압력 기화기
Pressure carburetor |
압력 카뷰레터는 1940년대부터 Bendix Corporation이 피스톤 항공기 엔진용으로 제조한 연료 계량 시스템의 한 종류입니다.이는 초기 형태의 스로틀-바디 연료 분사 방식으로 인식되며, 역비행 중 연료 부족을 방지하기 위해 개발되었습니다.
개념.
1920년대와 1930년대의 대부분의 항공기는 부유식 기화기를 가지고 있었다.일반적으로 직립 비행하는 민간 항공기에 적합하지만 거꾸로 비행하거나 음의 g-force를 받는 항공기, 특히 군 전투기와 곡예비행기에는 문제가 있다.플로트 카뷰레터는 엔진 흡입구로 연료를 공급하기 위해 벤추리 효과를 사용합니다. 이는 원하는 연료/공기 혼합물을 유지하기 위해 플로트 보울의 연료 레벨이 일정하게 유지되는 것에 따라 달라집니다.플로트는 연결된 플로트 밸브를 통해 다양한 요구에도 불구하고 카뷰레터의 연료 레벨을 일정하게 유지하는 밸브를 작동합니다.연료 레벨이 높아지면 밸브가 닫히면서 볼로 유입되는 흐름이 느려지거나 멈춥니다.그러나 플로트는 중력에 의해 작동되기 때문에 항공기가 뒤집히면 효과가 없습니다.반전 중에는 연료 펌프가 가능한 한 빨리 연료가 플로트 볼로 공급되어 엔진이 거의 즉시 정지합니다.
이 문제는 제2차 세계 대전 첫 해 동안 RAF에 의해 절실히 느껴졌다. 왜냐하면 허리케인과 스피트파이어에 장착된 롤스로이스 멀린 엔진은 독일의 연료 직분사 엔진과 달리 이 문제로 인해 어려움을 겪었기 때문이다.이 문제는 대부분 엔진이 최대 출력을 낼 수 있을 만큼의 연료만 카뷰레터에 넣을 수 있는 유량 제한 와셔를 설치함으로써 해결되었습니다(R.A.E. 제한 장치는 "미스 실링의 오리피스"로 알려져 있습니다).하지만 그것은 임시방편에 불과했다.
압력 기화기가 문제를 해결했다.그것은 압력만으로 작동하기 때문에 중력이 더 이상 영향을 미치지 않습니다.이러한 이유로 압력 카뷰레터는 비행기가 비행 자세에 있을 때 안정적으로 작동한다.압력 카뷰레터는 정압 상태에서 연료의 원리로 작동하기 때문에 연료 분사의 한 형태가 됩니다.
건설
플로트 카뷰레터와 마찬가지로 압력 카뷰레터에는 내부에 벤추리가 있는 배럴이 있어 공기가 엔진 실린더로 흐릅니다.그러나 카뷰레터로 들어가는 연료의 흐름을 제어하는 플로트는 없습니다.대신 플렉시블 다이어프램으로 분리된 4개의 챔버가 있습니다.다이어프램은 쐐기 모양의 서보 밸브를 작동하는 샤프트에 동심원으로 부착됩니다.이 밸브는 연료가 압력 카뷰레터로 들어갈 수 있는 속도를 제어합니다.배럴 내부에는 스로틀 다운스트림에 연료 압력에 의해 작동되는 스프링식 밸브인 배출 밸브가 있으며, 이 밸브는 연료가 배럴로 배출되는 속도를 제어합니다.
일부 압력 카뷰레터에는 많은 보조 시스템이 있었다.디자인은 대형 엔진에 사용되는 대형 모델에 따라 복잡해졌다.상당수는 가속 펌프, 자동 혼합 제어 장치를 갖추고 있으며 터보차지 엔진의 모델에는 온도 보상기가 장착되어 있습니다.그 결과, 압력 카뷰레드 엔진은 플로트 카뷰레드 엔진에 비해 조작이 매우 간단합니다.
작동
압력 카뷰레터의 4개의 챔버는 모두 일렬로 배열되어 있으며 문자로 표시됩니다.챔버 A에는 카뷰레터 입구에 충격 공기 압력이 들어 있습니다.챔버 B에는 벤추리의 목구멍에서 나오는 낮은 공기압이 들어 있습니다.두 공기 챔버 간의 압력 차이는 공기 조절력이라고 알려진 힘을 생성하며, 이는 서보 밸브를 여는 역할을 합니다.챔버 C에는 계량 연료가 들어 있고 챔버 D에는 계량되지 않은 연료가 들어 있습니다.두 연료 챔버 간의 압력 차이는 연료 조절력을 만들어 서보 밸브를 닫는 역할을 합니다.연료 압력은 당연히 공기압보다 높기 때문에 챔버 A에는 힘의 차이를 구성하는 스프링이 포함되어 밸런스를 형성합니다.
엔진이 시동되고 공기가 벤추리를 통해 흐르기 시작하면 베르누이의 원리에 따라 벤추리의 압력이 떨어집니다.이로 인해 챔버 B의 압력이 떨어집니다.동시에 카뷰레터로 들어가는 공기는 충격관 내의 공기를 압축하여 공기가 들어갈 때 밀도와 속도에 따라 정압을 발생시킵니다.챔버 A와 챔버 B 사이의 압력 차이는 공기 조절력을 발생시켜 서보 밸브를 열고 연료를 유입시킵니다.챔버 C와 챔버 D는 연료 조절 제트를 포함하는 연료 통로로 연결되어 있다.연료가 흐르기 시작하면 계량 제트를 가로지르는 압력 강하가 연료 조절력을 만들어 공기 압력 및 스프링과의 균형이 이루어질 때까지 서보 밸브를 닫습니다.
연료는 챔버 C에서 배출 밸브로 흐릅니다.배출 밸브는 연료 유량이 다양함에도 불구하고 챔버 C의 압력을 일정하게 유지하는 가변 제한 역할을 합니다.
연료 혼합물은 테이퍼형 니들 밸브를 통해 흐를 때 챔버 A에서 챔버 B로 고압 공기를 블리딩하여 자동으로 고도를 제어합니다.니들 밸브는 아네로이드 벨로우즈에 의해 제어되며, 고도가 높아지면 혼합물이 기울어집니다.
연료 혼합물은 조종석에 있는 연료 혼합 컨트롤 레버에 의해 수동으로 제어됩니다.조종석 레버에는 클로버 리프 모양의 플레이트가 혼합물 컨트롤 챔버 내에서 회전하도록 하는 멈춤쇠 위치가 3개 또는 4개 있습니다.혼합 컨트롤 레버가 다음과 같이 움직이면 플레이트가 연료 조절 제트를 덮거나 분리합니다.
- 공회전 차단 위치: 연료실의 미터링 측으로부터 모든 연료 흐름이 차단되어 서보 밸브가 닫히고 엔진이 정지됩니다.
- 연료가 농축 및 희박 연료 조절 제트를 통과하는 자동 리안 위치이것은 비행 중에 가장 많이 사용되는 위치이기 때문에 크루즈 포지션이라고 불리기도 한다.
- 연료가 농후, 농축 및 희박 연료 조절 제트를 통과하는 자동 농후 위치이 위치는 이륙과 착륙에 사용된다.
- 전쟁 비상 위치(군용 카뷰레터만 해당), 연료가 희박 및 농후 연료 조절 제트만 통과하지만 안티 디온 분사(ADI) 시스템에 압력이 있을 때만 흐릅니다.
대형 군용 피스톤 엔진에서 볼 수 있는 압력 카뷰레터의 부속품인 ADI(항탈리제 주입) 시스템은 ADI 액체(50% 메탄올, 49% 물과 1% 오일의 혼합물), 압력 펌프, 압력 조절기, 스프레이 노즐 및 카뷰레터 농축 밸브를 닫을 때 움직이는 다이어프램으로 구성됩니다.압력이 존재합니다.
ADI 시스템은 연료-공기 혼합물에 냉각수를 추가하여 혼합물이 엔진에 상당한 힘을 더하는 보다 강력하면서도 엔진 손상 혼합물에 기울어 있을 때 엔진 실린더의 사전 점화(이온)를 방지합니다.ADI 액체의 공급은 매우 희박한 혼합물로 인한 매우 높은 실린더 헤드 온도로 인해 엔진이 손상되기 전에 시스템의 액체가 고갈되도록 제한됩니다.
적용들
압력 카뷰레터는 제2차 세계대전 항공기에 사용된 1940년대 빈티지 피스톤 엔진에 많이 사용되었습니다.그것들은 전쟁 초기에 새로운 디자인에서 전쟁이 끝날 무렵에는 거의 모든 연합군 항공기 엔진의 표준 장비로 바뀌었다.가장 큰 압력 카뷰레터는 벤딕스 PR-100 시리즈로, 생산되는 가장 큰 피스톤 항공기 엔진인 프랫 & 휘트니 R-4360에 사용되었다.
전후 벤딕스는 일반 항공기의 라이커밍과 콘티넨탈 엔진에 탑재된 소형 PS 시리즈를 제작했다.이 작은 압력 카뷰레터는 결국 Bendix RSA 시리즈 다점 연속 흐름 연료 분사 시스템으로 발전하여 현재도 새로운 항공기에서 판매되고 있습니다.RSA 분사 시스템은 각 실린더의 흡기 밸브 바로 바깥 포트에 연료를 분사하여 흡기 포트의 온도가 얼음을 형성하기에 너무 높기 때문에 연료가 카뷰레터 얼음의 원천으로 증발하는 냉각 효과를 제거합니다.