Skocz do zawartości

Modelarskie turbiny odrzutowe


RobertK

Rekomendowane odpowiedzi

Robert

Łożyska są napięte wstępnie sprężyną po przez suwliwą tuleje w tzw. tunelwale jeśli napinacz znajduje się w tylnej części turbiny pracuje on w mniej korzystnych warunkach (temperatura) http://blog.alvarolopez.net/images/KJ66esquematico.jpg

Dopiero niedawno przeczytałem tematy dotyczące jetów, więc będę miał parę pytań i uwag.

Na początek jedno pytanie.

Patrząc na rysunek podesłany przez Roberta rozumiem, że powszechnym rozwiązaniem w turbinach modelarskich jest osadzenie wału na dwóch łożyskach kulkowych i zabezpieczenie się sprężyną i suwliwa tuleją wewnątrz obudowy wału, przed naprężeniami, które pojawią się w wysokiej temperaturze.

W dużych silnikach turbinowych, a nawet w małych turbinach od APU problem ten jest rozwiązany przez użycie na każdym wale jednego łożyska kulkowego i jednego łożyska wałeczkowego. Stąd moje pytanie do Tomka Kicińskiego, jaki jest powód użycia dwóch łożysk kulkowych i sprężyny w modelarskich silnikach turbinowych?

Zabezpieczenie przed poślizgiem kulek?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Postaram się możliwie krótko i zwięźle, jak to wygląda wg mojej wiedzy.

Łożyska skośne hybrydowe 22x8x7 (takie tu mamy) - stalowe bieżnie i 11 kulek z Si3N4 (azotek krzemu) dla prawidłowej pracy muszą być wstępnie obciążone. Inaczej kulki są luźne bo nie mają separatora, a osie bieżni można odchylać do paru stopni. Napinacz - sprężyna z tuleją (o takim piszesz) lub podkładka sprężynowa w postaci fali z trzeba szczytami musi wywierać siłę około 30N (typowe dla tych łożysk) z wektorem w osi łożyska. W praktyce różnica długości wału i tulei pomiędzy gniazdami dla łożysk wynosi tyle, że po skręceniu całego wirnika i napięciu się napinacza pozostaje osiowy luz rzędu 0,1-0,2 mm na skurcz i "dowolny" luz na rozciąganie termiczne. Piszę "dowolny" bo ograniczony jest oczywiście innymi elementami, przede wszystkim luzami: sprężarka-wlot, sprężarka-dyfuzor.

Rola napinacza sprowadza się więc do tego samego - kompensacji rozszerzalności termicznej wirnika i tulei wału. Różnica konstrukcji przez Ciebie wymienionej, a tej w mini jet-ach wynika, według mnie, z konieczności uproszczenia spowodowanej małą skalą.

Tam po prostu nie ma miejsca na takie rzeczy, a to rozwiązanie się sprawdza. Pozostaje oczywiście kwestia, co lepsze - przedni, czy tylny napinacz. I tu zdania są podzielone. Jedno i drugie rozwiązanie, jak to zwykle bywa, ma wady i zalety. Ale tego nie dotyczyło pytanie.

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

O.K. To pociągnijmy dalej temat łożysk turbin modelarskich, a dokładniej ich smarowania.

W instrukcjach obsługi silników producenci zalecają używania oleju do silników turbinowych

np. Exxon Turbo Oil 2380 (obecnie BP Turbo Oil 2380) lub syntetycznego oleju do silników dwusuwowych.

Pytanie: Czy znane są jakiekolwiek informacje pochodzące od producentów lub serwisantów modelarskich silników turbinowych o wpływie rodzaju oleju jaki używamy, na stan silnika

i jego łożysk?

I drugi temat. Elementy silnika smarowane są mieszanką paliwo-olejową dostarczaną do osobnych wtryskiwaczy tą samą pompą co paliwo do komory spalania. Przy niskich obrotach silnika, np. na małym gazie, mieszanka nie jest podawana do smarowania łożysk, dlatego m.in. w najnowszych ECU zaraz po zakończeniu cyklu rozruchu, ECU automatycznie zwiększa obroty wirnika i wydatek pompy, aby podać mieszankę na dysze smarujące (przy starszych wersjach ECU musimy pamiętać o tym sami) w celu skrócenia do minimum czasu pracy łożysk "na sucho". Ale jednocześnie po wyłączeniu silnika ECU kilkakrotnie pokręca wirnikiem silnika w celu obniżenia EGT do 100 °C i wtedy też nie podawana jest nowa dawka mieszanki na łożyska.

Pytanie: Czy jest określony maksymalny czas jaki może pracować silnik od ostatniego rozpylenia oleju, na niskich obrotach? W związku z tym, czy modelarską turbinę należy wyłączać bez schładzania na IDLE, aby właśnie podczas pokręcania przez ECU, na łożyskach wirnika był jakiś zapas oleju?

 

P.S. Mógłbym te pytania zadawać na PW, ale myślę że inni też chętnie poczytają, jeśli się mylę dajcie znać, przejdę na e-mail. :D

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

To może ja na początek, ale zachęcam innych do wypowiedzi.

W instrukcjach obsługi silników producenci zalecają używania oleju do silników turbinowych

np. Exxon Turbo Oil 2380 (obecnie BP Turbo Oil 2380) lub syntetycznego oleju do silników dwusuwowych.

Stosowałem przez kilka lat olej do dwusuwów mocno wysilonych. W zasadzie nie powinienem narzekać. Problemy zaczynają się, gdy w silniku pojawia się wyższa temperatura w rejonie tylnego łożyska (strona gorąca). Powodów może być kilka, ale to osobny temat. Oleje z tej serii (spełniające normę JASO FC) przeznaczone są do pracy w przedziale temperatur 80-130 st.C. Najlepsze warunki to ok. 95st.C. W silniku turbinowym z reguły te warunki nie są przekraczane, ale bywa, że w tylnej części tulei temperatura chwilami wychodzi poza ten zakres. Olej ulega przegrzaniu i koksuje pozostawiając osady. Teraz używam tylko oleju Mobil JET Oil II.( mogą być inne odpowiedniki np. AeroShell 500 lub wymienione przez Ciebie). Ważne, że przeznaczone są do turbin. Różnica jest kolosalna.

Ten olej może pracować do 204 st.C i nie tworzy osadów. Różnica w cenie, w moim przekonaniu, jest na tyle niewielka, że już nie widzę odwrotu do poprzedniego rozwiązania.

Pytasz o stan łożysk. Jeśli olej został przegrzany zanim przeszedł przez tylne łożysko to efektem będzie zaklejanie łożyska. Wirnik silnika po zatrzymaniu i całkowitym ostygnięciu rusza z wyraźnie wyczuwalnym oporem. W skrajnym przypadku łożyska nie da się już używać. Pod mikroskopem widać, że kulki są oklejone osadem nie do usunięcia. Podczas pracy takie łożysko rozgrzeje się do tego stopnia, że tlenki metalu z bieżni zostają trwale naniesione na powierzchnię kulek. Widać to dokładnie pod dużym powiększeniem. To oczywiście już skrajny przypadek przekroczenia temperatur.

Takie łożysko kręci się, jak posypane piachem.

I drugi temat. Elementy silnika smarowane są mieszanką paliwo-olejową dostarczaną do osobnych wtryskiwaczy tą samą pompą co paliwo do komory spalania. Przy niskich obrotach silnika, np. na małym gazie, mieszanka nie jest podawana do smarowania łożysk, dlatego m.in. w najnowszych ECU zaraz po zakończeniu cyklu rozruchu, ECU automatycznie zwiększa obroty wirnika i wydatek pompy, aby podać mieszankę na dysze smarujące (przy starszych wersjach ECU musimy pamiętać o tym sami) w celu skrócenia do minimum czasu pracy łożysk "na sucho". Ale jednocześnie po wyłączeniu silnika ECU kilkakrotnie pokręca wirnikiem silnika w celu obniżenia EGT do 100 °C i wtedy też nie podawana jest nowa dawka mieszanki na łożyska.

Pompa podaje paliwo z olejem (w stos.3-5%) do zasilania i poprzez dławik do smarowania również na wolnych obrotach. Jest go tylko odpowiednio mniej, ale zawsze jest. Wzrost obrotów przed wyłączeniem silnika powodowany jest przede wszystkim koniecznością zmiany warunków spalania. Wbrew pozorom warunki temperaturowe w komorze, a dokładniej w rurze żarowej, są "przyjemniejsze" na średnich obrotach niż na małych. Podnosząc obroty do średnich (nie wyżej) uzyskujemy poza tym spory zapas prędkości obrotowej wirnika do wystudzenia wnętrza podczas wybiegu turbiny. Nie ma już źródła ciepła bo nie ma płomienia, a jest kilkusekundowa wentylacja. Resztę załatwia rozrusznik. Wówczas łożyska naturalnie nie są smarowane, ale są mokre i to w zupełności wystarczy. Po rozbiórce silnika całe wnętrze tulei wału, wał i same łożyska są obficie zaolejone.
Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

P.S. Mógłbym te pytania zadawać na PW, ale myślę że inni też chętnie poczytają, jeśli się mylę dajcie znać, przejdę na e-mail. :D

Rozmówców nie będzie zapewne zbyt wielu ale czytających i chcących się czegoś na ten temat dowiedzieć na pewno jest zdecydowanie więcej :) Moim zdaniem wszystko co nie haczy o tajemnice zawodowe :wink: powinno się tutaj znaleźć - z dostępem dla wszystkich :)

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

Przepiękne. Wielostopniowa sprężarka osiowa - moje marzenie. Na razie nieosiągalne jest dla mnie wykonanie tych kół do rotora sprężarki. A jeszcze drugie tyle do statora, czego tutaj nie widać. Coś pięknego. Możesz podać jakieś bliższe szczegóły? Może parametry?

Odnośnik do komentarza
Udostępnij na innych stronach

  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    • Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.
×
×
  • Dodaj nową pozycję...

Powiadomienie o plikach cookie

Umieściliśmy na Twoim urządzeniu pliki cookie, aby pomóc Ci usprawnić przeglądanie strony. Możesz dostosować ustawienia plików cookie, w przeciwnym wypadku zakładamy, że wyrażasz na to zgodę.