ユンカース ユモ 205
ユモ205
Jumo 205 カットアウェイ
タイプ航空機ディーゼルエンジン
メーカーユンカース
最初の実行1930年代
主な用途
建造数 900年頃[ 1 ]
開発元ユンカース ユモ 204

ユモ205航空機エンジンは、ユンカース社が製造した一連の航空機用ディーゼルエンジンの中で最も多く生産された。ユモ204は1932年に初めて就役した。このタイプのエンジンの後継には、実験的なユモ206とユモ208があり、ユモ207はユンカース社 Ju 86 Pおよび-R高高度偵察機、および翼幅46メートル（151フィート）、6発のブローム・ウント・フォス社製 BV 222ヴィーキング飛行艇向けに少量生産された。[ 2 ]これら3つの派生型はすべて、ストロークとボア、過給の配置が異なっていた。合計で900台以上のこのエンジンが1930年代から第二次世界大戦のほとんどの間にわたって製造された。

設計と開発

同様の断面を持つユンカース Jumo 207 航空ディーゼルエンジン

これらのエンジンはすべて2ストロークサイクルを採用し、12個のピストンが6つのシリンダーを共有し、ピストンの頂部同士が対向配置となっていました。この珍しい構成では、シリンダーブロックの下部と上部にそれぞれ1つずつ、計2つのクランクシャフトが設けられ、互いにギアで連結されていました。ピストンは作動サイクル中に互いに接近する動きをしました。吸気ポートはシリンダーの一方の端に、排気ポートはもう一方の端に配置されていました。これにより、一方のピストンが吸気を制御し、もう一方のピストンが排気を制御しました。[ 3 ]シリンダーごとに2つのカム式噴射ポンプが使用され、それぞれが2つのノズルに燃料を供給し、合計でシリンダーあたり4つのノズルが設けられていました。

2ストロークエンジン設計の典型例であるユモスエンジンはバルブを採用せず、製造時にシリンダーライナーに切り込まれた固定式の吸排気ポートを採用していました。ピストンがストロークの特定の位置に達すると、これらのポートが露出します。通常、このような設計では、両方のポートが同時に開閉し、シリンダー内で互いに対向して配置されているため、容積効率が低くなります。その結果、燃焼した燃料の掃気が不十分になり、バルブレス2ストロークエンジンは一般的に煙を発生し、効率が低下します。

ユモは、ポートの巧みな配置によってこの問題に大きく対処しました。吸気ポートは「下」ピストンの下に、排気ポートは「上」ピストンの下に配置されました。下側のクランクシャフトは上側のクランクシャフトより11°遅れて作動するため、排気ポートが先に開閉し、適切な掃気が可能になりました。この設計により、2ストロークのユモは、バルブ付きの4ストロークエンジンとほぼ同等のクリーンで効率的な動作を、はるかに簡素化しながら実現しました。

このシステムにも欠点はあります。まず、対応するピストンが完全に同時に閉じるのではなく、一方が他方より「先行」するため、エンジンは真の対向型エンジンほどスムーズに動作しません。さらに、2つの対向クランクシャフトからの動力を連動させる必要があり、重量と複雑さが増します。これはHブロックエンジンと共通の問題です。

ユモでは、エンジン前端のやや上方に配置された「上部」シャフトから主に動力を得ることで、これらの問題をある程度回避しました。燃料ポンプ、インジェクター、掃気コンプレッサーなどの補機類はすべて下部シャフトから駆動されていたため、その動力の半分以上が既に消費されていました。残りの動力は、エンジンのプロペラを駆動する上部シャフトに伝達されました。

理論上、エンジンの平面配置は、旅客機や爆撃機といった大型航空機の厚い翼内に搭載可能だった可能性があります。しかし、オイル掃気システムの詳細から、これは不可能であり、このエンジンを搭載したすべての設計と同様に、エンジンは「垂直」に駆動する必要があったことがわかります。

ユモディーゼルエンジンの排気ガス温度は、同等のキャブレターエンジンに比べて大幅に低かったため、高高度での出力向上にターボチャージャーを追加することが容易でした。これはユモ207で検討され、排気ガスのエネルギーを利用して高高度での出力向上を図りました。ターボチャージャーは機械駆動のブロワーと組み合わせられ、ターボチャージャーが圧縮の第一段階を担い、機械駆動のブロワーが第二段階の圧縮を行います。低負荷時および始動時には、ターボチャージャーはエンジンの過給には寄与しませんが、機械駆動のブロワーがエンジンの動作に十分な空気を供給します。一方、高負荷時には、ターボチャージャーは十分な量の排気ガスを受け取るため、非効率な機械駆動のブロワーを必要とせず、ターボチャージャーだけで十分な過給を行うことができます。機械駆動のブロワーにターボチャージャーを追加することで、燃料消費量を大幅に増加させることなく、エンジンの出力が向上しました。[ 4 ]

変種

ユモ205
ユモ206
実験版。Jumo 208の開発のため開発は中止された。
ユモ 207A
2 つの直列遠心式スーパーチャージャーとプレクーラーを備えた高高度バージョン。
Jumo 207 B-3 には改良されたターボチャージャーがあり、GM-1亜酸化窒素噴射機能が搭載されていました。
ユモ 207 C
中高度向けに最適化されています。Blohm & Voss BV 222向けに少量生産されています。
ユモ 207 D
中高度飛行に最適化。シリンダー径は105 mmから110 mmに拡大。地上高度における最大出力は1,200 hp (880 kW)。試作機のみ。
ユモ 207 E
207 Cに類似していますが、高高度でより優れた性能を発揮します。プロジェクト専用です。
ユモ 207 F
高高度飛行に最適化。二段ターボチャージャー搭載。開発は1942年に中止された。[ 5 ]
ユモ208
排気量が増加し、中高度で最大出力1,500馬力（1,100kW）を発生する。ベンチテストは実施されたが、生産には至らなかった。
ユモ218
12 気筒バージョンのJumo 218も設計されたが、製造されることはなかった。
ユモ223
単一の24気筒4クランクシャフトJumo 223が製造され、テストされました。
ユモ224
4 基の Jumo 207 C エンジンを組み合わせたため、Jumo 223 よりも大型になりました。
CLMリール6As
CLMリールのライセンス生産版で、650馬力（480kW）を出力した[ 6 ] [ 7 ] （CLMはプジョーの姉妹会社であるインデノールエンジンメーカーの前身である）
CLM リール 6BrS
ベルナール86に搭載された6Aエンジンの改良型[ 7 ]
フェアバンクス・モース 38 8-1/8
船舶および機関車用途の米国版ライセンス生産品で、現在も生産中。[ 8 ]

アプリケーション

Jumo 205 はユンカース Ju 86爆撃機の初期型に搭載されたが、戦闘には応答性が低すぎ、最大出力で故障しやすいことが判明したが、これは戦闘機ではよくあることだった。後期の設計ではこのエンジンが超高高度での使用にも使用され、Ju 86P および -R 型はイギリス諸島の高高度偵察に使用された。1940年1月、ドイツ空軍はJumo 207A-1ターボチャージャー付きディーゼルエンジンを搭載した Ju 86Pの試作機をテストした。このエンジンは飛行船の動力装置として最適であり、またブローム・ウント・フォス Ha 139旅客機などの非戦闘用途でもはるかに成功した。燃料効率に優れていたため、第二次世界大戦中はBV 138やBV 222など、ドイツが数少ない海上哨戒飛行艇の設計に使用された。

ライセンス生産されたフェアバンクス・モース型はアメリカ合衆国で広く使用され、現在も米海軍の潜水艦で現役で運用されている。また、ソ連でも同様の用途のためにリバースエンジニアリングされた。[ 9 ]

アプリケーションリスト

仕様（ユモ 205E）

Flugzeug-Typenbuchからのデータ。ドイツ空軍およびツベホール産業ハンドブック 1944 [ 10 ]

一般的な特徴

  • 型式: 直列6気筒水冷倒立式
  • ボア： 105 mm（4.13インチ）
  • ストローク： 160 mm（6.30インチ）×2
  • 排気量: 16.62 L (1,014.21 立方インチ)
  • 長さ: 2,051 mm (80.7 インチ)
  • 幅: 600 mm (23.6 インチ)
  • 高さ: 1,325 mm (52.2 インチ)
  • 乾燥重量： 570 kg（1,257ポンド）乾燥、未装備

コンポーネント

  • スーパーチャージャー：エンジン駆動スーパーチャージャー（8.85:1）
  • 燃料システム：気筒あたり4つのノズルからの直接噴射
  • 燃料の種類:ディーゼル燃料
  • オイルシステム：ドライサンプ、掃気付き加圧給油
  • 冷却システム：液冷式

パフォーマンス

  • 出力:
  • 海面高度で2,500 rpm（5分間）で700 PS（690 hp; 515 kW）
  • 海面高度で2,420 rpm（30分）で630 PS（621 hp; 463 kW）
  • 海面において2,250 rpmで560 PS (552 hp; 412 kW) (最大連続出力)
  • 海面において2,000 rpm（巡航）で500 PS（493 hp; 368 kW）
  • 比出力： 42.1 PS/L（0.68 hp/cu in; 30.96 kW/L）
  • 圧縮比： 17:1
  • 燃料消費量：最大連続運転時0.170 kg/PSh（0.380 lb/(hp⋅h); 0.231 kg/kWh）
  • オイル消費量: 0.006～0.008 kg/PSh (0.013～0.018 lb/(hp⋅h); 0.008～0.011 kg/kWh)
  • パワーウェイトレシオ： 1.228 PS/kg（0.549 hp/lb; 0.903 kW/kg）
  • BMEP: 7.6 atm (7.7 bar; 112 psi)
  • 減速ギア： 0.633:1

その他の注目すべき対向ピストンエンジン

参照

参考文献

  1. ^ Konrad Reif: Dieselmotor Management – Systeme, Komponenten, Steuerung und Regelung、第 5 版、Springer、ヴィースバーデン、2012 年、ISBN 978-3-8348-1715-0、p. 102
  2. ^ 「ユンカース ユモ 207 D-V2 直列6気筒ディーゼルエンジン」スミソニアン国立航空宇宙博物館2016年3月20日. 2017年12月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2017年12月29日閲覧。
  3. ^ポール・ヘンリー・シュバイツァー：2ストロークサイクルディーゼルエンジンの清掃、マクミラン、ニューヨーク、1949年、8ページ
  4. ^ポール・ヘンリー・シュバイツァー：2ストロークサイクルディーゼルエンジンの清掃、マクミラン、ニューヨーク、1949年、19ページ
  5. ^ラインハルト・ミュラー (2006) Junkers Flugtriebwerke。
  6. ^ 「POWER at the SALON j ショーにおける英国および大陸のエンジンの詳細なレビュー：注目すべき多様なタイプ」『フライト』誌、1936年11月26日、577ページ。 2015年3月14日閲覧。
  7. ^ a b「Moteur Type Lille 6Brs de 600CV の特性と説明」 (フランス語) 。2017 年11 月 6 日に取得。
  8. ^フリードマン、ノーマン（1995年）『1945年までのアメリカの潜水艦：図解設計史』メリーランド州アナポリス：米国海軍研究所、263頁。ISBN 1-55750-263-3。
  9. ^フリードマン、ノーマン（1995年）『1945年までのアメリカの潜水艦：図解設計史』メリーランド州アナポリス：米国海軍研究所、263頁。ISBN 1-55750-263-3。
  10. ^シュナイダー、ヘルムート (工学博士) (1944)。Flugzeug-Typenbuch。 Handbuch der deutschen Luftfahrt- und Zubehör-Industrie 1944 (ドイツ語) (ファクシミリ再版 1986 版)。ライプツィヒ：ヘルム。バイエル・フェルラーク。 p. 396.ISBN​ 381120484X。{{cite book}}:ISBN / 日付の非互換性（ヘルプ）

さらに読む

  • ビンガム、ビクター（1998年）『第二次世界大戦における主要ピストン航空エンジン』シュルーズベリー、英国：エアライフ・パブリッシング、ISBN 1-84037-012-2。
  • ガンストン、ビル（2006年）『世界航空エンジン百科事典：先駆者から現代まで（第5版）』ストラウド（英国）：サットン、ISBN 0-7509-4479-X。
  • ケイ、アントニー（2004年）『ユンカース航空機とエンジン 1913–1945』ロンドン：パトナム航空書籍、ISBN 0-85177-985-9。
  • カッツ、ハンス (イング博士) (1940)。デア・フルグモーター。ボーティユとバウミュスター。ドイツ空軍レーアビュッヘライ バンド 7。ベルリン：デ・グルイテル。
  • ヴァルター、ツエルル (1941)。ドイツ空軍飛行。ミュンヘン、ドイツ: Curt Pechstein Verlag。
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