Motorlab

De omgekeerde V-12

Vliegtuigmotoren uit de Tweede Wereldoorlog · demo

De DB 601 van de Bf 109 ondersteboven: krukas bovenaan, een kanon door de propellernaaf en twaalf cilinders die om de 60° ontsteken.

cannon through the hub123456789101112every 60°inverted 60° V-12

Uitlezing

Krukas boven, cilinders hangen eronderDe zuigers duwen omhoog. De krukas zit hoog, dus de propelleras loopt boven de cilinderkoppen. Zo past de loop van het kanon door de naaf.
Ontstekingsinterval60° (gelijkmatig)
Ontstekingsvolgorde1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12
Gemiddelde zuigersnelheid12,8 m/s
Traagheidskracht, één zuiger13,4 kN
Netto schudkracht2 N

De uitlezing geldt bij het toerental hierboven. De tekening draait langzaam, zodat je de zuigers kunt volgen.

Hoor het in Het geluid van motoren →

In gewone taal

Een V-12 is twee lijnzessen op één krukas. De Duitsers bouwden hun V-12 op zijn kop: de krukas bovenaan, de cilinders eronder. Zo zat het smalle eind van de motor onder de ogen van de piloot en kwamen de uitlaatpijpjes laag te zitten. En de holle propelleras lag precies in de ruimte tussen de twee cilinderrijen: plaats voor een kanon. De zuigers merken er niets van welke kant boven is. Wat wél telt: zes zuigers aan elke kant heffen elkaars duwen en trekken altijd op. Daarom loopt de motor rustig genoeg om er een kanon doorheen te laten schieten.

Meer detail

De traagheidskracht van elke zuiger langs zijn cilinder, tot de tweede orde in de drijfstangverhouding λ = r/l, is

F=mrω2(cosθ+λcos2θ)F = m\,r\,\omega^2\left(\cos\theta + \lambda\cos 2\theta\right)

Een lijnzes heeft zijn kruktappen op 0°, 120° en 240°, elk twee keer, gespiegeld. De zes cosinussen zijn samen nul, en de zes cos 2θ-termen ook. Primaire en secundaire krachten vallen dus exact weg. Er blijven alleen kleine koppels en de hogere ordes over. Een 60°-V-12 is twee van zulke zessen, dus de netto kracht blijft bij elk toerental vlak bij nul. Wat in dit model overblijft, is de zesde-ordeterm van de exacte drijfstangvergelijking: een paar newton. Het ontstekingsinterval is 720° verdeeld over twaalf cilinders:

Δθ=72012=60\Delta\theta = \frac{720^\circ}{12} = 60^\circ

Een omgekeerde motor betaalt voor die opstelling met olie. De cilinderkoppen zijn nu het oliecarter: de olie zakt erin, dus afzuigpompen moeten die uit de hangende cilinders weer omhoog halen. En de bougies en de uitlaat zitten onderaan.

Probeer het: waarom de DB 601 brandstofinjectie had

Dezelfde figuur als in het verhaal van de Bf 109: een carburator met vlotterkamer onder negatieve g, tegenover de injectiepomp van de DB 601.

g downto the engine

Uitlezing

Brandstof in de kamerop de bodem
Sproeiergevoed
Motorloopt

Dit laat zien waar de brandstof zit en niet hoe het mengsel eruitziet. In werkelijkheid viel de motor in twee fasen uit: eerst door een te rijk mengsel toen de vlotter zakte en daarna door brandstofgebrek. De tijdelijke oplossing van de RAF was een ringetje in de brandstofleiding. De DB 601 had dit probleem niet.