Československá ocel Poldi L Victrix Special
V dnešním příspěvku se opět podíváme do oblasti materiálů používaných při konstrukci leteckých motorů. Konkrétně se zaměříme na Československou ocel L Victrix Special, která byla používána při konstrukci našich předválečných leteckých motorů. Práci opět rozdělíme do dvou částí. V první se podíváme na popis samotné oceli. Ve druhé se zaměříme na její konkrétní použití při konstrukci klikových hřídelů našich předválečných leteckých motorů a to na příkladu leteckých motorů Walter Pollux II a Praga Asso – RV.
Československá ocel Poldi L Victrix Special
Tato ocel byla výrobkem firmy Poldi Kladno. Jednalo se o zušlechťovanou ocel označovanou jako ocel Cr-Ni-Mo, obchodní název byl Poldi L Victrix Special. V předválečném československém leteckém průmyslu to byla hlavní ocel pro výrobu klikových hřídelů leteckých motorů. Tato ocel byla ze strany firmy Poldi Kladno dodávána jako zušlechtěná, odpadalo tedy další tepelné zpracování u zákazníka. Mimo klikové hřídele byla určena také k výrobě ojnic a vrtulových nábojů, nejznámější ovšem byla právě díky klikovým hřídelům.
Jak již vyplývá z označení Cr-Ni-Mo, jednalo se o chrom–nikl–molybdenovou ocel. K její hrubé charakteristice je možno uvést, že jde o ocel, která obvykle není určena pro třískové obrábění. Má relativně vysokou pevnost a houževnatost, proto je vhodná pro odlitky, na které jsou kladeny požadavky vysoké odolnosti proti působení dynamických sil za současných rázů a také vysoká odolnost proti abrazi.
Základní chemické složení oceli Poldi L Victrix Special je v následující tabulce.
Obr. č. 1 – základní chemické složení oceli Poldi L Victrix Special
Všechny údaje jsou v procentech. V případě uhlíku (C), manganu (Mn) a křemíku (Si) se podíly pohybovaly mezi nižší a vyšší hodnotou. V případě chrómu (Cr), niklu (Ni) a molybdenu (Mo) jsou hodnoty nejnižší zaručené a u fosforu (P) a síry (S) naopak nejvyšší.
Základní mechanické vlastnosti jsou v další tabulce.
Obr. č. 2 – základní mechanické vlastnosti oceli Poldi L Victrix Special
Uvedené hodnoty je nutné brát jako orientační, mohly se samozřejmě měnit.
Tepelné zpracování obsahovalo žíhání, kalení a popouštění. Následující přehled ukazuje, jak se měnili mechanické vlastnosti po jednotlivých krocích tepelného zpracování:
Obr. č. 3 – základní mechanické vlastnosti oceli Poldi L Victrix Special
Nyní několik poznámek k tepelnému zpracování. Při kalení se obvykle postupovalo tak, že v případě tenkostěnných součástí složitějších profilů se kalilo do oleje, u jednodušších silnějších profilů do vody. Popouštělo se asi ½ až 2 hodiny, podle prostředí. Teplota se řídila hlavně požadovanou houževnatostí a rozměry kusu, přičemž při vyšších teplotách než 600 st. C se kus nechával vychladnout v peci pod tuto teplotu a teprve poté se zchladil.
Nyní se podívejme na dva příklady praktického použití této oceli u klikových hřídelů leteckých motorů.
Klikový hřídel leteckého motoru Walter Pollux II
Jako první příklad zvolíme klikový hřídel motoru Walter Pollux II. Motor Walter Pollux II byl letecký, zážehový, vzduchem chlazený hvězdicový 9-ti válec s nominální výkonností 340 ks. při 1800 ot./min. Kliková hřídel tohoto motoru je na dalším obrázku.
Obr. č. 4 – kliková hřídel motoru Walter Pollux II
Motor měl tedy klikovou hřídel složenou ze dvou částí, které byly spojené v zadním ramenu kliky. Spojení bylo zajištěno zatažením rozříznuté hlavice zadního ramena pomocí šroubu a proti pootočení zajištěno válcovým kolíkem. Hřídel i čep byly v celé délce provrtány, otvory sloužili pro přívod tlakového oleje mazání. Hřídel byla uložena na dvou hlavních válečkových ložiskách a v přední části kuličkovým ložiskem, které zároveň zachycovalo osovou sílu (tah od vrtule). Za pravým hlavním ložiskem následoval odstředivý kompresor a pohon příslušenství. Vyvážení bylo zajištěno dvoudílným vyvažovacím závažím na prodloužených ramenách kliky.
Kliková hřídel byla vykována z oceli Poldi L Victrix Special a to zápustkovým kováním (povšimněte si sešikmených přechodů tvaru hřídele). Na dalším obrázku je řez uložením klikového hřídele s ojnicí.
Obr. č. 5 – kliková hřídel motoru Walter Pollux II – uložení
Pod označením A je stahovací šroub spojení, pod označením B je zadní válečkové ložisko (hlavní) a pod označením C je přední válečkové ložisko (hlavní). Povšiměte si také pěkného detailu uložení pomocné ojnice (dole) a hlavní ojnice (nahoře).
Levá část (přední část) klikového hřídele má drážkovaný konec, který byl u leteckých motorů v předválečném Československu normován. U motoru Walter Pollux II byla tato norma respektována. Drážkované konce klikových hřídelů leteckých motorů byly upraveny v rámci Československé normy letecké ČSN AE 5.2, která byla přijata v prosinci 1932 v rámci odborné subkomise č. 11d – Letadla, Motor, ve které byly zastoupeny tyto firmy:
Obr. č. 6 – seznam členů subkomise
Norma byla obecně závazná a nařizovala výrobcům následující tvary drážkovaných konců klikových hřídelů.
Obr. č. 7 – tvary ukončení drážkovaných hřídelů dle ČSN AE 5.2
Motor Walter Pollux II měl přední konec klikového hřídele konstruován na drážkování hlavy č. 30, tedy na vnější průměry drážek A = 66,675 mm a vnitřní průměry drážek B = 61,1 mm. Zbytek rozměrů a tolerancí máte na obrázku výše.
Kliková hřídel leteckého motoru Praga ASSO-RV
Další motor, u kterého se podíváme na klikovou hřídel z oceli Poldi L Vietrix Special, je letecký motor Praga ASSO-RV. Tento motor byl zážehový, kapalinou chlazený letecký motor konstruovaný do W, 18-ti válcový, s nominálním výkonem 800 ks. při 1800 ot./min. Motor měl tři řady válců po 6-ti válcích v každé s otevřením řad 40 st.Kliková hřídel tohoto motoru je na dalším obrázku.
Obr. č. 8 – kliková hřídel motoru Praga ASSO-RV
Z pohledu na obrázek je zřejmé, že kliková hřídel motoru je 6-krát zalomená. Klikové čepy jsou vzájemně pootočeny o 120 st. Souosé jsou vždy první a poslední čepy, druhý a předposlední atd. Hřídel je 7-krát uložena v kluzných ložiscích vylitých kompozicí. Čepy hřídele jsou duté (vrtané) pro přívod tlakového oleje mazání, obdobně jako v případě motoru Walter Pollux II. Motor je vybaven reduktorem, proto má přední konec klikového hřídele přírubu na připevnění zubové spojky. Přes tuto spojku je poháněno menší kolo reduktoru. Klikový hřídel je podobně, jako v prvním případě, vykován v zápustce.
Na dalším obrázku je řez uložením klikového hřídele tohoto motoru. Omlouvám se za méně kvalitní obrázek.
Obr. č. 9 – uložení klikové hřídele motoru Praga ASSO-RV
Pod označením A je vyznačen reduktor motoru (reduktor s čelními zuby), pod označením B je zubová spojka a pod označením C jsou kluzná ložiska hřídele (vyznačena jsou 3, je jich celkem 7).
Děkuji za pozornost.
Použité zdroje:
1) Letadlový motor Praga ASSO-RV, Popis a návod k obsluze a udržování
2) Walter Pollux II, Popis a návod k obsluze a udržování, akciová společnost Walter, Praha
3) Letecká příručka 1, František Sekanina, Praha 1936
4) Konstruktér a kovy, Strojnický obzor, Praha 1941
