네이피어 델틱

Napier Deltic
델트 엔진 애니메이션 다이어그램
18기통 Napier Deltic 디젤 엔진의 실린더 점화 순서:그리드는 삼각형 실린더 배열(뱅크 A, B, C)과 1~6행을 나타냅니다.

Napier Deltic 엔진은 영국의 대향 피스톤 밸브리스 엔진으로, 해양 및 기관차에 사용되는 슈퍼차지 유니플로 소거식 2행정 디젤 엔진으로, D가 설계 및 생산합니다. Napier & Son.이례적으로 실린더는 삼각형의 각 모서리에 크랭크축이 있는 세 개의 뱅크 삼각형으로 배치되었습니다.

델틱(Deltic, "그리스 문자 (capital) delta의 형태"라는 뜻)이라는 용어는 Deltic E.130의 대향 피스톤, 고속 디젤 엔진과 영국 전기(English Electric)에 의해 생산된 기관차와 영국 철도(British Railways)를 위한 생산 버전을 모두 지칭하는 데 사용됩니다.e as (TOPS) Class 55.

1대의 하프사이즈 터보차지 델트 동력장치도 클래스 23으로 명명된 영국 전기 제작 타입 2 기관차에 탑재되었다.기관차와 엔진은 모두 "베이비 델틱"으로 더 잘 알려지게 되었다.

이력 및 설계

델틱의 이야기는 1943년 영국 해군이 동력 어뢰정을 [1]위한 고출력 경량 디젤 엔진을 개발하기 위한 위원회를 설립하면서 시작되었다.지금까지 영국 해군에서는 이러한 보트가 가솔린 엔진으로 운전되어 왔지만, 디젤 엔진인 E보트와 달리 가연성이 매우 높은 연료로 인해 화재에 취약했다.복잡성은 비슷하지만 피스톤이 3개가 아닌 4개 라인인 엔진에 대한 특허는 1930년 알파-로미오와 스페인의 INI 트럭 제조업체인 페가소 파트 ES0118013에 의해 출원되었다.

이때까지 디젤 엔진은 출력 대 중량비가 낮고 속도가 느렸다.전쟁 전에, 네이피어는 정커스 주모 204의 라이센스 버전을 받은 후 컬버린으로 알려진 항공 디젤 디자인 작업을 해왔다.Culverin은 대향 피스톤, 2 스트로크 디자인이었다.각 실린더가 단일 피스톤을 가지고 실린더 헤드로 한쪽 끝을 닫는 대신, Jumo 기반 설계는 중앙을 향해 반대 방향으로 이동하는 두 개의 피스톤이 포함된 가늘고 긴 실린더를 사용했습니다.이렇게 하면 마주보는 피스톤이 실린더 헤드를 채울 필요가 없어집니다.아래쪽에서는 엔진 각 단부에 별도의 크랭크축을 장착해야 하며, 기어 또는 축을 통해 연결되어야 합니다.이 설계의 주요 장점은 단일한 호흡과 다소 "평탄한" 엔진이었습니다.

Adminalty는 훨씬 더 강력한 엔진이 필요했고, 6번 및 다이아몬드 형태의 멀티랭크축 엔진에 대한 Junkers의 설계에 대해 알고 있었습니다.해군성은 이것이 필요한 대규모 설계의 합리적인 출발점이 될 것이라고 생각했습니다.그 결과 실린더 뱅크가 측면을 형성하는 삼각형이 되었고, 각 코너의 크랭크축이 단일 출력축에 단계적 기어로 연결되어 효과적으로 세 개의 개별 V-12 엔진으로 연결되었습니다.Deltic은 다양한 수의 실린더로 생산될 수 있으며, 뱅크당 각각 3개 또는 6개의 실린더를 가진 9개와 18개가 가장 흔했습니다.1946년 해군성은 네이피어의 모회사인 영국전기회사와 이 [1]엔진을 개발하는 계약을 맺었다.

엔진의 특징 중 하나는 배기 포트 리드 및 흡기 포트 지연을 허용하도록 크랭크축 페이징을 배치한 것입니다.이러한 엔진을 "유니플로" 설계라고 하는데, 실린더 내부 및 외부 가스 흐름이 실린더 배기 청소 기능을 개선하기 위해 블로워의 도움을 받는 한 가지 방법이기 때문입니다.입구/배출구 포트의 순서는 삼각형 링 주위를 도는 In/Out/Out/Out입니다(즉, 입구 및 출구 매니폴드 배열은 C 회전 대칭을3 가집니다).[2]

이러한 엔진을 설계하려는 초기 시도는 피스톤이 하나의 델타에서 3개의 실린더 모두에 대해 올바른 방식으로 움직이도록 배치하는 데 어려움을 겪었고, 이것이 Junkers Motorenbau가 다이아몬드 형태의 4크랭크축, 24기통 Junkers Jumo 223을 계속 프로토타입으로 제작하는 동안 델타 형태의 작업을 남겨두게 된 원인이었습니다.Admiralty Engineering Laboratory의 수석 드래프트맨인 Herbert Penwarden은 크랭크축 하나가 올바른 피스톤 페이징을 달성하기 위해 시계 반대 방향으로 회전해야 한다고 제안했습니다. 따라서 Napier 설계자는 필요한 기어를 생산하여 두 크랭크축 중 하나가 다른 두 크랭크축과 반대 방향으로 회전하도록 했습니다.

입구 또는 배기 밸브가 없고 포트 위치를 변경할 수 없는 대향 피스톤 설계인 Deltic 설계는 "포크 및 블레이드" 커넥팅 로드를 사용하여 동일한 평면에서 서로 다른 실린더에서 작동하는 두 개의 인접 피스톤을 연결하도록 각 크랭크축을 배열했습니다. 후자는 입구 포트를 열고 닫는 데 사용됩니다.배기 포트를 개폐하기 위해 인접 실린더에 "접속" 피스톤을 장착한다.이로 인해 각 실린더 뱅크에서의 소성 간격은 60°가 되었지만, 각 실린더의 배기 피스톤이 크랭크축 회전의 20°만큼 입구 피스톤을 유도하도록 배치하는 방법이 채택되었습니다.따라서 흡기 포트보다 배기 포트를 먼저 열 수 있었고, 배기 포트보다 먼저 흡기 포트를 닫을 수 있었습니다. 따라서 배기 가스 소거가 양호하고 외기 충전 시 체적 효율이 우수했습니다.이를 위해서는 인접한 실린더에 대한 점화 이벤트가 40° 떨어져 있어야 했습니다.18기통 설계의 경우, 6개 은행 모두에서 화재 사고가 발생할 수 있습니다.이로 인해 크랭크축 회전 시 20°마다 충전 점화 기능이 있는 Deltic의 윙윙거리는 배기음이 균일하고 비틀림 진동이 없어 기뢰 발굴 선박에 이상적이었습니다.실린더 뱅크 3개가 있는 9기통 설계는 크랭크축이 반대 방향으로 회전합니다.배기 리드 20°가 뱅크 사이의 60°에 추가되어 80° 간격으로 동일한 뱅크에 있는 인접 실린더에 대한 점화 이벤트를 제공합니다.실린더의 세 뱅크 모두에서 인터레이스 점화 이벤트가 발생해도 여전히 윙윙거리는 배기음이 균일해지고 크랭크축이 40° 회전할 때마다 전하 점화 작용이 발생하여 비틀림 진동이 감소합니다.

엔진은 실린더 포트로 구성되었고 포핏 밸브가 필요하지 않았지만, 각 뱅크에는 크랭크축 속도로 구동되는 캠축이 있었습니다.이 펌프는 연료 분사 펌프를 구동하는 데에만 사용되었으며, 각 실린더에는 자체 인젝터와 펌프가 있으며 자체 캠 로브에 의해 구동됩니다.

사용하다

해군 복무

델트급 기뢰 대책함HMS 레드베리

1947년에 개발이 시작되었고, 최초의 델트 모델은 1950년에 생산된 D18-11B였습니다.15분간 2,000rpm에서 2,500hp(1,900kW)의 출력을 낼 수 있도록 설계되었으며, 연속 정격은 1,875hp(1,398kW)의 1700rpm에서 1,000시간의 오버홀 또는 교환 [3]수명을 기준으로 합니다.1952년 1월까지 6개의 엔진을 사용할 수 있었고, 이는 완전한 개발과 내구성 시험을 위한 충분한 양이었다.포착된 독일 E-Boat S212는[citation needed] 18기통 델틱스와 거의 같은 힘을 가진 메르세데스-벤츠 디젤로 구동되어 선택되었다.메르세데스-벤츠 엔진 3개 중 2개를 교체했을 때, 네이피어 엔진의 소형성은 그래픽으로 설명되었습니다. 이 엔진은 원래 엔진의 절반 크기이고 무게는 [1]약 1/5이었습니다.

성공적인 것으로 증명된, 델트 디젤 엔진은 작고 빠른 해군 함정에서 흔한 발전소가 되었다.영국 해군이 다크급 고속 공격정에 [4]처음 사용했어요.그 후, 그것들은 다른 작은 공격선에 사용되었다.주로 알루미늄 구조이기 때문에 자기력이 낮기 때문에 기뢰 대책선에 사용할 수 있었고, 톤급 기뢰 소총에 동력을 공급하기 위해 델틱호가 선택되었습니다.Deltic 엔진은 Hunt 클래스에서 아직 가동 중입니다.이러한 버전은 엔진 응력을 줄이기 위해 등급이 떨어집니다.

Deltic Diels는 다른 해군들을 위해 만들어진 MTB와 PT 보트에서 근무했습니다.특히 주목할 만한 것은 노르웨이 티젤드(Tjeld)급으로, 독일, 그리스, 미국 해군에도 판매되었다.베트남 전쟁에서 주로 비밀 작전을 위해 복무한 고약한 배들.

더 작은 9기통 델틱 9 엔진은 해상 엔진으로 사용되었고, 특히 기뢰 소탕기에 의해 사용되었다.톤급 선박은 한 쌍의 델틱 18에 의해 동력을 공급받았으며, 자기 영향 [5]스위프를 위해 발전을 위해 추가적인 델틱 9를 사용했다.그 헌트 수업 추진을 위해 다시 하나의 힘 세대에게는 올 때까지 BAE시스템은 2010년 2018년까지 열렸다가 개장 프로그램 캐터필러 CATC32 엔진을 8 남아 있는 commis의 Deltic을 교체한 수압 펌프 이번에는 전력을 공급하는 느린 속도 manœuvring,[6]에 bow-thrusters 통합 39s, 두Deltic을 사용했다.시영국 해군 함정들

철도 이용

Napier Deltic 동력 영국 철도 클래스 55 D9009 Alycidon, 영국 요크 국립 철도 박물관
주요 기사: 영국 철도 등급 55 및 영국 철도 등급 23
영국 요크 국립철도박물관의 네이피어 델트 기관차

"델틱" 기관차는 1961-62년형 기관차 55번대와 1959년형 기관차 23번대의 두 가지 유형의 영국 철도 기관차에 사용되었다.이러한 기관차 유형은 각각 "델틱스"와 "베이비 델틱스"로 알려져 있다.

Class 55는 두 개의 D18-25 시리즈 II 타입 V 델틱 엔진을 사용했습니다. 즉, 기계적으로 송풍된 18기통 엔진은 각각 1,650hp([7]1,230kW)의 정격으로 1,500rpm에서 연속되었습니다.Class 23은 1,100hp(820kW)[8][9]의 덜 강력한 9기통 터보차지 T9-29 델틱을 사용했다.

원래 22량의 "델틱" 기관차 중 6량이 살아남았고, 그 중 4량은 1996년 이후 여러 차례에 걸쳐 본선에서 복귀하여 운행 열차와 전세 열차를 모두 운행하고 있다.D9000 "Royal Scots Grey"는 1996년에 메인 라인 서비스 가능 상태로 복귀하여 거의 20년간 영국 전역에서 계속 근무했습니다.동력 장치의 고장 이후, 이 기관차는 새로운 장치의 호환성을 위해 여러 가지 개조를 교묘하게 한 후, 한때 전 노르웨이 해군 T18-37K 타입으로 장착되었다.

소방서 사용

뉴욕시 소방서는 네이피어 델틱 엔진을 사용하여 독특한 "슈퍼 펌퍼 시스템"에 전력을 공급했습니다.이것은 별도의 [10]입찰이 있는 매우 대용량의 트레일러 장착 소방 펌프였다.

서비스 신뢰성

델트 엔진은 해상 및 철도 사용에 성공했고 크기와 무게에 비해 매우 강력했지만, 매우 긴장된 장치여서 세심한 정비가 필요했다.이로 인해 현장 수리가 아닌 유닛 교체 정책이 수립되었습니다.Deltic 엔진은 고장 후 쉽게 분리되었고, 초기 계약이 만료된 후 Royal [11]Navy와 British Railway는 모두 오버홀을 위한 자체 작업장을 설치했지만 일반적으로 수리를 위해 제조업체로 돌려보냈습니다.

터보 컴파운드 델틱

"E.185" 또는 "컴포지트 델틱" 터보 컴포지트 변형이 계획되었고[1] 1956년에 단일[12] 프로토타입이 [13]제작되어 1957년에 테스트되었습니다.이는 "노마드"에 대한 네이피어의 경험과 가스터빈에 대한 참여의 증가를 활용했다.12단 축 압축기와 3단 가스터빈을 모두 갖춘 가스터빈 내부의 가스 발생기로 델틱을 사용했습니다.노마드와 달리, 이 터빈은 크랭크축에 기계적으로 결합되지 않고 압축기를 구동했습니다.연비와 중량 대비 동력비가 "차선"[14]에 버금가는 [citation needed]6,000마력의 출력을 낼 것으로 기대되었다.이와 밀접하게 관련되어 있는 엔지니어들은 커넥팅 로드 고장이 약 5,300 bhp에서 발생하는 이 전력의 한계치가 될 것이라고 예측했습니다.테스트에서는 [12]예측대로 커넥팅 로드를 크랭크케이스에 삽입하기 전에 실제로 5,600 bhp의 출력이 발생하였습니다.1958년, 연료 소비량이 많음에도 불구하고 순수 가스터빈에 대한 해군 관심은 시들해졌고, 더 이상의 개발은 이루어지지 않았다.

동등한 엔진

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d D. K. Brown; George Moore (2003). Rebuilding the Royal Navy. Warship design since 1945. Chatham Publishing. ISBN 1-86176-222-4.
  2. ^ 배기 매니폴드가 노출된 델틱 엔진 이미지 종료(델틱 보존 협회 - Baby Deltic 프로젝트) 2011년 6월 11일 웨이백 머신 thedps.co.uk에 보관.
  3. ^ Deltics. Haynes Publishing Group. 1985. p. 4.
  4. ^ "A 2,500 hp Two-stroke". Here and There. Flight. Vol. 65, no. 2358. 2 April 1954. p. 392. Retrieved 23 December 2009. Powering H.M. fast patrol boat Dark Hunter, launched on March 18th, is a Napier Deltic engine. An opposed-piston two-stroke diesel, it develops 2,500 hp (1,900 kW); its power/weight ratio 4.2 lb/hp (2.6 kg/kW) is said to be the highest ever achieved in a marine diesel.
  5. ^ Vessey, Napier Powered, 페이지 102
  6. ^ Vessey, Napier Powered, 페이지 104
  7. ^ 체임벌린 1963년
  8. ^ Vessey, Napier Powered, 페이지 110
  9. ^ 웹, 델트 엔진, 페이지 50
  10. ^ "Soaking Behemoth – The Mack Super Pumper Was A Locomotive Engined Fire Fighter That Could Extinguish Hell Itself (And Often Did)". Retrieved 18 October 2018.
  11. ^ Webb, Brian (1982). The Deltic Locomotives of British Rail. Newton Abbot: David & Charles. ISBN 0-7153-8110-5.
  12. ^ a b Boyle, The Napier Way, 페이지 121
  13. ^ Vessey, Napier Powered, 페이지 107–108
  14. ^ 보일, 네이피어 웨이, 페이지 221

추가 정보

  • Chamberlin, R. H. (1963). "The Napier Deltic Diesel Engine in Main-Line Locomotives". Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Conference Proceedings. 178 (311): 53–73. doi:10.1243/PIME_CONF_1963_178_299_02.

외부 링크

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