Jumo-213发动机解析与比较——修改版
前几天写的那个太粗糙了，在仔细研究过Jumo-213的手册之后重新写了一下：
有关Jumo-213的早期发展其实是一个谜团，因为Junkers内部的文件其实已经散失了，但可以确定的是在1936年秋季开始研发Jumo-211的时候Junkers内部就有研发一种改进型高性能35升排量发动机的想法。
1939年6月1日的一份文件表示Jumo-213从1938年8月其就一直在进行测试，但不幸的是1938年9月帝国航空部RLM将Jumo-213转移到了二级优先度，Jumo的大量人力物力都被抽调去研发全新的Jumo-222项目，Jumo-213好歹还保留了项目，它的对位奔驰产品DB-603就惨多了，RLM直接断绝了其资金支持，这有两点原因，第一点是当时RLM有人觉得已经有了排量接近的BMW-801那就不需要DB-603了，第二点是有说法认为因为DB-603的减速齿轮系制造工艺需要一家瑞士的公司帮助，而RLM不希望自家的发动机要靠瑞士人帮助。
等RLM发现Jumo-222项目只是个填不满的无底洞后，他们又把目光转回到了Jumo-213上，1942年10月，Jumo-213终于通过了100小时运转测试，为了尽快将其投产，Jumo-213的首席设计师August·Lichte奥古斯特·利希特博士还专门组建了一个Jumo-213小组，24小时轮班倒不间断地进行发动机测试。
但即使如此，在之后的一段时间内Jumo-213依旧几乎出现了所有能出现的问题，所以量产也非常缓慢，例如在1943年中期，Fw-190-D的试验机在一个速度范围内发动机都表现出了严重的共振问题，导致Jumo不得不全面修改了发动机点火顺序，顺带波及到了所有已经交付的发动机，所以直到1944年1月Jumo-213才实现了每月100台的产量，同年3月超过了300台，1945年2月则是Jumo-213的产量高峰，达到了994台/月。
从Jumo-213的研发到其最终成熟，总共花了约7年时间，这其中固然有德国人决策失误的问题，但对于一款新锐发动机来说时不待人，尽管没有落到投产即落后的悲惨境地，但Jumo-213的表现在1944、1945年的航空活塞引擎中并不是最亮眼的。
Lichte利希特博士曾对Jumo-213寄予了厚望，他曾亲笔写下：
“Jumo-213在热力学和机械性上达成了完美的和谐”
thermisch und mechanisch auf höchste Belastungsharmonie abgestimmt、
“它是四冲程奥托循环发动机的最高发展水平”
höchste Entwicklungsstaufe des Viertakt-Otto-Hohenflugmotors、
“它是发动机设计的典范”
Reinschrift dieser Bauart。
不过Jumo-213的实际表现恐怕承受不起这种赞誉。
对于当时德国的活塞发动机产商来说，增加活塞发动机的动力输出基本上只有两种方法：1.增加发动机的排量，2.提高发动机的转速。前者是戴姆勒-奔驰DB改进DB-601到44.5L排量的DB-603时所用的方法，而后者就是Jumo的方法，不过值得一提的是两家后来又走上了对方的道路，比如DB-603N的转速惊人，Jumo-213J也增加了一点排量。
根据型号Jumo-211的转速在2200-2600rpm之间，而到了Jumo-213上转速达到了3250rpm，在保持了35L的排量下，由于冲程是165mm，所以平均活塞速度达到了17.9m/s。
从今天的材料技术角度来看这个速度并没有多快，但这是战争末期缺乏资源和燃料的德国，这个活塞速度就显得非常吓人了，因为这样虽然能减少燃料消耗提升动力输出，但冶金水准的要求也提升了，这会让曲轴机构上的动态负荷超出想象，直接导致发动机的机械损耗惊人，寿命严重缩短，实际上德国人后期手里的Jumo-213平均寿命只有可怜兮兮的45小时，但Junkers发布的大修指南表示其部分大修间隔是100小时，大修间隔理论上是170小时——这里面固然有后期发动机载机存活时间感人的原因，但也完全说明了现实和理想并不匹配。
接下来看一下Jumo-213的机械结构设计：
Jumo-213的发动机机匣是整体铸造的，包括曲轴箱和两列悬挂式V型布置的气缸排，汽缸盖与其法兰连接。带有减速齿轮系的螺旋桨轴变速箱被安装在曲轴箱的前法兰上，减速比只有1:0.417，是未来补偿高转速才设置成这么低的，后部则是附件和发动机安装架的位置，曲轴箱顶部有一个防止漏油的轻金属盖。
曲轴有六道曲拐，有配重块平衡，置于八个主轴承中，其中七个是滑动轴承，与Jumo-211不同的是最前面的轴承是一个滚子轴承。连杆轴颈和主轴颈都是空心的，曲轴颊部也设有油孔，便于滑油润滑，主轴颈上的油孔则能将滑油引导到曲轴的滑动轴承中。
曲轴的滑油回路设计在德国发动机中是很新奇的，戴姆勒-奔驰的发动机曲轴润滑都是靠一根延伸到曲轴上方的压力滑油回路的延伸，在曲轴箱的横臂上有分支的孔洞，滑油就从那里通往曲轴的各个轴承。
但是Jumo从211开始滑油回路就直接伸入曲轴中将滑油供给给轴承，这一点和RR公司的技术类似，和灰背隼的设计几乎一致，这样设计让滑油由曲轴的离心力分配，使得压力油泵可以减少一些功率损耗，此外由于曲轴箱顶部可以省去一条滑油回路所以可以造的窄一些，虽然这点没啥意义。
每个连杆轴颈也就是曲柄销上都有一个主连杆和一个双T型截面的副连杆，在DB-605上其活塞的主副连杆还是所谓的H型截面，而Jumo的这种较窄的T型连杆设计是专门为高负荷环境诞生的，值得一说的是这和V-1710的连杆设计非常相似，其连杆也以稳定性而出名，比如里诺飞行竞速赛中的V-1650很多都用的是V-1710的活塞连杆。
主连杆底部是四叉柱状的，包住了两个在曲柄销上滑动的轴瓦，副连杆布置在主连杆的四叉柱之间，包在轴瓦的外侧，连杆头都有一个固定活塞螺栓的衬套。
活塞也是轻金属制成的，有六道活塞环，下部的三个是刮油环，剩余三个是密封环。
按照装配清单，Jumo-213的博世双磁电机和DB-605的完全一致。
汽缸盖是可拆卸的水冷式，在DB、西斯帕诺-絮扎、克里莫夫的V-12发动机中，气缸组和燃烧室是一个共同的铸件，但Jumo不同，其曲轴箱、气缸组、带有燃烧室的汽缸盖都是可以拆卸的，这一点和英国人的V-12比较相似，RR的灰背隼/狮鹫的油底壳、气缸套、汽缸盖、气门室罩也都可以拆卸，这样的缺点是部件装配的成本较高，还需要很多螺栓帮助固定，不过另一方面由于更容易拆卸，所以维修这样的发动机会更加方便。
Jumo-213的每个气缸有两个进气门和一个排气门，也是传统的通过凸轮轴系的摇臂控制，曲轴带动凸轮轴运动，凸轮轴便顶起推杆和摇臂使得气门开合，每个气门都有相关的凸轮轴系控制。用以开合气门的弹簧是两个互相嵌套的，气门间隙是通过调节摇臂短臂一端的调节螺丝控制的，有一根喷管贯穿整个汽缸盖，其上有专门的喷孔将冷却剂引导到承受高热负荷的排气阀杆和汽缸盖底座上。
有关于Jumo-213的每个气缸只有3个气门这一点是很奇怪的，因为同时代世界上几乎所有液冷V12都已经是四气门了，但Jumo-213的总师利希特却依旧采取了三气门的设计，这导致了Jumo-213的换气效率天生就处于劣势，对于这一款在战争前不久开始研发的新锐引擎来说是天大的设计失误。
1944年10月的Jumo发动机大修手册中有一个非常不寻常的记录：“当发动机的大修间隔到期时，发动机的进气阀也要换成充钠设计的”。 当时全世界的发动机几乎都只有排气阀充钠，进气阀都需要充钠冷却的全世界只有Jumo-213一家，充钠是为了冷却气门表面的温度防止缸内多出来一个热源，而常见的提升阀发动机只有排气阀需要充钠，因为高温的废气要走这里排出，而进气阀是让新鲜油气混合物进入气缸的，理论上来说根本就不会变成高温热源——但Jumo-213却有两个充钠进气阀，这很可能表明德国人常规的镀铬气门在散热能力方面已经达到了极限，同时缸内环境极其恶劣，高温已经严重超出了设计师当初的预想，导致连进气阀都需要冷却才能不发生爆震，这是个设计上的巨大缺陷。
与Jumo-211相比为了获得更高的动力输出，Jumo-213的气门重叠角要大很多，与35L排量的DB-605类似，达到了107°，DB-605则是105°，虽然燃料直喷发动机的气门重叠角一般都很大，但这两家也确实挺狂野的了。
凸轮轴系也是靠曲轴传动机构运行，其两端比传统设计多出来了一对飞轮，这应该有助于其运行地更加平稳。火花塞每缸两个，垂直插入到排气阀两侧的气缸底座中，可以很轻易地用套筒扳手更换。燃料直喷器喷嘴位于进气阀一侧。汽缸盖也是油底壳，其中有两个滑油回油泵，就是因为多出来的凸轮轴飞轮在这里形成了两个凹槽聚集了滑油，不清楚这是有意而为还是无意之举。
气缸套单独插入气缸体，被四根金属杆牢牢固定入汽缸盖，这个设计在Jumo-210上就有了。面向曲轴箱一侧用两个橡胶环进行密封防止冷却液泄露，即使内密封环泄露，冷却液也能聚集在衬垫的环形凹槽中排出，所以检查密封与否很简单。在面向汽缸盖一侧则是金属密封环，一但拆卸汽缸盖，就必须立刻更换。
冷却液回路
Jumo-213的加压冷却回路有一个主流（主流泵、发动机、液冷散热器、热交换器、主流泵），还有一个副/辅助冷却回路（副流泵、主流泵、冷却液箱、副流泵），这两个回路只在一个主流泵中连接。在所有飞行高度上，加压冷却回路的限制温度最高为100℃。
为了便于飞行员控制冷却液温度，发动机在液冷散热器之前的冷却液回路中装了一个电子温度传动器。冷却液流动所需的压力足以防止产生不必要的蒸汽，产生在冷却液泵中的蒸汽则会被蒸汽分离器排出，并被导入副冷却回路到冷却液箱中等待冷凝。如果冷却液箱中的冷却液趋近于沸腾，则液箱中的压力会进一步上升，但同时为了避免冷却液系统的压力负荷过大，液箱中还有一个压力控制阀，它还能防止压力过低导致冷却液蒸发。
冷却液泵的主流泵和副流泵位于一个壳体内，安装在发动机右侧并从发动机中获得动力以驱动。主流泵是一个离心泵，压力侧连接到汽缸盖上的两个压力喷嘴中，有轴封密封，任何通过轴封泄露的冷却液都会通过排放管线直接排出，而离心泵的吸入侧则安装了一个蒸汽分离器，将蒸汽和气泡从主流冷却回路中的冷却液分离出来，导入辅助冷却回路回到冷却液箱，而不足的冷却液就由另一个旁通泵从液箱里补充到离心泵的吸入侧，旁通泵也是齿轮泵，通过离心轴的延伸部分驱动。
发动机冷却液的成分是：50%干净的软水（硬水会导致水垢堆积，冷却效果差）+50%作为抗冻剂的乙二醇，可以防止-35℃的低温。
冷却液循坏量：主冷却回路12-14L/s，辅助冷却回路0.7L/s
冷却液温度：全高度为100℃，仅允许在起飞和滑跑阶段保持120℃
发动机冷却液回路容量：约26L
滑油回路
Jumo-213的加压滑油回路和冷却液回路一样有一个主滑油回路和一个副滑油回路。根据不同的动力阶段，滑油回路的油压在4.4到9.8bar之间，Fw-190D-9的滑油箱位于发动机左侧支架下方，可容纳49L滑油，作为比较DB-605只有36.5L的滑油箱，而BMW-801作为一款双排风冷则有58L的滑油箱。
滑油循环量在3000rpm下主滑油回路约5300kg/h，辅助滑油回路则是约2100kg/h，滑油温度在发动机预热前至少要白痴20℃，最高温度则限制130℃。
发动机滑油回路容量约20L，滑油消耗量在2700rpm下约14.5L/h。
主滑油回路是压力泵通过缝隙式滤清器后将滑油运送到发动机各处。这个回路将滑油输送到减速器和曲轴中，润滑轴承。
从曲轴中被抛出的滑油聚集在曲轴箱的油底壳上，此处还和变速箱的油底壳相连，这些滑油都被齿轮泵抽出，通过热交换器进入机油离心机。而在汽缸盖油底壳中的滑油则通过两个小型回油泵被抽离推入辅助滑油回路，然后再进入机油离心机。在这里滑油被消泡后再排出，通过压力泵的间隙过滤器后再输送到发动机各部。
辅助滑油回路主要是补充主滑油回路的滑油消耗和泄露损失。
机油离心机就是标准的离心消泡设备，较重的滑油被甩到外侧，空气则在中心因此可以轻易排出。
Jumo-213的另一个设计特点就是引入了热交换器，所以也就没有滑油冷却器了。热交换器位于发动机下部，其作用是平衡润滑油和冷却剂之间的温度，是一个圆柱形部件，已经冷却过发动机的冷却液经过液冷散热器散热后再流经这里，然后吸收了同样流经热交换器的滑油的热量，因此发动机暖机也更快。
热交换器也促成了Jumo-213与Fw-190的契合，因为Jumo-213只需要机头的环形水冷散热器，而DB-603还需要一个额外的滑油散热器，这同时也是为什么Jumo-213的重量比DB-603（常常不计入外部滑油冷却器的重量）重180kg的原因。德国人的热交换器到底是不是一个好设计还有待商榷，有说法认为这让发动机的冷却效率降低了8-30%，但无具体证据支撑也不太可信。不过即使没什么损失，Jumo-213的冷却液最高温度只限制全高度100℃已经是完完全全的开倒车了，热交换器的效果多半好不到哪去。
喷油泵很普通，除了一点以外没什么值得说的，那就是手册中严格标注喷油泵所有元件都是密封的，禁止私自调整，也不需要任何维护，即使在发动机大修时都不需要拆除，如果喷油泵有故障需要立刻和发动机厂联系并要求派遣一名机械师过来……我觉得多半派不过来。
单级增压器用螺栓固定在机匣左侧发动机后方，由曲轴提供动力并有一个二速变速器，其上有一个辅助出气口，为的是在发动机高速运转节气门关闭时将增压器输送的空气直接排出，防止叶轮过热导致破坏性的后果。Jumo-213A和C系列发动机都是一级增压带一个二速变速器，其增速比分别是一速6.85二速9.38，自动切速高度越在2700-3000m。
在二速高度以上、经济巡航状态下可以拨动驾驶室中的开关任意切换为一二速，如果动力杆在0-20°KdW怠速范围之间，则不管如何拨动开关操作，MBG总会保持在一速。
Jumo-213还有一个特色的Füllungsdrossel或称Drall Drossel，按功能应该翻译应为变距进气叶片节气门，谈到这个就必须先说说Jumo-213的自控系统。
和其他德国发动机一样，Jumo-213也是单杆控制的，不过系统是Junkers自己开发的单杆控制系统，设计理念是全新的，其核心参数和DB、BMW不同，不是发动机进气压，DB和BMW这种设计是动力杆选择特定的增压压力，然后计算机再根据进气压决定进气和燃料的最佳空燃比率。
但Jumo-213的自控系统中进气压是次要的，核心是Füllungsdrossel变距进气叶片节气门和Füllungsregler，这个不太清楚该怎么翻译，反正就是自控系统计算机。
Jumo的系统中，动力杆选择的是发动机喷油泵的一定量喷射量，随后指令传达到Füllungsregler，然后根据燃料喷射量调节Füllungsdrossel变距进气叶片节气门的角度，Füllungsregler会综合进气压力、温度和排气背压的数据来调节节气门角度，当Füllungsdrossel完全打开时，如果增压器无法输送足够的空气，则Füllungsregler会强行降低燃料的喷射量以匹配空气的数量。
Füllungsdrossel基本上取代了寻常的进气道节气门设计，普通的节气门就是进气道里的一块板，这或多或少都会影响发动机的进气效率或者导致湍流，Füllungsdrossel在增压器的轴上，使空气在未经增压器压缩前就能被调节控制。
这是因为发动机的进气压其实会受到外界温度的影响，温度越低，发动机进气压就越低，比较难控制，所以Jumo-213的自控系统就修正了这一缺点，这套系统被称为Motorbedien-gerat (MBG)，是Jumo内部自己开发的。
举个例子Jumo-213A动力杆推满90°KdW时，外界气温为30℃时进气压为1.56ata，外界气温0℃时进气压为1.47ata，外界气温为-30℃时进气压则只有1.38ata，因此引用发动机手册的话来说：“发动机不是根据进气压飞行的，而是根据转速来飞行的。”
而Füllungsdrossel在效果上和DB的液力耦合效果差不多，根据Junkers公司自己声称，Füllungsdrossel系统节省了发动机大量部件，并在成本、维修、调整和性能方面具有优势，这可能是真的，因为奔驰后来的DB-603L和603N都有Füllungsdrossel。
在发动机中、低负荷范围内，空燃比是“Normal”正常档，在起飞-战斗档动力Steig- und Kampf-leistung（动力杆72-90KdW）时，空燃比是“Reiche”富混合气档。在静止状态下喷油泵是“Reiche”，等待油压起来之后才会切换到“Normal”。
混合气从Normal到Reiche的切换是完全自动的，只取决于动力杆的位置。
如果只操作Füllungsdrossel不手动干预的话，发动机无法正常启动和关闭，因此还有一个追加的机械操作怠速节气门，这个节气门设计就很传统，而且是独立的，在400-500rpm时会关闭到只有2mm的间隙，在1800rpm后完全打开。
有了这个装置，即使Füllungsregler出现故障发动机依然可以正常工作。飞行员需要停止自控系统的液压油供应，方法就是将动力杆从空转位置再向后拉10°到Stopp位置即可，可以降低喷油泵的泵送量使得发动机不能再运行。
螺旋桨调速器也是通过自控系统根据动力杆的位置来调控的，点火正时也是。为了能够从动力杆的位置识别出发动机的工作状态，在发动机上安装了一个带刻度的圆盘，上面标明了发动机的各个负荷点对应的动力杆位置。
在动力杆0-12°之间开启自动俯冲控制系统，自控系统还能为飞机计算出特定机型指定的俯冲速度。
如果自动控制系统出现故障，可通过发动机的运转突然不平稳和同时出现的油耗突然下降来识别
发动机操作手册中提到的另外几点有趣的地方，时间是1944年5月
暖机
在散热器挡板关闭的情况下运行发动机，转速维持在约为1000至1200转/分，直到润滑油温度达到20°C，然后逐渐提高转速最高可达2000转/分，直到冷却液达到60°至70°C，由于润滑油热交换器的作用，润滑油温度也上升到了约45°C
油耗测试
动力杆47°KdW下消耗量约285±20L/h，如果超过这个公差数值就必须对发动机进行全面检查。
当滑跑或起飞时一定要避免转速低于1000rpm，如果可能的话尽量在滑跑过程中关闭散热器翼片自动控制，因为其自控系统设定最高冷却液温度为100℃。
维护说明
运行100小时候就需要拆除发动机Teilüberholung，部分大修。
Jumo 213 J项目值得特别一提：如果说Jumo-213A-F都无法满足利希特博士的豪言壮语，那J多少可能沾了点边——213J的缸径达到了155mm，排量提升到了37.4升，压缩比也更高，转速更是达到了3700rpm，同时代活塞速度达到20.35m/s，世界最快，没有之一，而且利希特博士终于在213J上使用了4气门构型，213J可以说是一台全新的发动机，总共有6台试验机被制造完成，但没有一台保存下来，根据最近的研究，美国莱特机场战后测试的所谓“213J”——很可能只是一台213F。因此对于Jumo-213J，几乎没有任何已知的讯息，我们只知道英国人对其做出过很高的评价。
