Двигатель внутреннего сгорания - ED Forums
 


Notices

Reply
 
Thread Tools Display Modes
Old 04-13-2012, 04:18 PM   #1
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 15,113
Default 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.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me

Last edited by Yo-Yo; 04-13-2012 at 04:36 PM.
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 04-13-2012, 05:33 PM   #2
Atskiy_KOT
Senior Member
 
Atskiy_KOT's Avatar
 
Join Date: Dec 2008
Location: Kyrgyzstan, Bishkek
Posts: 1,774
Send a message via ICQ to Atskiy_KOT
Default

Quote:
Originally Posted by Yo-Yo View Post
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?
__________________
Alpha team
Atskiy_KOT is offline   Reply With Quote
Old 04-13-2012, 06:04 PM   #3
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 15,113
Default

Quote:
Originally Posted by Atskiy_KOT View Post
Непонятно написано. Имеется ввиду порядок воспламенения смеси в цилиндрах?
Иманно
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 10:26 AM   #4
EvilBivol-1
Belsimtek/TFC Associate
 
EvilBivol-1's Avatar
 
Join Date: Nov 2003
Location: Кишинёв, Los Angeles (1993+)
Posts: 6,336
Send a message via MSN to EvilBivol-1
Default

Спасибо!
__________________
- EB

Nothing is easy. Everything takes much longer.
The Parable of Jane's A-10
Forum Rules
EvilBivol-1 is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 10:39 AM   #5
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 15,113
Default

Тут еще должна быть вторая часть как раз о том , как сделана модель (точнее ДВЕ модели двигателя в DCS).
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 01:14 PM   #6
Sanni34
Member
 
Join Date: Mar 2012
Location: Volgograd
Posts: 183
Default

Quote:
Originally Posted by Yo-Yo View Post
(точнее ДВЕ модели двигателя в DCS).
почему две? одна упрощенная, да?
Очень ждем! обе!
Sanni34 is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 02:38 PM   #7
Imbecile
Veteran
 
Join Date: Oct 2008
Posts: 4,551
Default

А при старте факелы пламени будут?
Imbecile is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 02:47 PM   #8
ThePhobius
Member
 
Join Date: Mar 2010
Posts: 717
Default

Quote:
Originally Posted by Imbecile View Post
А при старте факелы пламени будут?
Если получил очередь по двигателю из пулеметов, то возможно.
С исправным такого не должно быть.
ThePhobius is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 02:49 PM   #9
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 15,113
Default

Quote:
Originally Posted by Sanni34 View Post
почему две? одна упрощенная, да?
Очень ждем! обе!
Упрощенная - это третья, для ботов.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Old 04-14-2012, 02:53 PM   #10
Yo-Yo
ED Team
 
Yo-Yo's Avatar
 
Join Date: Apr 2003
Posts: 15,113
Default

Quote:
Originally Posted by ThePhobius View Post
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.
__________________
Ніщо так сильно не ранить мозок, як уламки скла від розбитих рожевих окулярів
There is nothing so hurtful for the brain as splinters of broken rose-coloured spectacles.
Ничто так сильно не ранит мозг, как осколки стекла от разбитых розовых очков (С) Me
Yo-Yo is offline   Reply With Quote
Reply

Thread Tools
Display Modes

Posting Rules
You may not post new threads
You may not post replies
You may not post attachments
You may not edit your posts

BB code is On
Smilies are On
[IMG] code is On
HTML code is Off

Forum Jump

All times are GMT. The time now is 11:30 PM. vBulletin Skin by ForumMonkeys. Powered by vBulletin®.
Copyright ©2000 - 2020, Jelsoft Enterprises Ltd.