ED Forums

ED Forums (https://forums.eagle.ru/index.php)
-   DCS: P-51D Mustang (https://forums.eagle.ru/forumdisplay.php?f=172)
-   -   Двигатель внутреннего сгорания (https://forums.eagle.ru/showthread.php?t=86997)

Yo-Yo 04-13-2012 03:18 PM

Двигатель внутреннего сгорания
 
Идею маленьких статеек об особенностях поршневых самолетов с большим энтузиазмом подхватил наш коллега Evil Bivol, занимающийся написанием английского мануала, и даже пообещал перевести их на английский. Его дополнительная просьба была - написать краткое эссе о ДВС, как он есть.

Выполняю его просьбу, невзирая на то, что подобной информации в книгах и интернете пруд пруди.
Естественно, в силу того, что все это пишется с оглядкой именно на Мерлин, разговор будет о классическом ДВС без всяких современных электронных штучек.
Системы нагнетания воздуха и питания подробно рассморены в соответствующих темах.
Для тех, для кого основные принципы ДВС давно и хорошо известны, чтение можно начинать сразу с той части, где описывается реализация ДВС в проекте.

Рассматривать будем 4-х тактный рядный (а 12 цилиндровый двигатель - это ни что иное, как сдвоенная рядная шестерка). Сначала рассмотрим упрощенный стандартный 4-х тактный цикл в одном цилиндре:
1. Открыт впускной клапан, поршень идет вниз, смесь из впускного коллектора всасывается в цилиндр.
2. Впускной клапан закрыт, поршень идет вверх, смесь сжимается и нагревается (вспоминаем велосипедный насос). К поршню приложена сила и при движении вверх затрачивается работа.
3. На свечу подается высокое напряжение, между электродами происходит разряд, смесь поджигается, резко растут температура и давление, поршень идет вниз, совершается полезная работа. Т.к. давление над поршнем намного выше, чем во втором такте, то и разность между работой, совершенной в 3-ем такте и затраченной во втором, значительно больше нуля.
4. Открывается выпускной клапан, выхлопные газы с оглушительным шумом вырываются в окружающую среду, загрязняя ее, поршень идет вверх, выталкивая остаточные отработавшие газы.
На это тоже затрачивается некоторая небольшая работа
Все, в верхней мертвой точке клапан закрывается и все повторяется.

Так как за два оборота коленчатого вала во всех цилиндрах должен пройти весь цикл, в многоцилиндровых двигателях циклы в цилиндрах сдвинуты на 720/n градусов, где n - число цилиндров.

Как видим, моменты на валу неравномерны, поэтому для одноцилиндрового двигателя жизненно необходим маховик. Равно как и для многоцилиндрового, хотя там суммарный момент на коленчатом валу намного более равномерен.

Теперь поговорим об упрощениях. Во-первых, зажигание смеси не делают точно в верхней мертвой точке (ВМТ) из-за того, что горение смеси не мгновенное и на больших оборотах рост давления над поршнем и изменение объема этого пространства при зажигании в ВМТ не будут совпадать оптимальным образом. Поэтому высокое напряжение на свечу подается несколько раньше (опережение зажигания) и необходимое его значение тем выше, чем выше обороты.

Второе - клапана тоже не открываются-закрываются в верхней и нижней мертвых точках, моменты их открывания оптимизируются таким образом, чтобы обеспечить наилучшее наполнение цилиндра свежей смесью и очистку от выхлопных газов, вплоть до того, что, например, впускной и выпускной клапаны некоторое время открыты одновременно. Обычно выхлопной клапан открывается уже в конце третьего такта, а закрывается уже в начале 1 такта, а впускной клапан открывается уже в конце такта выхлопа.

Очевидно, что для работы двигателя необходима жесткая синхронизация работы клапанов и зажигания.
Первое обеспечивается т.н. распределительным валом (валами) с кулачками, которые через специальный механический привод приводят в движение сами клапана, а второе - системой зажигания. Последняя состоит из устройства (устройств), вырабатывающих в нужный момент высоковольтный импульс и устройств, коммутирующих его на нужную свечу (распределителей).
Генерация высоковольтных импульсов обычно производится двумя способами - при помощи бортовой сети и высоковольтной катушки-трансформатора (батарейная система) либо при помощи магнето, не требующего внешнего питания.
В батарейной системе ток проходит от бортсети через замкнутые контакты прерывателя и первичную (низковольтную) обмотку катушки. В момент, когда необходимо произвести высоковольный импульс контакт прерывателя размыкается специальным кулачком на валу, связанным через редуктор с коленчатым валом. Быстрое изменение тока до нуля вызывает такое же быстрое изменение магнитного поля, и во вторичной обмотке возникает импульс напряжения в десятки киловольт.
Магнето сочетает в себе генератор переменного тока и ту же самую высоковольтную катушку с прерывателем.
Обычно в авиационных двигателях используется две независимых системы зажигания и на каждом цилиндре установлены по две свечи. Подобное построение позволяет с одной стороны увеличить надежность одной из самых ненадежных систем, с другой - улучшить сгорание смеси, что несколько увеличивает мощность двигателя.
При запуске двигателя магнето могут не обеспечивать искры должного качества, поэтому на V1650-7 установлена дополнительная катушка зажигания, работающая от бортовой сети одновременно с включением стартера. (на чем уже купились наши тестеры :), поторопившиеся записать багу).

Необходимое опережение зажигания реализуется в V1650-7 неожиданно просто - жесткой связью корректора с РУДом. Поэтому запуск двигателя строжайше предписывается осуществлять с РУДом в положении не более 25 мм от упора МГ. Иначе... ну это сами увидите, что иначе.

Ну и в заключение о том, почему в двигателях зажигание происходит в таком странном на первый взгляд порядке. Это делается из соображений минимизации нагрузок на картер и уравновешивания центробежных сил колен коленвала.

Atskiy_KOT 04-13-2012 04:33 PM

Quote:

Originally Posted by Yo-Yo (Post 1435205)
Ну и в заключение о том, почему в двигателях зажигание происходит в таком странном на первый взгляд порядке. Это делается из соображений минимизации нагрузок на картер и уравновешивания центробежных сил колен коленвала.

Непонятно написано. Имеется ввиду порядок воспламенения смеси в цилиндрах?

Yo-Yo 04-13-2012 05:04 PM

Quote:

Originally Posted by Atskiy_KOT (Post 1435244)
Непонятно написано. Имеется ввиду порядок воспламенения смеси в цилиндрах?

Иманно

EvilBivol-1 04-14-2012 09:26 AM

Спасибо!

Yo-Yo 04-14-2012 09:39 AM

Тут еще должна быть вторая часть как раз о том , как сделана модель (точнее ДВЕ модели двигателя в DCS).

Sanni34 04-14-2012 12:14 PM

Quote:

Originally Posted by Yo-Yo (Post 1435552)
(точнее ДВЕ модели двигателя в DCS).

почему две? одна упрощенная, да?
Очень ждем! обе!

Imbecile 04-14-2012 01:38 PM

А при старте факелы пламени будут?

ThePhobius 04-14-2012 01:47 PM

Quote:

Originally Posted by Imbecile (Post 1435624)
А при старте факелы пламени будут?

Если получил очередь по двигателю из пулеметов, то возможно. :)
С исправным такого не должно быть.

Yo-Yo 04-14-2012 01:49 PM

Quote:

Originally Posted by Sanni34 (Post 1435594)
почему две? одна упрощенная, да?
Очень ждем! обе!

Упрощенная - это третья, для ботов.

Yo-Yo 04-14-2012 01:53 PM

Quote:

Originally Posted by ThePhobius (Post 1435628)
Если получил очередь по двигателю из пулеметов, то возможно. :)
С исправным такого не должно быть.

ишо как бывает... особеннно когда переливают. При нормальном старте в одном -двух цилиндрах может выскочить.


All times are GMT. The time now is 08:18 AM.

Powered by vBulletin®.
Copyright ©2000 - 2020, Jelsoft Enterprises Ltd.