Monosoupape de gnomo

Monosoupape
Un motor rotativo Monosoupape Gnome 9N de 160 hp de 1917 , con provisión de doble encendido . El diámetro es de 95 cm (37,4 pulgadas)
Escribe	Rotatorio de motores de aviación
origen nacional	Francia
Fabricante	Gnome et Rhône
Primer intento	1913
Principales aplicaciones	Avro 504 Sopwith Camel

El Monosoupape ( francés para una sola válvula ), fue un diseño de motor rotativo introducido por primera vez en 1913 por Gnome Engine Company (rebautizado como Gnome et Rhône en 1915). Usó una disposición inteligente de puertos de transferencia internos y una sola válvula de escape accionada por varilla de empuje para reemplazar las muchas partes móviles que se encuentran en los motores rotativos más convencionales, y convirtió a los motores Monosoupape en algunos de los más confiables de la época. El diseñador de aviones británico Thomas Sopwith describió al Monosoupape como "uno de los mayores avances en la aviación". ^[1]

Producido bajo licencia en versiones de siete y nueve cilindros en grandes cantidades en la mayoría de los países industrializados, incluidos Alemania (por Oberursel ), Rusia, Italia, Gran Bretaña y los EE. UU. Se produjeron dos versiones diferentes de nueve cilindros, el 9B-2 de 100 hp (75 kW) y el 9N de 160 hp (120 kW), con diferentes cilindradas que le dan a la versión 9N de mayor cilindrada un cárter de forma casi cilíndrica, y el 9N también adopta un sistema de encendido dual para una mayor seguridad de vuelo.

Se produjeron 2.188 unidades bajo licencia en Gran Bretaña, con una versión mejorada de 120 hp (89 kW) construida más tarde en Rusia y la Unión Soviética, dos de las cuales volaron el helicóptero soviético TsAGI -1EA de un solo rotor de elevación en 1931-1932. ^{[2] [3]}

Fondo

A diferencia de otros rotativos, los primeros motores Gnome como el Gnome Omega , Lambda y Delta usaban una disposición única de válvulas para eliminar las varillas de empuje que operaban durante la fase de entrada del ciclo de combustión en motores más convencionales. En cambio, una sola válvula de escape en la culata de cilindros fue operada por una varilla de empuje que abrió la válvula cuando la presión cayó al final de la carrera de potencia. En el centro de la corona del pistón se colocó una válvula de entrada operada por presión, equilibrada por un contrapeso para igualar las fuerzas centrífugas, donde se abrió para permitir que la carga de aire y combustible ingresara desde el cárter central del motor.

Aunque ingenioso, el sistema tenía varios inconvenientes: había que quitar las culatas para realizar el mantenimiento de las válvulas de admisión y para ajustar la sincronización correctamente. La economía de combustible sufrió en comparación con otros rotativos porque las válvulas de entrada no se podían abrir y cerrar en los momentos ideales.

Descripción

En 1913, Louis Seguin y su hermano Laurent (ingenieros que fundaron la Société Des Moteurs Gnome [la compañía de motores Gnome] en 1905) introdujeron la nueva serie Monosoupape , que eliminó la válvula de entrada, reemplazándola con puertos de transferencia controlados por pistón similares a los encontrado en un motor de dos tiempos . Comenzando con la carrera de potencia, la de cuatro tiemposEl motor funcionó normalmente hasta que el pistón estuvo a punto de llegar al final de su carrera (punto muerto inferior, o BDC), cuando la válvula de escape se abrió "temprano". Esto permitió que los gases de combustión quemados aún calientes "salieran" del motor mientras el pistón aún se movía hacia abajo, aliviando la presión de escape y evitando que los gases de escape ingresaran al cárter. Después de una pequeña cantidad adicional de recorrido, el pistón descubrió 36 pequeños orificios alrededor de la base del cilindro, que conducían al cárter que contenía una mezcla adicional de aire y combustible (la carga ). No hubo transferencia en este punto ya que no hubo diferencia de presión; el cilindro todavía estaba abierto al aire y, por tanto, a presión ambiente.La vlvula superior se descarga directamente en la corriente de deslizamiento ya que noEl colector de escape podría instalarse prácticamente en el cárter giratorio y los cilindros. La falta de un colector de escape también ahorró peso y evitó cantidades excesivas de fuerzas giroscópicas en vuelo.

Durante la carrera de escape, la eliminación se produjo cuando el aire que pasaba por el exterior del cilindro reducía la presión en el interior debido a la exposición directa del puerto de escape a la corriente de deslizamiento. El pistón continuó su carrera de escape hasta que se alcanzó el punto muerto superior (TDC), pero la válvula permaneció abierta. El pistón comenzó a moverse hacia abajo en su carrera de admisión con la válvula aún abierta, introduciendo aire nuevo en el cilindro. Permaneció abierta hasta que estuvo dos tercios del camino hacia abajo, momento en el que la válvula se cerró y el resto de la carrera de admisión redujo en gran medida la presión del aire. Cuando el pistón descubrió los puertos de transferencia nuevamente, la baja presión en el cilindro atrajo el resto de la carga.

La carga era una mezcla excesivamente rica de aire, que se adquiría a través del cigüeñal hueco , y combustible que se inyectaba continuamente mediante una boquilla de combustible en el extremo de una línea de combustible, ingresando al cárter a través del cigüeñal hueco. La boquilla estaba cerca de, y apuntaba, a la base interior del cilindro donde se ubicaban los puertos de transferencia. La boquilla de combustible estaba estacionaria con el cigüeñal y los cilindros giraban a su posición a su vez. La carrera de compresión fue convencional.

La bujía se instaló horizontalmente en la parte trasera del cilindro en la parte superior, pero no tenía un cable de alta tensión de conexión. Una corona dentada de dientes internos montada en el motor impulsaba un magneto estacionario montado en el cortafuegos, cuya terminal de salida de alto voltaje estaba muy cerca de las terminales de las bujías cuando pasaban. Esta disposición eliminó la necesidad de un distribuidor y cableado de alto voltaje que se encuentra en los sistemas convencionales de encendido temporizado mecánicamente . Esta corona también accionaba la bomba de aceite, que suministraba aceite a todos los cojinetes , y a través de varillas de empuje huecas a los balancines y válvulas, y también accionaba una bomba de aire que presurizaba el depósito de combustible. Los últimos motores Gnome 9N de 160 hp (120 kW) teníanSistemas de encendido dual para mayor seguridad, con bujías gemelas por cilindro que estaban cableadas eléctricamente, con los cables enrutados al cárter y un par central de magnetos accionados por el cárter del motor que gira.

Control

Por lo tanto, los monosoupapes tenían un solo control de regulación de gasolina utilizado para un grado limitado de regulación de velocidad. En los primeros ejemplos, la velocidad del motor podía controlarse variando el tiempo de apertura y la extensión de las válvulas de escape mediante palancas que actuaban sobre los rodillos de empuje de las válvulas, pero esto se abandonó más tarde debido a que las válvulas se quemaron. [2] En su lugar, se usó un interruptor blip, que cortaba el encendido cuando se presionaba. Esto se usó con moderación para evitar ensuciar las bujías, ya que solo era seguro usarlo cuando también se cortaba el suministro de combustible. El posterior subtipo 9N de salida de 160 CV también presentaba un método inusual de funcionamiento con su configuración integral de doble encendido, que permitía valores de salida de la mitad,niveles de potencia de un cuarto y un octavo que se logran mediante el uso del interruptor de cupé y un interruptor giratorio especial de cinco posiciones que selecciona cuál del trío de niveles de potencia alternativos se seleccionará cuando se presione el interruptor de cupé, lo que permite para cortar todo el voltaje de chispa en los nueve cilindros, a intervalos uniformemente espaciados para lograr los múltiples niveles de reducción de potencia.^[4] La reproducción en condiciones de vuelo del caza monoplano con parasol Fokker D.VIII en el aeródromo de Old Rhinebeck, con un motor exclusivo de un Gnome 9N, a menudo demuestra el uso de la capacidad de salida de cuatro niveles de su Gnome 9N tanto en tierra ^[5] como en vuelo.

Lubricación

La reproducción de Sopwith Tabloid muestra la capota de chapa utilizada para redirigir el aceite rociado por el motor giratorio.

El sistema de lubricación, como con todos los motores rotativos, era del tipo de pérdida total en el que se bombeaba aceite de ricino a la mezcla de aire y combustible. Se utilizó aceite de ricino porque no se disolvía fácilmente en el combustible y porque ofrecía cualidades de lubricación superiores a otros aceites disponibles. Se rociaron más de dos galones de aceite de ricino en el aire durante cada hora de funcionamiento del motor. Esto explica por qué la mayoría de los rotativos estaban equipados con capós, omitiendo el cuarto más bajo para dirigir el rocío de aceite de ricino lejos del piloto. ^[6] El aceite de ricino sin quemar del motor tuvo un efecto laxante en el piloto si se ingirió. ^[7]

Debido a que todo el motor giraba, tenía que estar equilibrado con precisión, lo que requería un mecanizado de precisión de todas las piezas. Como resultado, los Monosoupapes eran extremadamente costosos de construir, los modelos de 100 hp (75 kW) costaban $ 4,000 en 1916 (aproximadamente $ 89,000 en dólares de 2017). Sin embargo, usaban menos aceite lubricante y pesaban un poco menos que los motores de dos válvulas anteriores. ^[8]

Variantes

Gnome Monosoupape 7 Tipo A

(1916) motor rotativo de siete cilindros, 80 hp (60 kW). Diámetro y carrera : 110 mm × 150 mm (4,3 pulg. × 5,9 pulg.).

Gnome Monosoupape 9 Tipo B-2

(1916) motor rotativo de nueve cilindros, 100 hp (75 kW). Diámetro y carrera: 110 mm × 150 mm (4,3 pulg. × 5,9 pulg.).

Gnome Monosoupape 11 Tipo C

Una versión de 11 cilindros

Gnome Monosoupape 9 Tipo N

(1917) motor rotativo de nueve cilindros, cárter de mayor diámetro que el B-2, 150 o 160 hp (112 o 119 kW), aumentando la capacidad a 15,8 l (960 pulgadas cúbicas). Diámetro y carrera: 115 mm × 170 mm (4,5 pulgadas × 6,7 pulgadas).

Gnomo Monosoupape 9 Tipo R

Motor rotativo de nueve cilindros y 180 CV, desarrollo del 9N con la misma carrera de 170 mm (6,7 pulg.).

Aplicaciones

Lista de Lumsden.

Monosoupape 7 Tipo A

• Avro 504
• Avro 511
• Bristol-Coanda GB75
• Sopwith Pup

Monosoupape 9 Tipo B

• Avro 504
• Airco DH.2
• Airco DH.5
• Explorador de Blackburn
• Blackburn Twin Blackburn
• Triplano de Blackburn
• Bristol-Coanda TB8
• Bristol Scout
• Barco volador FBA tipo B
• Nieuport IV
• Fábrica Real de Aeronaves BE8
• Real Fábrica de Aeronaves FE8
• Corto S.80
• Tipo corto C
• Sopwith Sociable
• Hidroavión de carpeta Sopwith Tipo 807
• Sopwith Scout de dos asientos
• Sopwith Schneider
• Sopwith Pup
• Sopwith F.1 Camel
• Vickers Gunbus (FB.2, 3, 5, 6 y 7)
• Vickers FB12
• Vickers FB 19 Bullet
• Helicóptero Yuriev-Cheremukhin TsAGI 1-EA , 1931-32

Monosoupape 9 Tipo N

• Nieuport 28
• Sopwith Camel
• IA de Morane-Saulnier
• Orenco B

Motores en exhibición

• Un motor Monosoupape de nueve cilindros se exhibe al público en el Royal Air Force Museum de Londres .
• Un motor Monosoupape de nueve cilindros se exhibe al público en el Museo Aeroespacial de California .
• Un motor Monosoupape de siete cilindros se exhibe en Solent Sky .
• Un Monosoupape construido por Peter Hooker - Inglaterra se exhibe en el Museo Nacional de Aeronáutica - Morón , Argentina . Se utiliza durante las exposiciones para explicar los sistemas de los motores rotativos, ya que muestra sus partes internas operativas.
• Hay un B-2 Monosoupape restaurado en exhibición en el New England Air Museum , Bradley Int'l Airport, Windsor Locks, CT, EE. UU. ^[9]
• TAVAS en Australia tiene dos. http://www.tavas.com.au/rotary-engine.php Ambos para exhibición en aviones voladores.
• Un Monosoupape 9 Type N restaurado se exhibe en el Museo Reynolds-Alberta .

Especificaciones (Monosoupape 9 Tipo B-2)

Datos de Lumsden .

Características generales

• Tipo: motor rotativo de una hilera de 9 cilindros
• Diámetro : 110 mm (4,3 pulgadas)
• Carrera : 150 mm (5,9 pulgadas)
• Desplazamiento : 12,8 L (780 pulgadas cúbicas)
• Longitud: 107,4 cm (42,3 pulgadas)
• Diámetro: 95 cm (37 pulgadas)
• Peso en seco : 137,4 kg (303 libras)

Componentes

• Tren de válvulas : válvula superior simple con puertos de cilindro
• Tipo de combustible: gasolina de 40 a 50 octanos
• Sistema de aceite: Pérdida total, aceite de ricino
• Sistema de refrigeración: refrigerado por aire
• Engranaje reductor : tracción directa, tractor a la derecha, empujador a la izquierda

Rendimiento

• Potencia de salida: 86 kW (115 CV) a 1300 rpm (potencia máxima)
• Relación de compresión : 4.85: 1

Ver también

• Gnome Omega , Delta y Lambda (diseños anteriores de Gnome de siete cilindros con válvula de entrada en la corona del pistón)

Motores comparables

• Bentley BR1
• Clerget 7Z
• Clerget 9B
• Le Rhône 9J
• Interfaz de usuario de Oberursel

Listas relacionadas

• Lista de motores de aviones

Referencias

Citas

1. Nahum, Andrew (1999). El motor aerodinámico rotatorio . ISBN de NMSI Trading Ltd. 1-900747-12-X.
2. Savine, Alexandre. "TsAGI 1-EA". ctrl-c.liu.se, 24 de marzo de 1997. Consultado el 12 de diciembre de 2010.
3. video
4. Murrin, Fred; Phillips, Terry. "(A) Mira el motor rotativo Gnôme 9N" . kozaero.com . KozAero . Consultado el 13 de agosto de 2021 .Para mantener el motor funcionando sin problemas en configuraciones de potencia reducidas, era necesario que el interruptor selector cortara todos los cilindros a intervalos uniformemente espaciados. También fue beneficioso tener todos los cilindros encendidos periódicamente para mantenerlos calientes y evitar que las bujías se ensuciaran con aceite. El interruptor selector tiene cinco posiciones, cero (0) para apagado y cuatro posiciones de funcionamiento, de una a cuatro (1-4) (ver Foto 5). El Gnôme 9N tenía dos magnetos (y dos bujías por cilindro) y el interruptor selector estaba cableado solo al magneto derecho, por lo que era necesario que el piloto apagara el magneto izquierdo si quería cambiar la velocidad del motor.
5. Inicio y Takoff de Old Rhinebeck Fokker D.VIII (YouTube) (YouTube). Aeródromo de Old Rhinebeck: Sholom. 4 de agosto de 2019. El evento ocurre de 0:12 a 2:00 . Consultado el 13 de agosto de 2021 .
6. Gnome Monosoupape Type N Rotary. Consultado el 18 de febrero de 2009.
7. Setright, IJK (1971). El poder de volar: el desarrollo del motor de pistón en la aviación . Allen y Unwin. pag. 27. ISBN 978-0043380413.
8. Vivian, E. Charles (2004). Una historia de la aeronáutica . Editorial Kessinger. pag. 255. ISBN 1419101560.
9. http://neam.org/index.php?option=com_content&view=article&layout=edit&id=1103

• McCutcheon, Kimble D. "Gnome Monosoupape Type N Rotary" (PDF) . Sociedad Histórica de Motores de Aeronaves. Archivado desde el original (PDF) el 2008-07-06 . Consultado el 1 de mayo de 2008 .

Bibliografía

• Lumsden, Alec. Motores de pistón británicos y sus aviones . Marlborough, Wiltshire: Airlife Publishing, 2003. ISBN 1-85310-294-6 . 

enlaces externos

Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Gnome Monosoupape .

• Traqueteo de un motor Gnome
• Puesta a tierra de un raro Monosoupape de 100 CV en Australia
• Vídeo de YouTube de la demostración de Gnome Monosoupape de 100 hp
• Reproducción moderna Fokker D VIII con 160 hp Gnome Monosoupape
• Reproducción construida en Nueva Zelanda (siglo XXI) Tipo 9B-2 Monosoupape de 100 hp en funcionamiento
• Classic Aero Machining Service / Reproducción CAMS Gnôme Type 9B-2 Video de desarrollo del motor de reproducción Monosoupape
• Video de computadora de cómo el Monosooupape Tipo 9B-2 de 100 CV se combina
• Artículo de Koz-Aero "Look at the Gnome 9N Monosoupape"