Поршневые двигатели: технология упрочнения и новейшие достижения / Хабр

Содержание

Повышение эксплуатационного ресурса поршневого двигателя

Поршневые двигатели широко используются для получения энергии в различных областях науки и техники, в первую очередь в автомобильной промышленности. В процессе проектирования, крайне важно быть уверенным в том, что все части двигателя способны выдерживать высокие напряжения и нагрузки, что в свою очередь продлевает срок его эксплуатации. В данной статье мы проанализируем износ шатунов двигателя.

Преобразование давления во вращательное движение

Большинство двигателей современных средств передвижения используют возвратно-поступательный поршневой механизм в качестве источника своей энергии. В поршневом двигателе внутреннего сгорания, топливо смешивается с окислителем в камере сгорания. Сгорание заставляет газы расширяться, оказывая давление на поршень двигателя и выталкивая его из камеры. Линейное перемещение поршня преобразуется во вращательное движение посредством шатуна, который соединяет поршень с коленчатым валом. Это непрерывное движение вызывает большие напряжения в шатуне — нагрузка, которая возрастает с увеличением оборотов двигателя.

В поршневых двигателях, решающее значение имеет анализ работы каждого компонента, поскольку отказ одной части часто означает замену всего двигателя. Для оптимизации конструкции двигателя и гарантии длительного срока его эксплуатации, можно проанализировать работу шатунов с точки зрения их износостойкости.

Механические напряжения и усталость поршневого двигателя

В модели расчета многоцикловой усталости при возвратно-поступательном движении поршня рассматривается пример трех-цилиндрового поршневого двигателя, собранный в модуле Динамика многотельных систем. В этом двигателе маховик установлен в коленвале, и эта сборка поддерживается с обоих концов подшипниками скольжения. Данная модель содержит три комплекта цилиндров, поршни и идентичные шатуны. Шарнирные стыки используются для соединения нижних концов шатунов к общему коленвалу, а также для соединения поршней и шатунов в вершней части. Призматическое соединение используется для соединения каждого из цилиндров с поршнем.


Геометрия двигателя.

Предполагается, что кроме подвижной центральной части шатуна, все остальные компоненты двигателя являются жесткими. Цилиндры закреплены, а другие части двигателя имеют возможность свободно перемещаться в пространстве. Двигатель в сборке работает в режиме 1000 оборотов в минуту, при этом данные для конструкционной стали показывают, что предел усталости наступает при 210 МПа.

Наш анализ начинается с расчета временной зависимости напряжения в центральной части шатуна, так как концентрация напряжений, в силу геометрических соображений, предполагается именно в этой области. После нескольких оборотов, двигатель выходит на стационарный режим. Начиная с третьего цикла, зависимость напряжения от времени практически повторяется для каждого цикла, как показано на графике ниже. Третье главное напряжение преобладает во временной зависимости напряжения шатуна, так как часть его подвергается сжатию все время. Поскольку значения первого и второго главных напряжений малы по сравнению с третьим, мы можем рассматривать напряженное состояние в центральной части шатуна, как одноосное. Так как напряжения по Мизесу больше подходят для

многоосной нагрузки, мы используем главное напряжение в качестве амплитуды напряжения в соотношении Баскина.


Временная зависимость напряжения в центральной части шатуна.

Следующий рисунок связан с прогнозом усталостной долговечности шатуна — времени до его усталостного разрушения. Сфокусируем наше внимание на центральной части около верхнего конца шатуна. Согласно модели Баскина, усталостная долговечность предсказывается на уровне двадцати пяти миллиардов циклов, что является чрезвычайно хорошим показателем. Хотя предел прочности не определяется в модели Баскина, соотношение может быть использовано для обратного расчета усталостной долговечности исходя из напряжения выносливости — 245 миллионов циклов. Поскольку прогноз модели дает большее значение времени жизни, чем обратные вычисления усталостной долговечности при пределе выносливости, мы можем предположить, что напряжение внутри сборки двигателя лежит ниже предела усталости, которое, как мы отмечали ранее, составляет величину 210 МПа для используемого материала, и, таким образом, шатун имеет неограниченный срок эксплуатации.


Прогноз усталостной долговечности шатуна.

Первоначальный график временной зависимости напряжения также показывает, что шатун спроектирован с неограниченным ресурсом эксплуатации. С диапазоном главного напряжения около 110 МПа, амплитуда напряжения имеет значение близкое к 55 МПа, что ниже усталостного предела для материала.

Попробуйте сами

Поршневой авиационный двигатель | АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ.

Работа радиального поршневого двигателя.

Привет, друзья!

Сегодня начинаем серию статей о конкретных типах авиационных двигателей. Первый движок, который удостоится нашего внимания – это поршневой авиационный двигатель. Он имеет полное право быть первым, потому что он – ровесник современной авиации. Один из первых самолетов, поднявшихся в воздух был Флайер-1 братьев Райт (я думаю вы читали об этом здесь :-)). И на нем стоял поршневой двигатель авторской разработки, работавший на бензине.

Долгое время этот тип движка оставался единственным, и только в 40-е годы 20-го века началось внедрение двигателя совсем иного принципа действия. Это был турбореактивный двигатель. Из-за чего это произошло читайте тут. Однако поршневой движок, хоть и утратил свои позиции, но со сцены не сошел, и теперь в связи с достаточно интенсивным развитием так называемой малой авиации (или же авиации общего назначения) он просто получил второе рождение. Что же из себя представляет авиационный поршневой двигатель?

Работа двигателя внутреннего сгорания (тот же рядный поршневой двигатель).

Как всегда :-)… В принципиальном плане ничего сложного (ТРД значительно сложнее :-)). По сути дела – это обычный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), такой же, как на наших с вами автомобилях. Кто забыл, что такое ДВС, в двух словах напомню. Это, попросту говоря, полый цилиндр, в который вставлен цилиндр сплошной, меньший по высоте (это и есть поршень). В пространство над поршнем в нужный момент подается смесь из топлива (обычно это бензин) и воздуха. Эта смесь воспламеняется от искры (от специальной электрической свечи) и сгорает. Добавлю, что воспламенение может происходить и без искры, в результате сжатия. Так работает всем известный дизельный двигатель. В результате сгорания получаются газы высокого давления и температуры, которые давят на поршень и заставляют его двигаться. Вот это самое движение и есть суть всего вопроса. Далее оно передается через специальные механизмы в нужное нам место. Если это автомобиль, значит на его колеса, а если это самолет, то на его воздушный винт. Таких цилиндров может быть несколько, точнее даже много :-). От 4-х до 24-х. Такое количество цилиндров обеспечивает достаточную мощность и устойчивость работы двигателя.

Еще одна схема работы одного ряда цилиндров.

Конечно авиационный поршневой двигатель только принципиально похож на обычный ДВС. На самом деле здесь обязательно присутствует авиационная специфика. Двигатель самолета выполнен из более совершенных и качественных материалов, более надежен. При той же массе, он значительно мощнее автомобильного. Обычно может работать в перевернутом положении, ведь для самолета (особенно истребителя или спортивного) пилотаж – обычное дело, а автомобилю это, естественно, не нужно.

Двигатель М-17, поршневой, рядный, V-образный. Устанавливался на самолеты ТБ-3 (конец30-хгодов 20 в.)

Двигатель М-17 на крыле ТБ-3.

Поршневые двигатели могут различаться как по количеству цилиндров, так и по их расположению. Бывают рядные двигатели (цилиндры в ряд) и радиальные (звездообразные). Рядные двигатели могут быть однорядные, двухрядные, V-образные и т.д. В звездообразных цилиндры расположены по окружности (в виде звезды) и бывает их обычно от пяти до девяти (в ряду). Эти двигатели, кстати, тоже могут быть многорядными, когда цилиндры блоками стоят друг за другом. Рядные двигатели обычно имеют жидкостное охлаждение (как в автомашине :-), они и по виду больше похожи на автомобильные), а радиальные – воздушное. Они обдуваются набегающим потоком воздуха и цилиндры, как правило, имеют ребра для лучшего теплосъема.

Двигатель АШ-82, радиальный, двухрядный. Устанавливался на самолеты ЛА-5, ПЕ-2.

Самолет ЛА-5 с двигателем АШ-82.

Авиационные поршневые двигатели часто имеют такую особенность, как высотность. То есть с увеличением высоты, когда плотность и давление воздуха падают, они могут работать без потери мощности. Подвод топливно-воздушной смеси может осуществляться двумя способами. Здесь полная аналогия с автомашиной. Либо смесь готовится в специальном агрегате, называемом карбюратором и потом подается в цилиндры (карбюраторные двигатели), либо топливо непосредственно впрыскивается в каждый цилиндр в соответствии с количеством поступающего туда же воздуха. На автомобилях такого типа двигатели часто обзывают «инжекторными».

Современный поршневой радиальный двигатель ROTEC R2800.

Более мощный R3600 (большее количество цилиндров).

В отличие от обычного автомобильного ДВС, для самолетного поршневого движка не нужны громоздкие (ну и, естественно, тяжелые :-)) передаточные механизмы от поршней к колесам. Все эти оси, мосты, шестерни. Для самолета ведь вес очень важен. Здесь движение от поршня сразу через шатун передается на главный коленчатый вал, а на нем уже стоит вторая важная часть самолета с поршневым двигателем – воздушный винт. Винт – это, так сказать, самостоятельная (и очень важная) единица. В нашем случае он является «движителем» самолета, и от его корректной работы зависит качество полета. Винт – это не часть двигателя, но работают они в тесном сотрудничестве :-). Винт всегда подбирается или проектируется и рассчитывается под конкретный двигатель, либо же они создаются одновременно, так сказать комплектом :-).

Радиальный двигатель М-14П. Устанавливается на спортивные СУ-26, ЯК-55.

СУ-26 с двигателем М-14П.

Принцип работы винта – это достаточно серьезный ( и не менее интересный :-)) вопрос, поэтому я решил выделить его в отдельную статью, а сейчас пока вернемся к «железу».

Я уже говорил, что сейчас поршневой авиационный двигатель опять «набирает обороты». Правда состав авиации использующей эти двигатели теперь другой. Соответственно изменился и состав применяемых двигателей. Тяжелые и громоздкие рядные движки практически отошли в прошлое. Современный поршневой двигатель (чаще всего) – радиальный с количеством цилиндров 7-9, с хорошей топливной автоматикой с электронным управлением. Один из типичных представителей этого класса, например, двигатель ROTEC 2800 для легких самолетов, создан и производится в Австралии (между прочим выходцами из России :-)). Однако о рядных двигателях тоже не забывают. Таков, например, ROTAX-912. Так же хорошо известен двигатель отечественного производства М-14П, который устанавливается на спортивные самолеты ЯК-55 и СУ-26.

Двигатель Rotax-912, рядный. Устанавливается на легкие спортивные самолеты Sports-Star Max

Спортивный самолет Sport-Star Max c двигателем Rotax-912.

Существует практика применения дизельных двигателей ( как разновидность поршневых) в авиации, еще со времен войны. Однако широко этот двигатель пока не применяется из-за существующих проблем в разработке, в частности в области надежности. Но работы все равно ведутся, особенно в свете грядущего дефицита нефтепродуктов.

Поршневой авиационный двигатель вообще еще рано списывать со счетов :-). Ведь, как известно, новое – это хорошо забытое старое… Время покажет…

Поршневые двигатели внутреннего сгорания

Поршневые ДВС

В автомобиле могут использоваться тепловые двигатели (внутреннего сгорания и паровые) и электрические. Подавляющее большинство легковых автомобилей оснащены поршневыми двигателями внутреннего сгорания (ПДВС). По особенностям рабочего процесса ПДВС делятся на двух- и четырехтактные, по способу воспламенения топливной смеси — на двигатели с искровым воспламенением (карбюраторные или бензиновые) и с самовоспламенением в воздухе, сжимаемом в цилиндрах (дизельные двигатели).

В цилиндры карбюраторных ПДВС поступает горючая смесь из паров бензина и воздуха, приготовляемая в карбюраторе. Существуют двигатели, не имеющие карбюратора и снабженные устройством для непосредственного впрыскивания топлива во впускной трубопровод или в цилиндр. При этом по характеру протекания рабочего цикла эти двигатели не отличаются от карбюраторных. У дизельных двигателей топливо смешивается с воздухом внутри цилиндров. Туда оно попадает (впрыскивается) в распыленном виде через форсунки насосом высокого давления.

По числу и расположению цилиндров автомобильные двигатели подразделяются на рядные, V-образные и др., по расположению клапанов — на верхне- и нижнеклапанные, по типу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением. Кроме того, ПДВС различаются по рабочему объему (литражу) цилиндров, по назначению и другим параметрам.

Для современных легковых, а также малых и средних грузовых автомобилей применяются, преимущественно, четырехтактные верхнеклапанные карбюраторные ПДВС с жидкостным охлаждением.

Дизельными двигателями оснащаются, в основном, тяжелые грузовые автомобили и многоместные автобусы. Работающие на более дешевом, чем бензин, горючем, они превосходят карбюраторные ПДВС по топливной экономичности и долговечности, но уступают им по простоте конструкции и первоначальной стоимости, литровой мощности, пусковым качествам и бездымности работы.

Однако по таким важным параметрам, как удельная масса (кг/квт или кг/л. с.), компактность и бесшумность, современные быстроходные дизели вплотную приблизились к карбюраторным двигателям. Благодаря повышению литровой мощности дизельные двигатели стали применяться на легких грузовых и даже легковых автомобилях.

Четырехтактные ПДВС состоят из блока цилиндров, выполняемого обычно вместе с картером, головки цилиндров, поршней с уплотнителями и маслосбрасывающими кольцами, шатунов, коленчатого вала, маховика, распределительного (кулачкового) вала, впускных и выпускных клапанов с пружинами, деталей привода клапанов (коромысла, толкателей), передачи, связывающей коленчатый вал с распределительным валом, запальных свечей или топливных форсунок и др. узлов.

Двигатели оборудуются радиатором и вентилятором системы охлаждения, насосами для принудительной циркуляции смазочного масла и охлаждающей жидкости, насосом для подачи топлива из бака, а также топливными, масляными и воздушными фильтрами, пусковым стартером, трубопроводами для воздуха, газа, топлива, масла и охлаждающей жидкости, автоматами, управляющими частотой вращения коленчатого вала, температурой охлаждающей жидкости и горючей смеси.

Дальнейшее развитие двигателестроения предусматривает рост мощности и долговечности ДВС, уменьшение его габаритов и сокращение содержания вредных компонентов в составе отработавших газов. Современные бензиновые двигатели характеризуются увеличенной степенью сжатия и возможностью частичной замена карбюратора системой принудительного впрыскивания топлива.

Перспективна замена обычных ПДВС на некоторых легковых и легких грузовых автомобилях более компактными роторно-поршневыми двигателями. В случае решения проблемы топливной экономичности газотурбинных двигателей без существенного усложнения их конструкции они могут получить широкое распространение при мощностях 750 квт (1000 л. с.) и более. Создание легких и компактных аккумуляторов позволит заменить ПДВС на автомобилях, работающих в городах, электродвигателями.

Поршневые двигатели — Справочник химика 21

    Парафиновые углеводороды нормального строения в отличие от углеводородов изомерного строения имеют неудовлетворительные характеристики сгорания в поршневых двигателях с искровым зажиганием (малые октановые числа). [c.11]

    Длительное время нагарообразующая способность авиационных топлив не оценивалась, так как считали, что в поршневых двигателях количество нагара не зависит от свойств топлив, а в реактивных — нагар не оказывает вредного влияния, потому что количество его невелико. Эти взгляды в последнее время значительно изменились и оценке нагарообразующей способности топлив начали придавать большое значение. [c.34]


    Наличие серы и ее соединений в топливах может быть причиной коррозии деталей камер сгорания двигателей/ При сгорании топлива в поршневом двигателе в продуктах сгорания обнаруживается серный ангидрид (80з). При растворении серного ангидрида в воде, сконденсировавшейся на стенках цилиндров двигателя, образуется серная кислота различной концентрации, которая вызывает сильную коррозию стенок цилиндров, поршневых колец и других деталей двигателя. Присутствие паров воды и углекислоты в продуктах сгорания и их конденсация на стенках цилиндров двигателя также может явиться причиной возникновения коррозионного процесса. [c.57]

    ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА СГОРАНИЯ В ПОРШНЕВОМ ДВИГАТЕЛЕ [c.97]

    Все современные авиационные поршневые двигатели — четырехтактные, с искровым зажиганием. Существуют два типа двигателей с искровым зажиганием с внутренним смесеобразованием (двигатели непосредственного впрыска) и с внешним смесеобразованием, (карбюраторные двигатели). [c.97]

    На испарение топлива в поршневых двигателях отводятся такты всасывания и сжатия (около 0,02 сек). Для обеспечения полного испарения топлива за такой короткий промежуток времени авиационным поршневым двигателям требуется легкоиспаряющееся топливо-бензин. [c.97]

    В высокотемпературной зоне двигателя (камера сгорания поршневого двигателя) масло разогревается до температур 350—400° С. При этом часть масла теряет летучие вещества, обугливается и образует нагар. [c.160]

    В низкотемпературной зоне двигателя (коробка приводов агрегатов турбореактивного двигателя, картер поршневого двигателя) температура масла находится в пределах 50—120° С. Здесь масло имеет большую площадь контакта с каталитически активными цветными металлами (в том числе со взвешенными частицами от их износа). В связи с разбрызгиванием и вспениванием масло имеет большую площадь контакта с воздухом. Эти условия способствуют окислению масла и образованию липкой мазеобразной массы темного цвета — шлама, обнаруживаемому в поршневых двигателях в картере, на масляных фильтрах и в других зонах относительно невысокой температуры. [c.164]

    Основные узлы трения авиационных поршневых двигателей являются самыми напряженными из всех типов двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, в поршневом двигателе масло выполняет функцию уплотнителя между камерой сгорания и картером двигателя, следовательно, оно соприкасается с зоной горения горючей смеси. Это делает условия работы масла в двигателе весьма тяжелыми. [c.177]


    Температурные условия деталей при работе поршневого двигателя, ° С [c.178]

    МАРКИ МАСЕЛ ДЛЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ [c.179]

    Для смазки авиационных поршневых двигателей применяют остаточные масла МС-14, МС-20, МС-20С и МК-22 (С—селективная очистка. К—кислотно-контактная). Основные физико-химические свойства этих масел приведены в табл. 40.  [c.179]

    ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАСЛА ПРИ РАБОТЕ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ [c.181]

    Масла для авиационных поршневых двигателей [c.225]

    Химмотологическая система, представленная на рис. 1.1, носит общий, универсальный характер и отражает сущность химмотологии именно во взаимосвязи и взаимодействии всех трех звеньев системы заключен основной смысл этой новой отрасли науки и техники. Применительно к поршневым двигателям внутреннего сгорания химмотологическая система может быть пред-ставлена в виде четырехзвенной схемы (рис. 1.2), как это предложил в свое время К. К- Папок. В таком виде более наглядно выделяется роль топлива в указанной системе. Известно, что в последнее время именно топливо, его качество и ресурсы стали определяющими факторами при конструировании новых двигателей. [c.9]

    Масла для авиационных поршневых двигателей Масла для шарниров вертолетов [c.17]

    В двигателях, работающих на жидком топливе, стадии воспламенения и сгорания топлива предшествует стадия распыления и испарения. В распыленном (капельном) состоянии находится часть моторного масла в картере работающего поршневого двигателя. Продолжительность нахождения топлива или масла в капельном состоянии невелика, исчисляется долями секунды. Поэтому долгое время считалось, что какого-либо изменения качества топлива или масла за время его пребывания в капельном состоянии не происходит. Однако целый ряд экспериментальных данных (например, излом температурной зависимости периода задержки самовоспламенения распыленных жидких топлив) косвенно свидетельствовал о весьма значительном окислении топлив (масел) за время их нахождения в капельном состоянии. В связи с этим потребовалось провести специальные исследования окисляемости углеводородов в капельном состоянии [c.37]

    В поршневых двигателях сгорание топливо-воздушной смеси происходит при сравнительно высоких давлениях. В этих ус-лов 1ях наблюдается двухстадийное самовоспламенение топлив с предварительным образованием голубого пламени. Исследования интенсивности излучения холодных пламен и их индукционного периода позволили установить корреляцию между этими параметрам и антидетонационными свойствами топлива. Существование данной связи дает основания рассматривать холодное пламя в качестве активной стадии, ускоряющей появление горячего пламени. Однако механизм ускоряющего действия холодного пламени должен отличаться от механизма цепного окисления смесей. [c.133]

    ОСОБЕННОСТИ ГОРЕНИЯ ТОПЛИВ В ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЯХ ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ [c.146]

    В поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС) тепловая энергия преобразуется в механическую в результате работы расширения газообразных продуктов сгорания топлива в ци- [c.146]

    Непрерывность подвода топлива и воздуха и вращение ротора позволяют данной массе металла (которой придана соответствующая форма) в единицу времени перерабатывать значительно большее количество топливо-воздушной смеси по сравнению, например, с поршневыми двигателями. Как известно, скорость преобразования энергии (иными словами, мощность двигателя) пропорциональна расходу горючей смеси. Это обусловливает одно из основных преимуществ ГТД — компактность. [c.160]

    Рабочий процесс в ГТД. Как и в поршневом двигателе, в ГТД для повышения эффективности рабочего процесса воздух или топливо-воздушную смесь до начала горения необходимо подвергать сжатию. Однако если в поршневом двигателе в силу периодичности рабочего процесса все циклы образования рабочего тела, в том числе и сжатие, протекают в цилиндре, то в ГТД это оказывается неприемлемым. Поэтому ГТД кроме газовой турбины имеет компрессор, который давление забираемого из атмосферы воздуха повышает в 5, 10, 20 и более раз, и камеру сгорания, где воздух, поступающий от компрессора, нагревается за счет сгорания топлива. [c.160]

    Под химической коррозией подразумевается прямое взаимодействие металла с коррозионной средой, при котором окисление металла и восстановление окислительного компонента среды протекают в одном акте. Такая кор-ро ия протекает по реакциям, подчиняющимся законам химической кинетики гетерогенных реакций. Примерами химической коррозии являются газовая коррозия выпускного тракта двигателей внутреннего сгорания (под действием отработавших газов) и лопаток турбин газотурбинного двигателя, а также коррозия металлов в топливной системе двигателей (за счет взаимодействия с находящимися в топливах сероводородом и меркаптанами). В результате окисления масла в поршневых двигателях могут образовываться агрессивные органические вещества, вызывающие химическую коррозию вкладышей подшипников [291]. Можно привести и другие примеры. Однако доля химической коррозии в общем объеме коррозионного разрушения металлов относительно мала, основную роль играет электрохимическая коррозия, протекающая, как правило, со значительно большей скоростью, чем химическая. [c.279]


    В поршневых двигателях основным типом подшипников являются подшипники скольжения. Удельное давление в подшипниках скольжения достигает 600—800 кПсм . Температура подшипника зависит главным образом от работы трения, температуры и количества масла, протекающего через него. В современных двигателях температура подшипника колеблется в пределах 80—140° С. [c.178]

    Недостатком смазки НК-50 является то, что она при повышенной влажности набухает и сползает с деталей, а при низких температурах затвердевает и скалывается. В связи с этим необходимо тш,атель-но следить за узлами и вовремя возобновлять или заменять смазку. Графитная смазка представляет собой цилиндровое масло, загущенное 12% кальциевого мыла, приготовленного на синтетических жирных кислотах. Содержит 10% графита, водоупорна, применяется для смазывания грубых высоконагруженных узлов трения. Смазка ОКБ-122-7 изготовляется загущением смеси этилполиси-локсановой жидкости и минерального масла МС-14 стеаратом лития и церезином. Она предназначена для пар трения, работающих при малых нагрузках, но длительное время без замены смазки в условиях температур от—70 до-(-120° С, применяется также для смазывания подшипников магнето поршневых двигателей. [c.201]

    Применение ВРД, являющегося одновременно движителем самолета без сложных механических передаточных и ходовых устройств, позволяет при относительно небольшой массе создать большую тягу, причем в отличие от поршневых двигателей с пропеллером сила тяги ВРД не только не снижается с увеличением иысоты и скорости полета, наоборот, даже возрастает. [c.120]

    С появлением поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) возникло много специфических вопросов их конструирования и эксплуатации, связанных не только с трением и износом металлов, но и с особенностями горения топлива и поведения масла в двигателе в частности, появились проблемы бездетона-ционного горения бензинов в двигателях, лако- и нагарообразо- [c.7]

    А. В. Непогодьев [95] выделяет в поршневом двигателе четыре зоны, существенно различающиеся по условиям, влияющим на окисление масла. Первая зона — это картер и основная система циркуляции масла. Масло здесь, как правило, имеет температуру от 70 до 150 °С в зависимости от типа двигателя. Оно насыщено пузырьками газов и интенсивно разбрызгивается. Вторая зона — пространство между юбкой поршня и гильзой. Здесь температура достигает 150°С и более, масло контактирует с газами, прорывающимися из камеры сгорания. Третья зона — поршневые кольца. В этой зоне температура также составляет 150°С, и только в канавках первого поршневого кольца она возрастает до 180—270 °С. Наконец, четвертая зона — это стенки гильзы цилиндра, где образующаяся масляная пленка 7горячими газами при еще более высоких температурах. Поверхностный слой масляной пленки, образующейся на зеркале цилиндра, нагревается на глубину 1—2 мкм до 300— 350 °С. Расчетами на ЭВМ было показано, что интенсивность термоокислительных процессов в такой пленке только за счет более высокой температуры должна быть на 4—8 порядков выше, чем в картере, и на 2—5 порядков выше, чем в зоне поршневых колец. Таким образом, термоокислительные процессы, происходящие с маслом в третьей и четвертой температурных зонах, являются основными и лишь в незначительной степени зависят от окисления, происходящего в картере двигателя. [c.72]

    Хорошо известна и зависимость параметров рабочего процесса поршневых двигателей от введения в топливо присадок — анти- или продетонаторов. Все это свидетельствует о непригодности физической модели для описания рабочих процессов поршневых двигателей. [c.145]


Технологическая платформа «Авиационная мобильность и авиационные технологии» — Все новости

О развитии авиастроения и воздушного транспорта Российской Федерации в новых экономических условиях

14 марта 2022 г. Президентом Российской Федерации был подписан Федеральный закон № 56-ФЗ «О внесении изменений в Воздушный кодекс Российской Федерации и отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Масштабные экономические санкции, введенные западными государствами в связи с проведением специальной военной операции на Украине, кардинально изменили условия деятельности авиационной отрасли в нашей стране и поставили перед ней серьезные вызовы и новые задачи. Кроме сокращения числа стран, полеты в которые остаются доступными для российских авиакомпаний, ключевой проблемой остается обслуживание воздушных судов, принадлежащих иностранным лизингодателям.

Подписанный Президентом России закон создал правовую основу для продолжения эксплуатации иностранных воздушных судов российскими авиакомпаниями и возложению ответственности за обеспечение их летной годности на российские органы и организации. Однако, техническая реализация данного решения является достаточно сложной задачей и потребует серьезных усилий и высокой компетенции со стороны всех участников авиационной отрасли.

Ключевой проблемой в сложившихся обстоятельствах является недоступность запчастей, расходных материалов и другого имущества, необходимого для ремонта и обслуживания самолетов. Возможно, частично эту проблему можно решить путем организации поставок через третьи страны, однако надежных организационных и логистических схем пока не разработано. При этом, необходимо будет организовать качественное и своевременное выполнение регламентных и ремонтных работ, которые ранее, в основном, осуществлялись иностранными организациям (прежде всего, это касается так называемых «тяжёлых форм»), проведение испытаний и обеспечение независимого контроля за состоянием воздушных судов.

Для обеспечения устойчивости воздушного транспорта наиболее оптимальным вариантом в современных условиях представляется освоение производства наиболее критических деталей в нашей стране и их последующее применение на эксплуатируемых воздушных судах. Фактически речь идет о создании в Российской Федерации – системы производства и валидации неоригинальных запасных частей, материалов и другого авиационно-технического имущества, необходимого для обеспечения эксплуатации и обслуживания иностранных воздушных судов.

Подробнее


Участие в формировании комплексных научно-технологических проектов и реализации государственной программы «Развитие авиационной промышленности»

С момента создания Технологическая платформа уделяла особое внимание вопросам создания научно-технического задела, необходимого для разработки и производства перспективной авиационной техники: было проведено большое количество мероприятий по рассмотрению результатов и планов работ ведущих научно-исследовательских организаций; сформулированы базовые принципы проведения экспертизы; разработаны направления исследований и разработок, наиболее перспективных для развития в рамках ТП и включенных в состав проекта Стратегической программы исследований и разработок Технологической платформы.

Как известно, основной объем финансирования данных работ выделяется из средств государственной программы Российской Федерации «Развитие авиационной промышленности». Одним из элементов организационных процедур, связанных с принятием решений о формировании и последующем финансировании работ (проектов) по созданию научно-технического задела в области гражданской авиационной техники, является рассмотрение соответствующих предложений (проектов) Экспертным советом по методическому и организационному обеспечению научно-технического сопровождения реализации государственной программы Российской Федерации «Развитие авиационной промышленности».

17 февраля 2022 г. состоялось внеочередное заседание Экспертного совета государственной программы «Развитие авиационной промышленности», на котором были рассмотрены предложения ФГУП «НИЦ «Институт имени Н.Е. Жуковского» по 3-м комплексным научно-технологических проектам в области гражданской авиационной техники.

Подробнее


Международный авиационно-космический салон МАКС-2021

19-25 июля 2021 г. состоялся очередной Международный авиационно-космический салон «МАКС-2021». Традиционным местом проведения мероприятия является г. Жуковский Московской обл. 19 июля в преддверии выставки в г. Москве состоялся Евразийский аэрокосмический конгресс. Кроме проведения рабочих встреч, совещаний и ознакомления с наиболее интересными выставочными экспозициями (образцами), представители Ассоциации посетили ряд мероприятий деловой программы, которые интересны с точки зрения тематики и перспектив дальнейшего развития Технологической платформы.

Подводя итоги пленарного заседания аэрокосмического конгресса, стоит отметить, что ситуация в отрасли, в т.ч. и в связи с пандемией, безусловно повлияла на проведение данного мероприятия. Если в 2015 и в 2017 гг. основной акцент был сделан на развитии перспективных технологических направлений в авиастроении (в 2015 г.) и в космической технике (в 2017 г.), то в 2021 году выступающие – основные руководители отрасли главное внимание уделили вопросам государственной поддержки и механизмам госуправления. При этом, технологические направления были затронуты лишь номинально, без углубления в конкретные конструктивные и технические аспекты.

Предваряя обзор деловой программы состоявшегося Международного авиационно-космического салона МАКС-2021, следует отметить большое количество мероприятий, посвященных развитию беспилотных летательных аппаратов. Это связано, как с опережающим ростом данного сегмента рынка, так и с повышенной активностью органов и организаций в данном направлении.

19 июля 2021 г. в рамках Евразийского аэрокосмического конгресса состоялась конференция «Интеграция БАС в воздушное пространство России. Вопросы, барьеры, решения». Мероприятие вызвало большой интерес и по количеству участников существенно опередило другие конференции, проходившие в рамках аэрокосмического конгресса.

Подводя итоги состоявшегося мероприятия, следует отметить, что в последние годы в России развитию беспилотных летательных аппаратов уделяется довольно большое внимание. Основной движущей силой выступают компании, осуществляющие разработку и коммерческую эксплуатацию малых БЛПА, а также разработчики БПЛА для военных целей. В то же время, по сравнению с ведущими странами (США, Великобритания, ЕС, Швейцария, Израиль, Китай) в стране отсутствует системная государственная политика по развитию и внедрению беспилотных технологий. Существующие правила в значительной степени сдерживают развитие рынка «больших» БПЛА, разработка технологий безопасной эксплуатации ведется крайне медленно.

22 июля 2021 г. по приглашению Правительства г. Москвы представители Ассоциации «ТП «АМиАТ» провели бизнес-встречи с представителями компаний Московского инновационного кластера, большинство из которых занимаются беспилотными летательными аппаратами. Представители Технологической платформы познакомились с деятельностью данных компаний, провели переговоры с руководителями и представителями организаций, обменялись контактами.

Также на данном мероприятии экспертами Платформы был представлен презентационный материал по тематике развития аэромобильности и беспилотных авиационных систем в Российской Федерации. Кроме того, на сайте опубликована презентация эксперта ТП А.Г. Патракова по актуальной теме городской аэромобильности и опыту сертификации беспилотных авиационных систем в Европе.

Подробнее


Текущие экспертизы

Одним из важнейших направлений деятельности Технологической платформы является проведение экспертизы научно-технических и инновационных проектов – поэтому мы уделяем особое внимание организации данного процесса, в т.ч. взаимодействию с экспертами; привлечению их к рассмотрению важнейших документов развития отрасли; формированию и оценке проектов, реализуемых и (или) инициируемых с участием ТП. При выполнении Ассоциацией договорных научно-исследовательских и аналитических работ, в первую очередь, привлекаются официальные эксперты Технологической платформы и члены соответствующих рабочих групп.

В рамках текущей деятельности Технологической платформы были опробованы различные формы (механизмы) организации и проведения экспертизы, учитывающие имеющиеся правовые и организационные возможности. В первую очередь, принимая во внимание коммуникационную направленность деятельности Платформы, мы качественно отработали формат очных экспертно-аналитических мероприятий; на которых авторы (исполнители) проектов (работ) представляют свои проекты (достигнутые результаты), а приглашаемые эксперты, с учетом их специализации, имеют возможность в непосредственном диалоге обсудить и детализировать свое представление о состоянии реализуемых проектов.

Также, определенный опыт нами был наработан в части проведения заочного рассмотрения (экспертизы) материалов – это касается как заявок (предложений) на участие в конкурсах Министерства образования и науки Российской Федерации, так и отчетных материалов по результатам выполнения работ в рамках реализации ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы».

С перечнем проектов, по которым в последние годы проводилась экспертиза Технологической платформы, можно ознакомиться в специализированном разделе «Кабинета ТП» – «Экспертная деятельность».

Новые направления экспертной деятельности Платформы, развиваемые в 2021 г., представлены в разделе сайта «Кабинет ТП».

Тел./факс: +7 (495) 980-04-23

Е-mail: [email protected]

Карта сайта

Карта сайта

Институты и высшие школы

К сожалению, запрашиваемая страница не найдена.

Воспользуйтесь поиском или картой сайта:

<img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/> <img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/> <img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/><img src=»/bitrix/images/fileman/htmledit2/php.gif» border=»0″/>Карта сайта

Поршневые двигатели внутреннего сгорания — Энциклопедия по машиностроению XXL

Поршневым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называется тепловая машина, в рабочем цилиндре которой происходит сжигание топлива и преобразование теплоты в работу  [c.177]

Коленчатый вал является одной из наиболее ответственных деталей поршневых двигателей внутреннего сгорания. Коленчатые валы двигателей обычно имеют несколько (2—8) опорных коренных шеек и до 8 шатунных.  [c.374]

Шатуны являются передаточными звеньями шатунно-кривошипных механизмов различных машин, в основном поршневых двигателей внутреннего сгорания (рис. 250). Связывая поршень с коленчатым валом, шатун служит для преобразования поступательно-возврат-  [c.423]


В целом поршневые двигатели внутреннего сгорания, работающие на различных видах топлив с различными процессами сгорания, имеют достаточные резервы снижения токсичности и расхода топлива, в полной мере отвечают назначению автомобиля и останутся основны.м типом энергосиловых установок на автомобильном транспорте.  [c.61]

Все современные поршневые двигатели внутреннего сгорания подразделяют на три группы 1) с быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме 2) с постепенным сгоранием топлива гри постоянном давлении 3) со смешанным сгоранием топлива частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении.  [c.260]

При исследовании идеальных термодинамических циклов поршневых двигателей внутреннего сгорания обычно определяют количество подведенной и отведенной теплоты, основные параметры состояния рабочего тела в типичных точках цикла, причем температуры в промежуточных точках вычисляют как функции начальной температуры газа вычисляют термический к. п. д, цикла по основным характеристикам и производят анализ термического к. п. д.  [c.260]

На какие группы делятся поршневые двигатели внутреннего сгорания (д. в. с.)  [c.272]

Какие недостатки имеются у поршневых двигателей внутреннего сгорания  [c.291]

В ряде случаев благоприятные условия применения теплового насоса получаются, если осуществить привод компрессора непосредственно от поршневого двигателя внутреннего сгорания. В таких установках в качестве источника теплоты с низкой температурой используют воду, охлаждающую цилиндры двигателя, а теплоту отходящих газов используют в котлах-утилизаторах отопительной системы.  [c.342]

Примером устаревания последнего вида может служить переворот, произведенный не сто.ть давно в авиации появлением турбореактивных двигателей, почти полностью вытеснивших поршневые двигатели внутреннего сгорания.  [c.37]

При методе конвертирования базовую машину или основные ее элементы используют для создания агрегатов различного назначения, иногда близких, а иногда различных по рабочему процессу. Примером конвертирования может служить перевод поршневых двигателей внутреннего сгорания с одного вида топлива на другой, с одного вида теплового процесса на другой (с цикла искрового зажигания на цикл с воспламенением от сжатия).  [c.47]

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ  [c.128]

Рабочее тело поршневого двигателя внутреннего сгорания со смешанным подводом теплоты обладает свойствами воздуха. Известны начальные параметры pi = = 0,1 МПа, = 30° С и следующие характеристики цикла е = 7, Я = 2,0 и р = 1,2.  [c.153]


В коротких подшипниках скольжения, изготовляемых почти в габаритах подшипников качения, l/d = 0,3…О А, в подшипниках быстроходных поршневых двигателей внутреннего сгорания (автомобильных) 0,5…0,6 в подшипниках дизелей 0,5…0,9 в подшипниках с жидкостной смазкой прокатных станов 0,6…0,9 в подшипниках общего машиностроения оно иногда доходит до 1,5.  [c.375]

Для поршневых двигателей внутреннего сгорания важной характеристикой, определяющей полноту сгорания топлива и значительно влияющей на величину КПД, является степень сжатия горючей смеси  [c.111]

ЦИКЛЫ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ  [c.151]

Рабочий процесс поршневого двигателя внутреннего сгорания заключается в следующем (рис. 12.1). Горючая смесь (смесь топлива с воздухом) сгорает в цилиндре двигателя 1 с повышением температуры и давления. Продукты сгорания, воздействуя на поршень 2, перемещают его из. крайнего верхнего положения (верхняя мертвая точка — ВМТ) в крайнее нижнее (нижняя мертвая точка — НМТ) (рис. 12.1, а).  [c.151]

В поршневых двигателях внутреннего сгорания рабочим телом являются смесь воздуха и горючих газов или паров жидкого топлива (на начальном участке цикла) и газообразные продукты сгорания (на остальных участках цепи).  [c.534]

При сопоставлении тепловых двигателей наиболее важное качество — их экономичность. Среди рассмотренных тепловых двигателей наибольшую экономичность имеют поршневые двигатели внутреннего сгорания, работающие по циклу Дизеля.  [c.132]

Проблема повышения экономичности поршневых двигателей внутреннего сгорания, газотурбинных установок и реактивных двигателей связана с дальнейшим увеличением температуры рабочего тела в процессе подвода теплоты, что должно быть обеспечено путем создания новых жаропрочных материалов, разработки новых способов охлаждения рабочих элементов тепловых двигателей (цилиндры, поршни, лопатки). Одним из перспективных направлений, связанных с проблемой повыше-132  [c.132]

Поршневые и газотурбинные двигатели существенно отличаются кинематическими схемами. В поршневых двигателях внутреннего сгорания к необходимым элементам относятся шатунно-кривошипный механизм, маховик возвратно-поступательное движение поршня создает неравномерность работы. Перечисленные особенности конструкций поршневых двигателей внутреннего сгорания являются вместе с тем и недостатками этих двигателей. К недостаткам поршневых ДВС следует также отнести ограничения по единичной мощности двигателя. В газотурбинных установках нет возвратно-поступательно движущихся частей установки, что в сочетании с ротационным принципом движения обеспечивает возможность концентрации большой мощности в одной установке.  [c.133]

Обычно теплоту переводят в работу двумя способами рабочее тело высокого давления и температуры расшир 1ют так, что в результате совершается полезная работа, например в поршневом двигателе внутреннего сгорания  [c.105]

Объяснение дает второй закон термодинамики, одна из формулировок которого гласит невозможно построить периодически действующую машину, единственным результатом работы которой было бы поднятие груза за счет охлаждения теплового резервуара (М. Планк). Следовательно, должны быть и другие результаты действия такой тепловой машины (потребляющей энергию в форме теплоты и отдающей ее в форме механической работы). И действительно, тепловая машина (паровая турбина электростанции, поршневой двигатель внутреннего сгорания автомобиля или трактора, газотурбинный двигатель самолета и т. д.), получив теплоту в количестве Ql, превращает часть ее в работу Ь, а оставшуюся часть Q2=Q — отдает в окружающую среду. Именно этот результат работы теплового двигателя — отдача  [c.39]

Циклы поршневых двигателей внутреннего сгорания  [c.196]

Как было указано выше ( 1,. 3°), под машинным агрегатом понимается совокупность механизмов двигателя, передаточных механизмов и механизмов рабочей машины. Примерами машинных агрегатов Morj/T быть поршневой двигатель внутреннего сгорания и поршневой насос, электродвигатель и кривошипный пресс для обработки металлов давлением, электродвигатель и ротационный насос, поршневой двигатель внутреннего сгорания и генератор электрического тока и т. д.  [c.340]


Поршневой двигатель внутреннего сгорания по сравнению с любым другим тепловым двигателем является наиболее экономичным. Малая металлоемкость, надежность, быстрота запуска и относительная долговечность позволили этому типу машины занять ведущее место прежде всего на транспорте. Стационарные двигатели применяются на электростанциях для привода насосных установок, на нефте- и газоперекачивающих и буровых установках, в сельском хозяйстве и т. п. Кроме того, они работают на металлургических заводах, используя в качестве топлива доменный и генераторный газы. Мобильные (передвижные) двигатели устанавливаются на автомобилях, тракторах, самолетах, судах, локомотивах и других передвижных установках, ДВС особенно незаменимы н местах, не охваченшлх сетью районных электро-  [c.177]

Основными недостатками поршневых двигателей внутреннего сгорания ЯВЛЯЮТСЯ ограниченность их мощности и невозможность адиабатного расширения рабочего тела до атмосферного даЕления. Эти недостатки отсутствуют в газотурбинных установках, где рабочим телом являются продукты сгорания жидкого или газооб )азного топлива. Рабочее тело, имеющее высокие температуру и данлеиие, из камеры сгорания направляется в комбинированное сопло, в котором оно расширяется и с большой скоростью поступает на лопатки газовой турбины, где используется его кинетическая энергия для получения механической работы.  [c.278]

Во всех приведенных выше теоретических циклах поршневых двигателей внутреннего сгорания уравнения для определения количества подведенной и отведенной теплоты, а также для термического к. п. д. даны для случая с — onst.  [c.130]

Для идеального цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v — onsi определить параметры в характерных точках, полученную работу, термический к. п. д., количество подведенной и отведенной теплоты, если дано Pi = 0,1 МПа = 20 С е = 3,6 X = 3,33 k = 1,4.  [c.142]

Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v = onst определить параметры характерных для цикла точек, количества подведенной и отведенной теплоты, термический к. п. д. цикла и его полезную работу, если дано  [c.144]

В цикле поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при v = onst степень сжатия е = 5, степень увеличения давления X = 1,5.  [c.144]

Построить график зависимости термического к. п. д. от степени сжатия для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при и = = onst для значений в от 2 до 10 при Л = 1,37.  [c.144]

Для цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = onst определить параметры в характерных точках, полезную работу, количество подведенной и отведенной теплоты и термический к. п. д., если дано pi 100 кПа, = 70 е — 12 k 1,4 р — 1,67. Рабочее тело — воздух. Теплоемкость принять постоянной.  [c.149]

Найти давление и объем в характерных точках цикла поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = onst, а также термический к. п. д. и полезную работу, если дано р = 100 кПа, е = 14 р = 1,5 k = 1,4.  [c.149]

Найти термический к. п. д. этого цикла и сравнить его с циклом поршневого двигателя внутреннего сгорания с подводом теплоты при р = onst при одинаковых степенях сжатия е и при одинаковых степенях расширения р. Представить цикл в диаграмме Ts.  [c.156]

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) благодаря высокой экономичности, небольшой массе, быстрому запуску нашли широкое примеиеиие в различных отраслях промышленности, особенно в авиации и на транспорте. ДВС относятся к тепловым двигателям, в которых все рабочие процессы протекают внутри рабочих цилиндров. Рабочим телом в ДВС являются в начале воздух или смес] , воздуха с топливом, а в конце — смесь газов, образовавшаяся при сгорании топлива. Теплота к рабочему телу подводится от сжигаемого топлива внутри цилиндров двигателя, в которых расширяющийся от нагревания газ перемещает поршень. Полученная газом эиергия частично расходуется на совершение механической работы, а остальная часть отдается окружающей среде.  [c.67]

Подчеркнем, что задача расчета течения, возникающего при выдвижении или вдвижении поршня, актуальна применительно к поршневым двигателям внутреннего сгорания.  [c.129]

Поршневые двигатели внутреннего сгорания находят широкое применение в технике (на автомобилях, тракторах, на судах, в установках для бурения нефтяных и газовых скважин, на компрессорных станциях магистральных газопроводов). Газог турбинные установки также используются в различных отраслях техники (в самолетах, на судах, электростанциях, компрессорных станциях газопроводов, в установках бурения нефтяных и газовых скважин, на газонефтеперерабатывающих заводах).  [c.133]


Поршневой двигатель – обзор

V Авиационное топливо

В настоящее время авиационное топливо подразделяется на две основные группы, используемые в авиации: бензиновое топливо, используемое в поршневых двигателях, и керосиновое топливо для газотурбинных двигателей. Эти два основных класса авиационных двигателей настолько принципиально различны, что авиационные топлива подразделяются на две указанные выше основные группы. В настоящее время в гражданской гражданской авиации используются два основных сорта турбинного топлива: Jet A-1 и Jet A, оба топлива керосинового типа.Существует еще один сорт топлива для реактивных двигателей (Jet B), представляющий собой широкофракционный керосин (смесь бензина и керосина), но он используется редко, за исключением очень холодного климата. Для военных самолетов основным топливом является JP-8, представляющий собой военный аналог Jet A-1 с добавлением ингибитора коррозии и противообледенительных присадок. Авиационный бензин очень летуч и поэтому легко воспламеняется при нормальных рабочих температурах, поэтому процедуры и оборудование для безопасного обращения с ним вызывают наибольшую озабоченность.

Марки авиационного бензина определяются прежде всего их октановым числом для бедной и богатой смеси.Это приводит к множественной системе нумерации. Например, степень 100/130 соответствует рейтингу производительности бедной смеси 100 и рейтингу производительности богатой смеси 130.

Перед Второй мировой войной сотрудничество между производителями двигателей и различные марки авиационного бензина общего назначения, например, 80/87, 91/96, 100/130, 108/135, 115/145. Однако из-за снижения спроса они были сокращены до одного основного сорта, Avgas 100/130 с содержанием свинца 1.28 г/л. (Чтобы избежать путаницы и свести к минимуму ошибки при обращении с авиационным бензином, принято обозначать этот сорт только по характеристикам обедненной смеси, т. е. Avgas 100 вместо Avgas 100/130.)

Совсем недавно появился дополнительный сорт, называемый 100LL. , где LL означает «низкое содержание свинца». Это должно было позволить использовать одно топливо в двигателях, изначально предназначенных для сортов с более низким содержанием свинца. Содержание свинца в этом виде топлива составляет 0,56 г/л. Причина, по которой крупные нефтяные компании внедрили этот бензин, заключалась в том, что некоторые из старых двигателей с октановым числом 80/87 сталкивались с загрязнением свечей зажигания и износом выпускных клапанов при работе на классе 100/130 с 1.28 г/л свинца.

Все оборудование и средства для обработки и хранения авиационного бензина имеют цветовую маркировку и четко отображают маркировку API, обозначающую фактическую перевозимую марку. Кроме того, топливо окрашено для упрощения идентификации. В настоящее время в мире используются два основных класса: 100LL, окрашенный в синий цвет, и 100, окрашенный в зеленый цвет.

Форсунки авиационного бензина для заправки самолетов окрашены в красный цвет. Чтобы предотвратить возможность подачи реактивного топлива в самолет с поршневым двигателем, максимальный диаметр сопла системы заправки авиационным бензином ограничен 40 мм (49 мм в США.) и отверстие в топливном баке самолета до максимального диаметра 60 мм. Форсунки для реактивного топлива имеют размер более 60 мм и, следовательно, не могут быть помещены в бак авиационного бензина самолета.

Авиационное топливо должно учитывать несколько других важных свойств в дополнение к характеристикам сгорания. К ним относятся летучесть (легкость испарения на воздухе), склонность к образованию паров (кипение в топливных магистралях), легкость запуска двигателя, растворяющие и коррозионные свойства (которые оказывают неблагоприятное воздействие на топливные системы) и способность топлива к хранению (стойкость к к порче при длительном хранении).

Спецификации авиационного топлива для поршневых двигателей, использовавшегося в прошлом, приведены в таблице XVIII. Низкое содержание свинца, 100LL, идентично по содержанию свинца армейскому классу 100/130.

ТАБЛИЦА XVIII. Спецификации бензина для военной и коммерческой авиации США

мин.
Выдавшее агентство: Спецификация: ВМС США MIL-G-5572 F-Amd. 1 и ASTM D 910
Дата пересмотра: Обозначение сорта: Тип топлива: Цвет: 1979 80/87 Av.бензин Красный 1981 100/130 Av. бензин Синий 115/145 Av. бензин Purple Метод испытаний ASTM
Состав Сера (мас.%) макс. 0,05 0,05 0,05 D-1266/D-2622
Ароматические соединения (об.%) 5.0 5.0 5.0 D-936, D-131 или D-2267
Волатильность Перегонка
Temp.10% Рек. (°C) мин. 75 75 75 D-86
Темп. 40% Рек. (°C) макс. 75 75 75
Темп. 50% Рек. (°C) мин. 105 105 105
Темп. 90% Рек. (°C) мин. 135 135 135
Конечная точка (°C) макс. 170 170 170
Сумма. 10% и 50
  Темп. мин. 135 135 135
  Остаток (об.%) макс. 1,5 1,5 1,5
  Потери при перегонке (об.%) макс. 1,5 1.5 1.5 1,5
Gravity, ° отчет отчет отчет D-287
Давление паров Рид на 37,8 ° C, KPA 38.5-49.0 38,5–49,0 38,5–49,0 D-323/D-2551
Текучесть Температура замерзания, °C макс. −60 −60 −60 Д-2386
Горение Чистая теплота сгорания, МДж/кг или мин. 43,5 43,5 44,0 Д-240/Д-2382
Анилино-гравийный продукт мин. 7.500 7.500 9.800 Д-611 или Д-287
Детонационный класс, обедненная смесь, авиационный класс мин. 80 100 115 D-2700
Детонационный индекс, режим наддува обогащенной смеси мин. 87 130 145 D-909
Коррозия (2 часа при 100 °C) Коррозия медной полосы 4 макс. 1 1 1 D-130
Стабильность Потенциальная камедь, 16-часовое старение (мг/100 мл) макс. 6,0 6,0 6,0 D-873
Осадок (мг/100 мл) макс. 2.0 2.0 2.0 D-873
Загрязнители Существующая камедь (мг/100 мл) макс. 3.0 3.0 3.0 3.0 D-381
Оценка интерфейса Макс. 2 2 2 D-1094
Том. смена (мл) макс. 2 2 2 D-1094
Добавки Тетраэтилсвинец Содержание. D-3341
г/литр макс. 0.14 0.14 0.56 1.28 D-2599 / D-2547
COMENT CONTEN
Blue Dye (мг / литр) 0.131 Макс. 0.80-1.51 0.713-1.24 D-230064
Красный краситель (мг / литр) 1,83-2.29 0.50-0.864
Желтый краситель (мг / л) 1.4
* Код НАТО № * NTO № F-12 F-18 F-22

Как упомянуто выше, бензины классифицируется с точки зрения рейтинга детонации, и когда обозначение класса включает два числа, например, в классе 100/130, первое число дает оценку для обедненной смеси, а второе — для богатой смеси.Если число равно 100 или меньше, оно относится к шкале октанового числа, а число 100 или выше — к шкале производительности.

Для оценок ниже 100 октановые числа используются в спецификациях и присвоении классов. Однако октановое число может быть преобразовано в число производительности в соответствии со следующим соотношением:

[число производительности, PN] = 2800128-[октановое число, ON]

Например, требуемое число производительности топлива для различной степени сжатия в любой данной конструкции двигателя будет примерно пропорционально используемой степени сжатия.В результате, если бы для степени сжатия 7:1 требовалось топливо с рабочим числом 70, то для степени сжатия 9:1 теоретически было бы необходимо топливо с рабочим числом 90. На практике, однако, это будет более 90 рабочих чисел.

Аналогичным образом, использование топлива более высокого качества позволяет увеличить наддув. Поскольку увеличение степени сжатия и давления в коллекторе действуют так же, как и требования к качеству топлива, из этого следует, что если все условия, кроме вышеупомянутых, остаются постоянными, то выходная мощность без детонации на данном топливе будет обратно пропорциональна степени сжатия.Например, двигатель мощностью 1600 л.с. при степени сжатия 7:1 мог развивать только 1600 × 78 = 1400 л.с. при степени сжатия 8:1. Эти цифры являются лишь приблизительными и служат для иллюстрации взаимосвязи между различными факторами, поскольку предмет достаточно сложен, чтобы оправдать некоторую степень упрощения.

Классификация топлива таким образом имеет первостепенное значение, поскольку склонность топлива к детонации сильно влияет на мощность, получаемую от данного двигателя.Таким образом, двигатель, рассчитанный на мощность, скажем, 1450 л.с. на топливе класса 115/145, может безопасно эксплуатироваться только на одной трети этой мощности на классе 73.

В данном двигателе использование топлива более высокого качества, чем которого он был разработан, не даст повышения производительности, так как он и так бездетонационный при любых настройках мощности. В лучшем случае это может не иметь никакого эффекта; в худшем случае это может вызвать проблемы с загрязнением свинцом в двигателях, не предназначенных для топлива с высоким содержанием свинца.

Топливо для реактивных двигателей V.A

В отличие от поршневых двигателей реактивные двигатели используют в качестве топлива почти исключительно осветительный керосин.Первым реактивным топливом был JP-1 (реактивное топливо-1, 1944 г.). Это был керосин с температурой замерзания 60,5°С и температурой вспышки 43°С. Его доступность была ограничена 3% средней сырой нефти. JP-2 (1945 г.) был отвергнут из-за неудовлетворительных свойств по вязкости и характеристикам горения. JP-3 (1947–1951) имел высокое давление паров, сравнимое с давлением паров авиационных бензинов. Это, в сочетании с тем, что газотурбинные самолеты летают на больших высотах, чем поршневые, приводило к потерям топлива из-за выкипания и паровой пробки.JP-4 (1951–1995), именуемый Jet B или с кодом НАТО F-40, представлял собой керосин-бензиновую смесь с максимальным давлением паров 2–3 фунта на квадратный дюйм, чтобы уменьшить выкипание топлива и блокировку паров. Имеет температуру застывания -60,5°С и температуру вспышки -18°С (температура вспышки не указана в спецификациях на это топливо). В середине 1980-х из соображений безопасности использовали антистатическую добавку. JP-4 в течение многих лет был основным эксплуатационным топливом для всех стран НАТО, но недавно от него отказались из-за его высокой летучести.JP-5 (с 1952 г. по настоящее время), обозначаемый кодом НАТО F-44, используется военно-воздушными силами США. По соображениям безопасности его минимальная температура вспышки составляет 60 °C. Его температура застывания составляет −46 °C, и он не содержит антистатических добавок. JP-6 (1956 г.) разработан для самолета ХВ-70; он аналогичен JP-5, но имеет более низкую температуру застывания (-54 °C) и повышенную термическую стабильность. Для этого топлива нет спецификаций относительно температуры вспышки. JP-7 (1960 г.) разработан для самолета SR-71; он имеет низкое давление паров и исключительную термическую стабильность на больших высотах и ​​скоростях выше 3 Маха.Он имеет температуру застывания −44 °C и минимальную температуру вспышки 60 °C.

JP-8 был впервые использован в 1978 году и имеет код НАТО F-34. JP-8 — это то же топливо, что и Jet A1, но улучшенное за счет использования ингибиторов обледенения, улучшителей смазывающей способности и антистатических присадок. Перевод авиационного топлива на JP-8 был начат в основном из соображений безопасности и завершен в 1995 г.

JPTS (термостойкое реактивное топливо, 1956 г.) было разработано для использования в самолетах У-2 и представляет собой керосин с температурой застывания −54. °С.Топливо улучшено термостабильными присадками и имеет минимальную температуру вспышки 43 °C.

Типовые спецификации реактивного топлива, используемого как на военных, так и на гражданских авиалиниях, приведены в таблице XIX.

ТАБЛИЦА XIX. Типичные свойства авиационного топлива

Выдавшее агентство: Спецификация: USAF MIL-T-56241-Amd. 1 ВВС США MIL-T-83133A-Amd.
Дата пересмотра: сорт Обоснование: Тип топлива: 1980 JP-4 Широкие вырезанные 1980 JP-5 Kerosene 1980 JP-8 Kerosene Метод испытаний ASTM
Состав Сера, меркаптан (масс.%) макс. 0,001 0,001 0,001 Д-1323
Сера общая (мас.%) макс. 0,4 0,4 0,3 D-1266
Ароматические соединения (об.%) макс. 25 25 25 25 25 D-1319
Волатильность Distillation
Temp.10% Рек. (°C) макс. Отчет 205 205 D-86
Темп. 20% Рек. (°C) макс. 145 Отчет Отчет
Темп. 50% Рек. (°C) макс. 190 Отчет Отчет
Темп. 90% Рек. (°C) макс. 245 Отчет Отчет
Конечная точка (°C) макс. 270 290 300
Остаток (об.%) макс. 1,5 1,5
Потери при перегонке (об.%) макс. 1,5 1,5
Плотность, 15 °C (кг/м 3 ) макс. 751–802 788–845 775–840 D-1298
Давление пара при 37.8 °С, кПа 14–21 Д-323/Д-2551
Текучесть Температура замерзания, °С макс. −58 −46 −50 D-2386
Вязкость при -20 °C (сСт) макс. 8,5 8,0 Д-445
Горение Чистая теплота сгорания, МДж/кг мин. 42,8 42.6 42,8 Д-240
Анилино-гравийный продукт мин. 5250 4500 D-1405
Дымовая точка мин. 20,0 19,0 19,0 D-1322
Коррозия Медная полоса (2 ч при 100 63 макс. 4) 900 Макс. 25 25 25 D-3241
Код цвета трубки JFTOT макс. <3 <3 <3
Загрязняющие вещества Существующая камедь (мг/100 мл) макс. 7 7 7 D-381
Твердые частицы макс. 1 1 1 D-2276
Интерфейс реакции с водой макс. 1b 1b 1b D-1094
Индекс водоотделения Модифицированный мин. 70 85 70 D-2550
 Время фильтрации (минуты) макс. 15
Добавки Antibing (Vol.%) 0.10-0.15 0.10-0.15 0.10.15 0.10-0.15 Антиоксидант Необходимое Необходимое Опция 3527 FED STD 791
ингибитор коррозии Требуется Требуется Требуется
Metal деактиватора Опция Опция вариант
требуется Требуется
Другое * Код НАТО № Ф-40 Ф-44 Ф-34; F35

Воздействие высокотемпературного термического окисления на топливо приводит к образованию твердых частиц, нагара и смол, которые засоряют клапаны и фильтры и ухудшают работу форсунок. В крайнем случае закоксовывание может вызвать серьезное загрязнение форсунок и камер сгорания, что приведет, например, к проблемам с повторным зажиганием. Улучшение термической стабильности «обычных», например, керосина типа JP8 с температурой 100 °F за счет использования недорогих пакетов присадок было предметом исследования U.Программа S. Air Force «JP8+100» с 1989 года на том основании, что достижения в системах военных истребителей потребуют топлива с более чем 50-процентным улучшением теплоотвода по сравнению с обычным топливом JP-8.

В ходе этой программы были протестированы сотни коммерческих добавок на предмет повышения термической стабильности или снижения отложений. Программа продемонстрировала, что термическая стабильность топлива для реактивных двигателей (в частности, JP-8) действительно может быть повышена за счет использования определенных присадок и смесей присадок, используемых в относительно низких концентрациях.Кроме того, летные испытания выявили значительное снижение затрат на техническое обслуживание, связанное с топливом, благодаря более чистому сгоранию.

Однако одним из аспектов включения предпочтительных присадок для термостабильности, который вызывает некоторую озабоченность, является связанное с этим влияние на отделение воды и твердых частиц от топлива «JP-8+100», хотя в процессе эксплуатации это сводится к минимуму за счет введение добавки «+100» максимально близко к обшивке самолета. В результате крупные нефтяные компании проводят оценку новых многофункциональных присадок, повышающих термическую стабильность авиакеросина без ущерба для других необходимых характеристик качества авиакеросина, а именно отделения воды и твердых частиц.Более того, JP-8+100 станет основой для будущих реактивных топлив как для военных, так и для гражданских самолетов, требующих термической стабильности до 482 °C.

Этот тип присадок может в будущем использоваться в гражданских целях и позволит разработчикам будущих газовых турбин использовать повышенную доступность теплоотвода в топливе и производить более мощные и более эффективные силовые установки. Вслед за присадками «+100» существуют возможности использования присадок для улучшения эксплуатационных характеристик путем изменения температуры замерзания/температуры текучести, а также выделения дыма/сажи.

В ближайшем будущем могут быть введены присадки, снижающие сопротивление трубопровода, для использования в раздаче реактивного топлива. Эти добавки представляют собой полимеры с очень высокой молекулярной массой, которые уже используются в трубопроводах для транспортировки некоторых других нефтепродуктов. Они действуют, уменьшая турбулентность и, следовательно, потери энергии между внутренней поверхностью трубопровода и протекающей через него жидкостью. Для данного размера насоса они позволяют перекачивать больше жидкости. Интерес к использованию этих добавок был вызван тем, что их использование дешевле, чем прокладка труб большего диаметра или установка большего количества насосов, когда снабжение аэропорта достигло своего предела.

Новые продукты, такие как синтезированный авиационный керосин, появляются на рынке все чаще, и, вероятно, будет построено больше нефтеперерабатывающих заводов там, где есть запасы природного газа, которые удалены от этого рынка. «Биотопливо» также появится на рынке в конечном итоге, и скандинавские страны станут основной движущей силой их проникновения на рынок и признания. Хотя возобновляемые и устойчивые виды топлива могут стать ответом на многие экологические проблемы, стоящие сегодня перед миром, они не обязательно будут лучшими видами топлива для двигателей, как текущих, так и будущих.Возрастающее давление с целью вывести эти виды топлива на рынок, безусловно, возникнет, но его источник и время трудно предсказать.

Поршневые двигатели

Узнайте, как работают поршневые двигатели

Знание некоторых общих принципов работы двигателя эксплуатация помогает пилотам эффективно управлять двигателями, продлевает срок службы силовой установки и помогает избежать отказов двигателя.

Основные принципы работы поршневого двигателя

Поршневые двигатели являются наиболее распространенными. силовые установки на самолетах авиации общего назначения. Эти двигатели практически идентичны автомобильным двигателям, за тремя важными исключениями:

  1. Большинство авиационных двигателей имеют воздушное охлаждение. Этот подход экономит вес радиатора и охлаждающей жидкости и добавляет меру безопасности.Потеря охлаждающей жидкости или выход из строя системы охлаждения двигателя с жидкостным охлаждением двигатель быстро приводит к полному отказу двигателя.
  2. Авиационные двигатели имеют двойную систему зажигания, с энергия для создания искры, генерируемой магнето. Магнето, вращаемое коленчатым валом, не зависит на авиабатарейке. Каждый цилиндр также имеет два Свечи зажигания.Если один штекер или магнето выходит из строя, другой обеспечивает искру для сжигания топлива.
  3. Поскольку авиационный двигатель работает в течение широкий диапазон высот, регуляторы мощности включают ручное управление смесью, которое пилот использует для поддерживать правильное соотношение воздух/топливо, так как самолет поднимается и опускается.

Четырехтактный цикл

Типичный поршневой двигатель работает по четырехтактный цикл.

Впуск: Поршень движется вниз в цилиндр, всасывающий воздух и топливо через открытый впускной клапан.

Компрессия: Клапаны впускные и выпускные в цилиндр закрывается и поршень движется вверх в цилиндр, сжимающий топливно-воздушную смесь.

Мощность: Когда поршень приближается к верхней части цилиндра на такте сжатия, разрыв электричество от системы зажигания генерирует искру в свечах зажигания.Искры воспламеняют воздух/топливо смесь, которая быстро расширяется при горении. Сила этого расширения толкает поршень обратно вниз в цилиндр. При движении поршня вниз он поворачивает коленчатый вал, который вращает гребной винт.

Выхлоп: Когда поршень достигает дна цилиндра открывается выпускной клапан. поршень затем возвращается в цилиндр, выталкивая сгоревший топливно-воздушной смеси из цилиндра.

Каждый цилиндр выполняет эти четыре такта за оборот, следя за тем, чтобы хотя бы один поршень всегда производящая мощность.

Карбюраторы и топливные форсунки

Большинство поршневых двигателей, используемых в самолетах, имеют карбюратор или система впрыска топлива для подачи топлива и воздуха в цилиндры. Карбюратор смешивает топливо и воздух до того, как он попадет в цилиндры.Карбюраторы распространены на меньших двигателях, потому что они относительно недорогой. Большие двигатели обычно имеют впрыск топлива. системы, которые впрыскивают топливо прямо в цилиндры, где он смешивается с воздухом во время всасывания Инсульт.

Системы зажигания

Система зажигания обеспечивает искру для воспламенения воздушно-топливной смеси в цилиндрах поршневого двигателя.Большинство современных авиационных двигателей используют магнето для генерации Искра. Хотя и не такой изощренный, как электронные системы зажигания, применяемые в новейших автомобилях, магнето полезны в самолетах, потому что:

  • Они производят более горячую искру при высоких оборотах двигателя. чем аккумуляторная система, используемая в автомобилях.
  • Они не зависят от внешнего источника энергии, такой как батарея, генератор или генератор.

Начало работы
Магнето вырабатывают электричество при вращении. Итак, чтобы запустить двигатель, пилот должен включить аккумуляторный стартер, который вращает коленчатый вал. После того, как магнето начинают вращаться, они подают искра на каждый цилиндр для воспламенения воздушно-топливной смеси и система запуска отключена.Батарея нет больше не принимает участия в работе двигателя. Если выключатель батареи (или главный) выключен, двигатель продолжает работать.

Двойное зажигание

Большинство авиационных двигателей оснащены двойным зажиганием. система — два магнето, питающих электричеством тока на две свечи зажигания на каждый цилиндр. Один система магнето подает ток на один набор заглушки; вторая система подает ток на другой комплект заглушек.Вот почему зажигание включено Cessna Skyhawk SP Model 172 (отмечен как MAGNETO на некоторых самолетах) имеет пять позиций: ВЫКЛ , л ( слева ), р ( справа ), ОБА , и СТАРТ . С переключатель в положении L или R , только один магнето подает ток и только один комплект искры пробки загораются.С выключателем ОБА положение, оба магнето подают ток и оба набора свечи горят.

Преимущества двойного зажигания
Самолеты имеют двойную систему зажигания для безопасности и эффективность.

  • При выходе из строя одной магнето двигатель может работайте в другой системе, пока не сможете сделать безопасный посадка.
  • Две свечи зажигания улучшают горение и сгорание смесь, обеспечивающая улучшенные характеристики.

Управление системой зажигания
Вы должны повернуть ключ зажигания в положение ОБА после запуска двигателя и оставить на ОБА во время полета. Выключите его OFF после выключения двигатель.Если оставить зажигание включенным ОБА (или L или R ), двигатель может возгорание, если винт перемещается снаружи самолете, даже если главный выключатель выключенный.

Проверка перед взлетом
Чтобы убедиться, что обе системы зажигания работают должным образом, проверьте каждую систему во время запуска двигателя перед взлетом.Обычная процедура заключается в установке мощность около 1700 об/мин. Поверните ключ зажигания из ОБА до R , затем обратно к ОБА , затем на L , а затем обратно на ОБА . Вам следует наблюдайте небольшое падение оборотов каждый раз, когда вы переключаетесь с ОБА или R или L . Если оба магнето работают нормально, капля должна быть не более 75 об/мин.

Выключение двигателя
Вы не должны останавливать поршневой двигатель, поворачивая переключатель зажигания на ВЫКЛ . Вместо этого переместите регулятор смеси в положение отсечки холостого хода для выключения подача топлива в цилиндры. После двигателя останавливается, поверните ключ зажигания в положение OFF . Этот процедура гарантирует, что топливо не останется в цилиндрах и что двигатель не запустится случайно, если кто-то поворачивает винт или если нагар откладывается внутри цилиндры создают горячие точки, которые воспламеняют остаточные топливо.

Поршневые органы управления двигателем

Большинство современных поршневых двигателей имеют два или три основных контролирует.

  • A дроссельная заслонка , управление, которое имеет больше всего прямое влияние на мощность.
  • Управление воздушным винтом (если самолет оснащен винтом постоянной скорости) для регулировки скорость вращения винта, измеренная в оборотов в минуту (об/мин).
  • Регулятор смеси для регулировки соотношения воздух/топливо смеси при наборе высоты и снижении самолета.

Карбюраторные двигатели также имеют подогрев карбюратора для предотвращения образования или таяния льда в карбюраторе. Двигатели мощностью около 200 лошадиных сил и более обычно имеют закрылки капота, чтобы позволить пилоту регулировать количество охлаждающий воздух, обтекающий двигатель.Открытие заслонки капота особенно важно во время большой мощности операций, таких как взлет и продолжительное поднимается.

Пропеллеры

Поршневые двигатели обычно подключаются к винт фиксированного шага или винт постоянной скорости.

Гребные винты фиксированного шага крепятся болтами непосредственно к коленчатый вал двигателя и поэтому всегда поворачивайте с той же скоростью, что и двигатель.Винт с фиксированным шагом что-то вроде коробки передач только с одной передачей. Этот конфигурация компенсирует свою неэффективность за счет будучи очень простым в эксплуатации. Единственный датчик, который вы нужно следить за тахометром.

Винт постоянной скорости имеет регулятор который регулирует угол лопастей, чтобы поддерживать выбранных вами оборотов.Этот тип пропеллера делает гораздо больше эффективное использование мощности двигателя. На малой скорости, когда требуется максимальная мощность (как при взлете), вы выберите максимальные обороты или «полное увеличение» с помощью управление винтом, а лопасти винта соответствуют воздуха под небольшим углом. Во время круиза вы регулируете обороты на более низкую настройку, и лезвия кусают больше воздуха при уменьшении скорости.

Управление питанием

С винтом фиксированного шага управляющая мощность просто. Нажмите на дроссельную заслонку, и обороты (и мощность) увеличивается. Вытяните дроссельную заслонку, и обороты уменьшатся. Быть известно, однако, что с увеличением воздушной скорости число оборотов в минуту стремится тоже подползти. Внимательно следите за тахометром при спусках на высокой скорости убедиться, что обороты остается в пределах.

Винт с постоянной скоростью вращения делает управление мощностью немного сложнее. Вы должны следить за коллектором манометр, управляемый дроссельной заслонкой, и тахометр, показывающий обороты винта. Вы корректируете об/мин с управлением пропеллером.

При установке мощности с винтом постоянной скорости, запомнить эти основные правила, чтобы не перенапрягать двигатель:

Для увеличения мощности

  1. Увеличение оборотов путем опережения гребного винта контроль.
  2. Увеличьте давление в коллекторе с помощью дроссель.

Для уменьшения мощности

  1. Уменьшите давление в коллекторе с помощью дроссель.
  2. Уменьшить обороты с помощью гребного винта контроль.

Двигатели с карбюраторами

Во многих авиационных поршневых двигателях используются карбюраторы. смешивание воздуха и топлива для создания горючей смеси что горит в цилиндрах.

Как работает карбюратор

Наружный воздух проходит через воздушный фильтр, затем в карбюратор. Воздух проходит через трубку Вентури, узкое горло в карбюраторе. Воздух ускоряется в трубку Вентури и давление в ней падает в соответствии с Принцип Бернулли. Частичный вакуум нагнетает топливо втекать через струю в воздушный поток, где он смешивается с набегающим воздухом.Затем воздушно-топливная смесь течет во впускной коллектор, который направляет его к каждому цилиндр.

Правильное соотношение

Карбюратор смешивает воздух и топливо по весу. Поршень двигатели обычно развивают максимальную мощность, когда смесь воздух/топливо составляет около 15:1.Карбюраторы откалиброван при давлении на уровне моря для измерения правильного количество топлива при контроле смеси в полном объеме богатое положение.С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается. Чтобы компенсировать эту разницу, пилот использует регулятор смеси для регулировки воздушно-топливной смеси попадание в камеру сгорания.

Для контроля количества топлива, которое смешивается с воздуха, в большинстве карбюраторов используется поплавок в топливной камере. А игла, прикрепленная к поплавку, открывает и закрывает отверстие в топливопроводе, дозирование правильного количества топлива в карбюратор.Положение поплавка, контролируется уровнем топлива в поплавковой камере, определяет, когда клапан открывается и закрывается.

Богатый бег

Слишком богатая топливно-воздушная смесь, т.е. он содержит слишком много топлива — вызывает чрезмерное количество топлива расход, неровная работа двигателя и потеря мощности. Работа двигателя на слишком богатой смеси также приводит к охлаждению двигателя. что приводит к снижению температуры горения ниже нормы. камеры, что приводит к загрязнению свечей зажигания, среди другие проблемы.

Бег худой

Работа со слишком бедной смесью — слишком мало топлива на нынешний вес воздуха — получается неровная работа двигателя, детонация, перегрев и потеря мощности.

Карбюратор льда

Испарение топлива и расширение воздуха в карбюратор вызывает резкое охлаждение воздуха/топлива смесь.Температура может упасть до 60 F (15 в) за долю секунды. Это охлаждение вызывает водяной пар в воздухе конденсируется, и если температура в карбюраторе достигает 32 градусов по Фаренгейту (0 в) вода замерзает в каналах карбюратора. Даже незначительное накопление этого депозита может ограничить поступление воздуха в карбюратор, снижение мощности. Обледенение карбюратора также может привести к полной поломке двигателя. неисправности, особенно когда дроссельная заслонка частично или полностью закрыт.

Условия обледенения

В сухие дни или когда температура значительно ниже мороза, влага в воздухе обычно не привести к обледенению карбюратора. Но если температура между 20 F (-7 C) и 70 F (21 C), с видимой влажностью или высокая влажность, пилот должен постоянно находиться на оповещение об обледенении карбюратора.

Признаки обледенения карбюратора

Для самолетов с винтами фиксированного шага первый Признаком обледенения карбюратора является падение оборотов на тахометр.Для самолетов с регулируемым шагом (постоянной скорости) пропеллеры, первое указание обычно падение давления в коллекторе. В обоих случаях двигатель может начать работать неровно. В самолетах с гребные винты с постоянной скоростью вращения, число оборотов в минуту остается постоянным.

Оттаивание

Для предотвращения образования льда на карбюраторе и для устранить образующийся лед, карбюраторы оснащены обогреватели.Подогреватель карбюратора предварительно нагревает воздух перед доходит до карбюратора. Этот предварительный нагрев растапливает лед или снег, попадая в водозабор, растапливает лед, образующийся в проходы карбюратора (при условии, что скопление не слишком большой) и удерживает воздушно-топливную смесь выше замораживание для предотвращения образования льда в карбюраторе.

Использование подогрева карбюратора

При полете в условиях, благоприятных для карбюратора обледенения, следите за приборами двигателя, чтобы следить за признаки образования льда.Если вы подозреваете, что обледенение карбюратора, включить полный обогрев карбюратора немедленно. Оставьте его включенным до тех пор, пока не убедитесь, что весь лед снят. Применение частичного нагрева или оставлять тепло на слишком короткое время может усугубить ситуация.

При первом включении подогрева карбюратора ожидайте падения в об/мин на самолетах с фиксированным шагом пропеллеры; в самолетах с постоянной скоростью гребные винты, ожидайте падения давления в коллекторе.Если нет наличие льда в карбюраторе, обороты или давление во впускном коллекторе останется ниже нормы, пока карбюратор не нагреется. выключен. Если на карбюраторе присутствует лед, ожидайте повышение оборотов или давления в коллекторе после первоначального падения (часто сопровождается периодическими неровностями двигателя). Когда вы отключаете обогрев карбюратора, обороты или коллектор давление поднимается выше значения до подачи тепла.Двигатель также должен работать более плавно после гололеда. растаял.

В крайних случаях обледенения карбюратора, после обледенения был удален, вам может потребоваться применить достаточно обогрев карбюратора для предотвращения дальнейшего образования льда.

Нагрев карбюратора как мера предосторожности

Всякий раз, когда дроссельная заслонка закрыта во время полета, особенно когда готовишься к посадке двигатель остывает быстро и испарение топлива менее полное чем если двигатель прогрет.Если вы подозреваете карбюратор обледенения, включите полный обогрев карбюратора перед закрыть дроссельную заслонку и оставить обогрев включенным.

Больше мощности

Использование обогрева карбюратора снижает мощность двигатель и увеличить работу двигателя температура. Поэтому не используйте обогрев карбюратора, когда нужна полная мощность (как при взлете) или во время нормальную работу двигателя, за исключением проверки наличие или удаление льда из карбюратора.

Двигатели с впрыском топлива

Поршневые двигатели мощностью более 200 л.с. часто используют систему впрыска топлива, а не карбюратор.

Система впрыска топлива впрыскивает топливо непосредственно в цилиндров или непосредственно перед впускным клапаном. То затем топливо смешивается с воздухом в цилиндрах. Потому что это тип системы требует насосов высокого давления, блок управления воздухом/топливом, распределитель топлива и нагнетательные форсунки для каждого цилиндра, это вообще дороже карбюратора.

Как и в случае двигателя с карбюратором, пилот контролирует подачу топлива, регулируя контроль смеси.

Преимущества впрыска топлива

Система впрыска топлива имеет ряд преимуществ по сравнению с карбюраторная топливная система, которые компенсируют его большая стоимость и сложность.

  • Отсутствие возможности обледенения карбюратора (хотя удар лед может блокировать воздухозаборники).
  • Улучшенный поток топлива.
  • Более быстрый отклик дроссельной заслонки.
  • Точный контроль смеси.
  • Лучшее распределение топлива.
  • Более легкий запуск в холодную погоду.

Недостатки впрыска топлива

Система впрыска топлива имеет некоторые недостатки. самое главное:

  • Затрудненный запуск горячего двигателя.
  • Паровые пробки при наземных работах на горячих дней.
  • Затрудненный перезапуск двигателя, который останавливается при результат топливного голодания.

Поршневой двигатель — Energy Education

Поршневой двигатель — это двигатель, в котором используется один или несколько поршней для преобразования давления во вращательное движение.Они используют возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршней для передачи этой энергии. [1] Существует множество различных типов, включая двигатель внутреннего сгорания, который используется в большинстве автомобилей, паровой двигатель, являющийся разновидностью двигателя внешнего сгорания, и двигатель Стирлинга. Роторный двигатель будет выполнять ту же задачу, что и поршневой двигатель, но совершенно по-другому из-за его треугольного ротора.

Как это работает

Все типы имеют один или несколько поршней, которые следуют четырехтактному циклу, показанному на рисунке 1.Общие конфигурации блока цилиндров включают один ряд цилиндров (рядный), два ряда, сходящихся к точке (V-образный двигатель), двойной зигзаг (W-образный двигатель) и два горизонтальных ряда (оппозитный двигатель). [1] Упомянутые выше двигатели (внутреннего сгорания, паровые, Стирлинга) используют несколько разные процессы для завершения цикла, поэтому будет рассмотрен общий случай (как показано на рис. 2).

  1. Впуск: Для начала цикла топливная смесь подается внутрь цилиндра через впускной канал, расширяя поршень до дна цилиндра.
  2. Сжатие: Затем поршень толкается вверх, сжимая топливную смесь и воспламеняя ее через свечу зажигания.
  3. Зажигание: Зажигание толкает поршень вниз, обеспечивая полезную работу двигателя.
  4. Выхлоп: Химические отходы выводятся через выпускное отверстие, и цикл повторяется.
  • Поршневой двигатель
  • Рисунок 1: 4-тактный двигатель внутреннего сгорания.1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выпуск. [2]

  • Рисунок 2: Коленчатый вал (красный) преобразует возвратно-поступательное движение от поршней (серый), которые часто сочетаются с маховиком (черный). [3]

Четырехтактный цикл дает двигателю энергию, но теперь он должен преобразовывать эту энергию в энергию вращения для трансмиссии, приводного вала и колес. Это делается коленчатым валом, который виден на рисунке 2.Коленчатый вал преобразует это движение вверх-вниз во вращательное движение, которое часто сочетается с маховиком для сохранения прерывистой возвратно-поступательной энергии в виде энергии вращения.

Для дальнейшего чтения

Ссылки

Авиационная техника с поршневыми двигателями — журнал FLYING

Возьмите двигатель Ford, Toyota или Chevy 1970-х годов и поместите его рядом с двигателем, произведенным сегодня, и вы легко заметите разницу. Покопайтесь в показателях производительности и экономичности, и вы увидите, что нет никакого сравнения между технологиями 30-летней давности и сегодняшними — новые двигатели лучше почти во всех отношениях, с настройками, которые теперь требуются раз в 100 000 миль, интервалы замены масла 15 000 миль и экономия топлива для многих новых небольших седанов 40 миль на галлон или лучше.Тем не менее, если вы поднимите капот самолета 1970-х годов и сравните то, что вы видите, с совершенно новым поршневым двигателем, они окажутся очень похожими. Это приводит к неизбежному вопросу: почему технология поршневых двигателей в самолетах, по-видимому, так сильно отстает от достижений, достигнутых в автомобильном мире?

Прежде чем ответить на этот вопрос, давайте зададим еще пару вопросов: знаете ли вы, что системы впрыска топлива с общей топливной рампой на новейших авиационных двигателях Lycoming на самом деле намного опережают автомобильные технологии впрыска топлива и лишь немногим менее сложны, чем те, что используются в Машины Формулы-1? Или что почти все мыслимые параметры новейших двигателей Continental Motors отслеживаются и контролируются полнофункциональными цифровыми блоками управления двигателем, которые в некоторых отношениях более совершенны, чем системы фейдеров на турбовентиляторных двигателях?

Дело в том, что технология поршневых двигателей в авиации значительно продвинулась вперед за последние десять или около того лет, даже если внешне эти новейшие авиационные двигатели кажутся мало изменившимися.Многие ошибочно полагают, что двигатели, производимые Continental , Lycoming , Rotax и другими, похожи на те, что летали на самолетах GA в течение многих лет, и действительно основаны на тех же базовых сертификатах. — они не очень далеко продвинулись за последние 30 или 40 лет. Это совершенно неправильно.

Одним из самых больших улучшений для самолетов с поршневыми двигателями стало общее качество сборки. Производители авиадвигателей потратили много миллионов долларов на усовершенствование и автоматизацию своих производственных процессов, чтобы добиться гораздо более жестких допусков на сборку, что привело к повышению долговечности.Они также усовершенствовали свои системы подачи топлива для самолетов с поршневыми двигателями, внедрили усовершенствованные покрытия для многих компонентов и, возможно, самый большой прорыв, соединили двигатели с передовыми компьютерами авиационного класса, которые способны отслеживать практически все мыслимые параметры, связанные с двигателем. миллион раз за несколько минут. Также были достигнуты успехи в технологии турбокомпрессоров, и несколько производителей в настоящее время работают над альтернативными топливными технологиями, не говоря уже о дизельных двигателях с высокой топливной экономичностью, которые предназначены для сжигания реактивного топлива.

Как далеко мы продвинулись
Прежде чем мы углубимся в техническое обсуждение современного состояния технологии поршневых авиационных двигателей, вот небольшой простой вопрос, который поможет нам начать: кто построил первый успешный поршневой авиационный двигатель? Очевидно, что ответом является парень, который построил двигатель первого самолета, Райт Флаер. Мы не празднуем его, но четверг, 12 февраля 1903 года, считается одним из самых важных дней в истории авиации с точки зрения самолетов с поршневыми двигателями.Для братьев Райт это было всем. В этот день строители велосипедов из Дейтона, штат Огайо, наконец-то получили подтверждение того, что их причудливые мечты о том, чтобы стать первыми, кто осуществит пилотируемый полет с двигателем, были близки к осуществлению — у них наконец-то появился двигатель.

Стоя бок о бок в своем велосипедном магазине, Райты наблюдали, как Чарли Тейлор, их единственный сотрудник, вносил последние коррективы в четырехцилиндровый бензиновый двигатель, который он только что закончил изготавливать по индивидуальному заказу, в качестве источника энергии для необычного летательного аппарата. братья выдумывали.Это был напряженный момент. Двумя месяцами ранее Орвилл Райт связался не менее чем с 10 производителями в безрезультатных поисках двигателя с удельной мощностью, достаточной для того, чтобы вращать два больших деревянных пропеллера, вращающихся в противоположных направлениях, и уводить их хрупкие самолеты по рельсам в небо. Но ни один из производителей двигателей, от которых Орвилл получил ответ, не выпустил двигатель, соответствующий спецификациям Райтов — что еще хуже, никто не захотел его построить.

Не имея вариантов, Орвилл и Уилбур передали проект в руки Тейлора, который изначально был нанят для починки велосипедов, но вскоре взял на себя повседневные операции в мастерской, в то время как братья посвятили почти все свое время совершенствованию своего самолета. конструкции.Райты поручили Тейлору построить двигатель весом не более 180 фунтов и мощностью не менее 8 лошадиных сил. Тейлор, чей единственный опыт работы с бензиновыми двигателями заключался в неудачной попытке починить один из них, поставил двигатель, способный производить более 12 лошадиных сил, и сделал это всего за шесть недель.

Следует отметить, что двигатель Чарли Тейлора был примитивным даже по меркам того времени — в конце концов, его наняли мастером по ремонту велосипедов. Но двигатель работал, и во многом это было еще и инженерное произведение искусства.Чтобы уменьшить вес, Тейлор приказал местному литейному заводу изготовить картер из алюминия. По необходимости двигатель имел водяное охлаждение, а топливо подавалось самотеком из канистры, установленной на внутренней стойке крыла. Двигатель не имел топливного насоса, карбюратора, свечей зажигания и даже дроссельной заслонки. Зажигание осуществлялось путем размыкания и замыкания контактов прерывателя. Четыре сухие батареи (которые остались на земле, потому что они были такими тяжелыми) использовались для запуска, после чего магнето низкого напряжения, приводимое в движение 20-фунтовым грузом, давало электрическую искру, чтобы поддерживать работу двигателя.

Когда Тейлор впервые запустил двигатель в феврале 1903 года, он лопнул, зашипел и заработал на удивление хорошо, но вскоре раскалился докрасна вокруг выпускных клапанов. Тейлор начал возиться с различными топливно-воздушными смесями, но перестарался — двигатель заклинило, а картер рассыпался в креплениях. Тейлору пришлось полностью перестроить двигатель, но первое испытание было признано успешным. Райты знали, что двигатель может работать. К маю того же года Тейлор обнаружил правильное соотношение топлива и воздуха, которое позволило его творению работать без сбоев.А утром 17 декабря 1903 года чудесный маленький двигатель Чарли Тейлора заработал на полную мощность, заставив Райт-флаер и его изобретателей войти в учебники истории.

Удивительно, что более 100 лет спустя легкие самолеты все еще оснащаются поршневыми двигателями с алюминиевыми картерами, самоточными топливными системами, рядными цилиндрами, магнето и даже водяным охлаждением в некоторых конструкциях. Тем не менее, современный поршневой двигатель, производимый сегодня, имеет не больше сходства с ранними авиационными двигателями, чем совершенно новый Cirrus SR22 с первыми толкающими бипланами Райтов.И хотя основа сертификации, скажем, поршневого авиадвигателя 1970-х годов и двигателя, построенного сегодня, мало чем отличается, как мы уже намекали, многое изменилось — и все к лучшему.

Темпы инноваций
Усовершенствования в производстве современных поршневых двигателей начинаются с перехода на более современную обработку, которая позволяет резать металл с невероятно жесткими допусками. Это означает, что двигатель Continental, Lycoming или Rotax, построенный сегодня, является физически лучшим авиационным двигателем, чем когда-либо производившийся серийно.Возможно, вы помните, что Continental в какой-то момент предлагала двигатель серии Platinum, который стоил дороже, но имел более жесткие допуски и, следовательно, более длительную гарантию. Благодаря улучшениям в механической обработке, включая переход к автоматизированным производственным процессам, все двигатели, которые Continental производит сегодня, соответствуют спецификациям Platinum или превосходят их, поэтому специальная линейка была снята с производства.

Еще одно существенное различие между авиационными двигателями прошлых лет и нынешним уровнем развития техники заключается во внедрении полнофункциональных цифровых средств управления двигателем, или так называемых фейдеров.Цифровые системы управления серийными поршневыми авиационными двигателями существуют уже более десяти лет, но за это время они претерпели огромные изменения. Например, новейшие интегрированные технологии Fadec от Continental и Lycoming обеспечивают полностью электронное зажигание двигателя, управление системами последовательного впрыска топлива двигателей и функции управления двигателем, которые отслеживают все параметры и управляют потоком топлива в цифровом виде без необходимости участия пилота.

Помимо лучшей оптимизации двигателя, это также означает, что пилоту больше не нужно беспокоиться об обеднении или обогащении топливно-воздушной смеси двигателя при увеличении или уменьшении высоты.Компьютеры выполняют работу автоматически, оптимизируя наклон в каждом цилиндре для достижения максимальной производительности и эффективности в любых условиях, в том числе при взлете из аэропорта с высокой плотностью населения. Постоянное наличие идеально наклоненного двигателя является огромным плюсом для эффективности и долговечности двигателя.

«Наши двигатели действительно имеют однорычажное управление, с полным управлением температурой и винтом», — отметил Майк Крафт, старший вице-президент и генеральный менеджер Lycoming. «Это гораздо ближе к современному газотурбинному двигателю, где все, о чем должен беспокоиться пилот, — это какой процент вырабатываемой мощности.Все остальное контролируется компьютерами».

Lycoming применил свою технологию фейдеринга iE2 в двигателе TO-540 в Lancair Evolution, а также в Northrop Grumman Firebird, «опционально пилотируемом» самолете-шпионе
(и одном из последних проектов Берта Рутана в Scaled Composites).

Системы

Fadec в новейших поршневых авиационных двигателях электронно контролируют искру и впрыск топлива, обеспечивая постоянную оптимальную производительность. Эти двигатели по-прежнему имеют ручные механические дроссели, но бортовые компьютеры получают постоянный поток данных, связанных с параметрами давления во впускном коллекторе, оборотами в минуту, EGT и CHT, а затем постоянно регулируют смесь для достижения максимальной производительности.Fadec также автоматически управляет прокачкой двигателя, запуском и холостым ходом, а нажатие всего одной кнопки на панели переключает настройки с максимальной мощности на максимальную экономичность.

Система подачи топлива в современных поршневых авиационных двигателях также усовершенствована благодаря технологическим достижениям. То, что технология двигателя Lycoming iE2 в двигателе TO-540 использует систему впрыска топлива, аналогичную технологии, используемой в F1, не должно вызывать удивления: Lycoming разработал технологию на гоночной трассе вместе с Джоном Шарпом на его Lycoming TIO-540. Победитель Nemesis Reno на базе NXT.В этом двигателе впервые была применена технология Fadec Lycoming iE2, которая контролирует подачу топлива с более высоким постоянным давлением. «Это позволяет вам делать вещи, которые раньше были невозможны, например, как мы управляем подачей топлива в каждый цилиндр», — сказал Крафт.

Эпоха Дизеля?
Следующим значительным прорывом в технологии авиационных двигателей, вероятно, станет поток конструкций, способных работать на альтернативных видах топлива и реактивных двигателях А. Наиболее доступным источником топлива является реактивное топливо, которое дешевле авиационного газа и может работать в авиационных дизельных двигателях.Continental Motors усердно работает над созданием четырехцилиндрового дизельного двигателя TD300 с непосредственным впрыском топлива и турбонаддувом мощностью 230 л. Конструкция будет иметь прямой привод без коробки передач, что позволит снизить вес и повысить надежность. Межремонтный ресурс составит 2000 часов, как и у его бензиновых двигателей.

Однако у дизелей

есть некоторые недостатки. Помимо того, что они весят больше, они также более дороги в строительстве. Одна только система подачи топлива на порядок дороже, чем системы впрыска топлива для бензиновых поршневых двигателей, по той причине, что дизельные топливные системы должны работать при гораздо более высоком давлении, чтобы вызвать распыление топлива для чистого сгорания.

«Мы хотели бы, чтобы это было дешевле, но, к сожалению, дизельные двигатели более сложны, и это увеличивает цену», — сказал Кит Чаттен, руководитель отдела инженерных разработок Continental. «Хорошая новость заключается в том, что расход топлива дизельного двигателя составляет около девяти галлонов в час, что почти вдвое меньше, чем у сопоставимого поршневого двигателя».

В Европе, отметил Чаттен, авиационный бензин стоит около 15 долларов за галлон, в то время как Jet-A можно купить примерно за 6 долларов за галлон. Это помогает повернуть финансовое уравнение обратно в сторону дизелей.

Планируется, что TD300 будет запущен в производство к концу этого или началу следующего года, сказал Майк Гиффорд, директор заводских служб Continental. Ни о каких OEM-клиентах не сообщается, но Гиффорд сказал, что переговоры с клиентами находятся на продвинутой стадии. Он сообщил, что помимо четырехцилиндрового дизеля Continental также работает над двумя шестицилиндровыми версиями, первой из которых является TD450 с ожидаемой номинальной мощностью в диапазоне 300 лошадиных сил.

Гиффорд также отметил, что TD300 будет системой прямого привода без редуктора, что снижает вес и повышает производительность.Эта технологическая необходимость задела многих владельцев Diamond DA42, когда они узнали, что им нужно будет проверять (и, возможно, заменять) коробки передач в своих дизельных двигателях Thielert каждые 300 часов. После того, как Thielert обанкротился, Даймонд сформировал Austro Engine, чтобы построить новый аэродизельный двигатель, чтобы заменить проблемную линейку Centurion Тилерта. Поскольку он работает на тех же оборотах, что и Thielert, Austro AE300 имеет понижающую коробку передач, но набор шестерен имеет улучшенную конструкцию и имеет межремонтный ресурс 1800 часов. Сообщается, что характеристики топлива для двигателя Austro на 20 процентов лучше, чем у линейки Centurion, и это утверждение согласуется с характеристиками двигателя в экономичном автомобиле Mercedes A-класса, который расходует до 56 миль на галлон на шоссе.

Это не означает, что бензиновые поршневые двигатели исчезнут. Ясно то, что дни авиационного бензина 100LL становятся короче, и его место должны занять альтернативы для удовлетворения потребностей авиации общего назначения, которая включает около 225 000 самолетов с поршневым двигателем только в Соединенных Штатах. Учитывая инновации, которых производители двигателей достигли за десятилетия, прошедшие после триумфа авангарда Чарли Тейлора, нет особых причин сомневаться в том, что будущее разработки поршневых самолетов будет столь же ярким, как и его легендарное прошлое.

Посмотрите нашу фотогалерею поршневых двигателей.

3 основных типа поршневых авиационных двигателей | Блог


Поршневые двигатели обычно используются в частных и коммерческих самолетах. Также известные как поршневые двигатели, они характеризуются использованием поршней возвратно-поступательного движения. Поршень или поршни совершают возвратно-поступательное движение внутри двигателей, одновременно преобразовывая давление, создаваемое сгоранием, во вращательное движение.Хотя все поршневые двигатели имеют одинаковую базовую конструкцию, они доступны в нескольких различных типах. Ниже приводится разбивка трех основных типов поршневых авиационных двигателей.

#1) Радиальные поршневые двигатели

Радиальные поршневые двигатели — это двигатели с радиальным перемещением цилиндров. Цилиндры выдвигаются наружу из картера. Радиальные поршневые двигатели обычно используются в небольших узкофюзеляжных пассажирских самолетах. Вы не найдете их на многих широкофюзеляжных самолетах.Радиальные поршневые двигатели могут иметь от полудюжины до 30 цилиндров, каждый из которых установлен по периметру вокруг картера. Во время использования цилиндры выдвигаются наружу из картера, который они окружают.

#2) Рядные поршневые двигатели

Еще один распространенный тип поршневого двигателя — рядный. Рядные поршневые двигатели — это двигатели с рядами цилиндров. Другими словами, цилиндры установлены колоннами, один цилиндр за другим цилиндром.Это резко контрастирует с другими типами двигателей, которые имеют один или несколько рядов цилиндров. Ряды рядных поршневых двигателей обычно имеют не более шести цилиндров каждый. У некоторых из них меньше цилиндров, но ряды большинства рядных поршневых двигателей имеют не более шести цилиндров каждый.

#3) Плоские поршневые двигатели

Существуют и плоскопоршневые двигатели. Плоские поршневые двигатели, также известные как горизонтально-оппозитные двигатели, отличаются расположением цилиндров.Они имеют горизонтально расположенные цилиндры. Цилиндры размещены на противоположных концах двигателя. Каждый из цилиндров имеет пару поршней, которые сходятся в камере сгорания. Некоторые из преимуществ плоских поршневых двигателей включают более низкую рабочую температуру, меньшую длину и более низкий центр масс по сравнению с другими типами двигателей.

В заключение

Не все поршневые авиационные двигатели одинаковы. В самолетах используются три основных типа поршневых двигателей: радиальные, рядные и плоские.Радиальные поршневые двигатели соответствуют своему названию, совершая радиальные движения своими цилиндрами. С другой стороны, рядные поршневые двигатели имеют ряды цилиндров. Плоские поршневые двигатели имеют горизонтально расположенные цилиндры. Существуют и другие типы авиадвигателей. Однако поршневые двигатели в большинстве своем состоят из радиальных, рядных или плоских двигателей.

Типы авиационных поршневых двигателей

Авиадвигатели можно классифицировать несколькими способами.Их можно классифицировать по рабочим циклам, расположению цилиндров или способу создания тяги. Все они представляют собой тепловые двигатели, которые преобразуют топливо в тепловую энергию, которая преобразуется в механическую энергию для создания тяги. Большинство современных авиационных двигателей относятся к типу двигателей внутреннего сгорания, поскольку процесс сгорания происходит внутри двигателя. Авиационные двигатели бывают разных типов, например, газотурбинные, поршневые, роторные, двух- или четырехтактные, с искровым зажиганием, дизельные, с воздушным или водяным охлаждением.Поршневые и газотурбинные двигатели также подразделяются по типу расположения цилиндров (поршневые) и диапазону скоростей (газотурбинные).

Разработано много типов поршневых двигателей. Однако производители разработали некоторые конструкции, которые используются чаще, чем другие, и поэтому признаны традиционными. Поршневые двигатели можно классифицировать по расположению цилиндров (рядные, V-образные, радиальные и оппозитные) или по способу охлаждения (с жидкостным или воздушным охлаждением).Собственно, все поршневые двигатели охлаждаются за счет передачи избыточного тепла окружающему воздуху. В двигателях с воздушным охлаждением эта теплопередача происходит непосредственно от цилиндров к воздуху. Поэтому необходимо предусмотреть на цилиндрах двигателя с воздушным охлаждением тонкие металлические ребра, чтобы иметь увеличенную поверхность для достаточной теплоотдачи. Большинство поршневых авиационных двигателей имеют воздушное охлаждение, хотя в некоторых мощных двигателях используется эффективная система жидкостного охлаждения. В двигателях с жидкостным охлаждением тепло передается от цилиндров охлаждающей жидкости, которая затем направляется по трубопроводу и охлаждается в радиаторе, расположенном в воздушном потоке.Радиатор охлаждающей жидкости должен быть достаточно большим для эффективного охлаждения жидкости. Основной проблемой жидкостного охлаждения является дополнительный вес охлаждающей жидкости, теплообменника (радиатора) и трубок для соединения компонентов. Двигатели с жидкостным охлаждением позволяют безопасно получать от двигателя большую мощность.


Рядный двигатель обычно имеет четное число цилиндров, хотя были сконструированы некоторые трехцилиндровые двигатели. Этот двигатель может иметь жидкостное или воздушное охлаждение и имеет только один коленчатый вал, который расположен либо над, либо под цилиндрами.Если двигатель предназначен для работы с цилиндрами ниже коленчатого вала, он называется инверторным двигателем.

Рядный двигатель имеет небольшую лобовую площадь и лучше приспособлен к обтекаемости. При установке с цилиндрами в перевернутом положении он предлагает дополнительные преимущества в виде более короткого шасси и лучшей видимости для пилота. С увеличением размера двигателя рядный тип с воздушным охлаждением создает дополнительные проблемы для обеспечения надлежащего охлаждения; поэтому этот тип двигателя ограничивается двигателями малой и средней мощности, используемыми в очень старых легких самолетах.

Двигатель оппозитного типа имеет два ряда цилиндров, расположенных прямо напротив друг друга, с коленчатым валом в центре Рис. 1. Поршни обоих рядов цилиндров соединены с одним коленчатым валом. Хотя двигатель может быть как с жидкостным, так и с воздушным охлаждением, версия с воздушным охлаждением используется преимущественно в авиации. Обычно он устанавливается с цилиндрами в горизонтальном положении. Двигатель оппозитного типа имеет низкое соотношение веса и мощности, а его узкий силуэт делает его идеальным для горизонтальной установки на крыльях самолета (применения с двумя двигателями).Еще одним преимуществом является низкий уровень вибрации.

Рис. 1. Типичный четырехцилиндровый оппозитный двигатель

Большинство двигателей имеют 12 цилиндров с жидкостным или воздушным охлаждением. Двигатели обозначаются буквой V, за которой следует тире и рабочий объем поршня в кубических дюймах. Например, В-1710.Этот тип двигателя использовался в основном во время Второй мировой войны, и его использование в основном ограничивалось более старыми самолетами.


Радиальный двигатель состоит из ряда или рядов цилиндров, расположенных радиально вокруг центрального картера. [Рисунок 2] Этот тип двигателя оказался очень прочным и надежным. Количество цилиндров, составляющих ряд, может быть три, пять, семь или девять. Некоторые радиальные двигатели имеют два ряда по семь или девять цилиндров, расположенных радиально вокруг картера, один перед другим.Они называются двухрядными радиальными.

Рисунок 2. Радиальный двигатель

Радиальные двигатели до сих пор используются в некоторых старых грузовых самолетах, боевых птицах и самолетах-опрыскивателях. Хотя многие из этих двигателей все еще существуют, их использование ограничено. Однорядный девятицилиндровый звездообразный двигатель имеет относительно простую конструкцию, имеет цельную носовую часть и двухсекционный главный картер.Более крупные двухрядные двигатели имеют немного более сложную конструкцию, чем однорядные двигатели. Например, картер двигателя Wright R-3350 состоит из передней секции картера, четырех основных секций картера (передняя основная, передняя центральная, задняя центральная и задняя основная), корпуса заднего кулачка и толкателя, переднего корпуса нагнетателя, нагнетателя. задний корпус и задняя крышка корпуса нагнетателя. Двигатели Пратта и Уитни сравнимого размера имеют одни и те же основные секции, хотя конструкция и номенклатура значительно различаются.

Рис. 3. Радиальные двухрядные

Поршневые двигатели и гребные винты | СпрингерЛинк

‘) var head = document.getElementsByTagName(«head»)[0] вар скрипт = документ.создатьЭлемент(«скрипт») script.type = «текст/javascript» script.src = «https://buy.springer.com/assets/js/buybox-bundle-52d08dec1e.js» script.id = «ecommerce-scripts-» ​​+ метка времени head.appendChild (скрипт) var buybox = document.querySelector(«[data-id=id_»+ метка времени +»]»).parentNode ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.вариант-покупки»)).forEach(initCollapsibles) функция initCollapsibles(подписка, индекс) { var toggle = подписка.querySelector(«.Цена-варианта-покупки») подписка.classList.remove(«расширенный») var form = подписка.querySelector(«.форма-варианта-покупки») если (форма) { вар formAction = form.getAttribute(«действие») document.querySelector(«#ecommerce-scripts-» ​​+ timestamp).addEventListener(«load», bindModal(form, formAction, timestamp, index), false) } var priceInfo = подписка.селектор запросов(«.Информация о цене») var PurchaseOption = toggle.parentElement если (переключить && форма && priceInfo) { toggle.setAttribute(«роль», «кнопка») toggle.setAttribute(«tabindex», «0») toggle.addEventListener («щелчок», функция (событие) { var expand = toggle.getAttribute(«aria-expanded») === «true» || ложный переключать.setAttribute(«расширенная ария», !расширенная) form.hidden = расширенный если (! расширено) { покупкаOption.classList.add(«расширенный») } еще { покупкаOption.classList.remove(«расширенный») } priceInfo.hidden = расширенный }, ложный) } } функция bindModal (форма, formAction, метка времени, индекс) { var weHasBrowserSupport = окно.выборка && Array.from функция возврата () { var Buybox = EcommScripts ? EcommScripts.Buybox : ноль var Modal = EcommScripts ? EcommScripts.Modal : ноль if (weHasBrowserSupport && Buybox && Modal) { var modalID = «ecomm-modal_» + метка времени + «_» + индекс var modal = новый модальный (modalID) модальный.domEl.addEventListener(«закрыть», закрыть) функция закрыть () { form.querySelector(«кнопка[тип=отправить]»).фокус() } вар корзинаURL = «/корзина» var cartModalURL = «/cart?messageOnly=1» форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartURL, cartModalURL) ) var formSubmit = Buybox.перехват формы отправки ( Buybox.fetchFormAction(окно.fetch), Buybox.triggerModalAfterAddToCartSuccess(модальный), функция () { form.removeEventListener («отправить», formSubmit, false) форма.setAttribute( «действие», formAction.replace(cartModalURL, cartURL) ) форма.представить() } ) form.addEventListener («отправить», formSubmit, ложь) document.body.appendChild(modal.domEl) } } } функция initKeyControls() { document.addEventListener («нажатие клавиши», функция (событие) { если (документ.activeElement.classList.contains(«цена-варианта-покупки») && (event.code === «Пробел» || event.code === «Enter»)) { если (document.activeElement) { событие.preventDefault() документ.activeElement.click() } } }, ложный) } функция InitialStateOpen() { var buyboxWidth = buybox.смещениеШирина ;[].slice.call(buybox.querySelectorAll(«.опция покупки»)).forEach(функция (опция, индекс) { var toggle = option.querySelector(«.цена-варианта-покупки») var form = option.querySelector(«.форма-варианта-покупки») var priceInfo = option.querySelector(«.Информация о цене») если (buyboxWidth > 480) { переключить.щелчок() } еще { если (индекс === 0) { переключать.щелчок() } еще { toggle.setAttribute («ария-расширенная», «ложь») form.hidden = «скрытый» priceInfo.hidden = «скрытый» } } }) } начальное состояниеОткрыть() если (window.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.