva.
Nyní se podívejte na následující fotografii:
Obr. č. 5 – fotografie vstřikovacího čerpadla firmy Bosch u leteckého motoru ZOD-260
Na další dvojici fotografií je celkový pohled na vstřikovací čerpadlo a jeho pohon:
Obr. č. 6 – fotografie vstřikovacího čerpadla firmy Bosch u leteckého motoru ZOD-260
Obr. č. 7 – fotografie vstřikovacího čerpadla firmy Bosch u leteckého motoru ZOD-260
Z těchto fotografií je již (doufejme) způsob činnosti vstřikovacího čerpadla Bosch zřejmý. Každá válec tedy měl vlastní vstřikovací čerpadlo, tato byla mechanická, poháněná od klikového hřídele motoru.
Válec a hlava válce
Válec i hlava válce motoru byly řešeny „klasicky“ jako u ostatních hvězdicových leteckých motorů. Na další fotografii máte detail válce tohoto motoru.
Obr. č. 8 – detail válce leteckého motoru ZOD-260
U vznětových motorů s přímým vstřikem paliva je spalovací prostor obvykle vytvořen tzv. „v pístu“, což je i tento případ. Všimněte si tvaru pístu, který má hlubokou prohlubeň. Zde docházelo ke vznícení směsi. Dále si povšimněte pěkného detailu zatažení válce do hlavy motoru. Ve spodní části obrázku jsou sací kanály.
Píst je klasický, tedy ze slitiny hliníku v obvyklém tvaru. Dle mého názoru by při případném dalším zvyšování výkonu muselo dojít k jeho změně, neboť by se pravděpodobně objevili problémy se kterými se potýkali konstruktéři motoru Jumo 205. Bližší podrobnosti o konstrukci pístů motoru Jumo 205 naleznete zde:
http://www.palba.cz/viewtopic.php?t=3083
Na dalším obrázku je detail umístění vstřikovače ve válci:
Obr. č. 9 – detail válce leteckého motoru ZOD-260 se vstřikovačem
Na dalším obrázku je celkový pohled na válec a detail tvaru pístu.
Obr. č. 10 – celkový pohled na válec leteckého motoru ZOD-260
Na dalších dvou obrázcích jsou pohledy na hlavu motoru a přívodu paliva.
Obr. č. 11 – celkový pohled na válec leteckého motoru ZOD-260 – přívod paliva
Obr. č. 12 – celkový pohled na válec leteckého motoru ZOD-260 – hlava motoru
Rozvod motoru
K rozvodu motoru pouze několik poznámek, neboť je z fotografií zcela zřejmý a stejný, jako u ostatních hvězdicových motorů. Na další fotografii je celkový pohled na rozvodové tyčky výfukových ventilů:
Obr. č. 13 – celkový pohled na rozvodové tyčky leteckého motoru ZOD-260
Na obrázku níže si povšimněte detailu vačkového kotouče na přední části motoru. Jsou zde také zachyceny kladičky, které zdvihaly rozvodové tyčky.
Obr. č. 14 – vačkový kotouč leteckého motoru ZOD-260
Kompresor
Motor měl jednorychlostní, jednostupňový kompresor s mechanickým pohonem od klikového hřídele. Detail oběžného kola kompresoru a difuzoru je na dalších dvou obrázcích.
Obr. č. 15 – kompresor motoru ZOD-260
Obr. č. 16 – kompresor motoru ZOD-260
Difuzor kompresoru motoru byl spirálovitý, jeho samostatný obrázek je na následujícím obrázku.
Obr. č. 17 – difuzor motoru ZOD-260
Vrtulová hřídel
Posledním detailem, na který se u tohoto motoru zaměříme, je vrtulová hřídel. Jak již bylo uvedeno výše, motor neměl reduktor. Vrtulová hřídel byla řešena dle normy ČSN AE 5.2 na drážkování hlavy č. 40. Tato norma byla přijata v prosinci 1932 a byla pro výrobce leteckých motorů na území Československé republiky závazná. Na dalším obrázku máte boční pohled na motor ZOD 260:
Obr. č. 18 – boční pohled na motor ZOD-260
Na dalším obrázku máte detail vrtulové hřídele z čelního pohledu. Povšimněte si zejména drážkování:
Obr. č. 19 – detail drážkování vrtulového hřídele motoru ZOD-260
Nyní k námi diskutované normě ČSN AE 5.2 a její aplikaci na tomto motoru.
Na další dvojici obrázků jsou vyznačeny některé normované části vrtulového hřídele. Zároveň jsem je vyznačil na fotografii konkrétního motoru ZOD 260:
Obr. č. 20 – detail drážkování vrtulového hřídele motoru ZOD-260
Obr. č. 21 – tvar vrtulového hřídele dle ČSN AE 5.2
Závěr
Samotný motor ZOD 240A ani ZOD 260 nebyl nikdy hromadně vyráběn ani používán. Byl pokusně testován v letadlech předválečných Československých aerolinií. Konkrétně byl zabudován do letounu Avia-Fokker F-VII. Dále byl zkoušen v letounu Aero A-211. Bližší informace o těchto letounech naleznete na internetu.Závěrem bych chtěl upozornit, že motor můžete vidět i na vlastní oči. Jediný dochovaný exemplář motoru ZOD 260 (o kterém vím) se nachází v technickém muzeu v Brně, odkud pochází také fotografie v tomto článku. Bohužel není v současné době vystavován. V případě, že se budete chtít na tento krásný výrobek našeho předválečného leteckého průmyslu (a firmy Československá zbrojovka Brno) podívat na vlastní oči, sledujte internetové stránky tohoto muzea.
Děkuji za pozornost.
Použité zdroje
1) Letectví a kosmonautika, Ing. Tomáš Hyan, ročník 1982
2) Letecká příručka II, prof. Ing. František Sekanina, Praha, 1936
3) Vlastní zdroje (československé letecké normy)
A ten nadpis doplň jak píše Kopapaka, je to dobrý návrh.
