Tähti mäntämoottori. Lentokoneen mäntämoottori. Laite ja toimintaperiaate

Sen tietävät luultavasti kaikki, jotka liittyvät moottoreihin. Ilmailun kehityksen kynnyksellä ne asennettiin ensimmäisten joukossa kaikkiin mahdollisiin lentokoneisiin. Tällainen oli M11-moottori (kuva 1) - kotimaisen autoteollisuuden esikoinen.

Ja vielä nykyäänkin kaikki "maissilento" lentää edelleen järjestelmän mukaan rakennetuilla moottoreilla - tähti. Klassinen esimerkki: yhdeksänsylinterinen moottori "M14-B26" (kuva 2), se on asennettu KA.26-sarjan helikoptereihin, ja se toimii vain matalaoktaanisella bensiinillä. Tunnetuimmista tähden muotoisista moottoreista on erityisesti huomioitava kotimainen ASh-82-moottori, jonka on suunnitellut A.D. Shvetsov (kuva 3), joka on vakiinnuttanut asemansa yhdeksi suuren isänmaallisen sodan parhaista lentokonemoottoreista, ... valitettavasti kokemus tällaisten moottoreiden rakentamisesta on jo täysin menetetty. Ja samalla unohdetaan kokonaan, että viime vuosisadan 30-luvun lopulla näillä ja vastaavilla moottoreilla suoritettiin yksi ensimmäisistä maailmassa suora ruiskutus kevyttä polttoainetta polttokammioon.

Tämä on aihe, jota tiedotusvälineet yrittävät nykyään moottorinrakennusyritysten aktiivisella tuella esittää ihmisajattelun uusimpana saavutuksena 2000-luvun alussa ... keksitty ja toteutettu maassamme lähes 80 vuotta sitten! Siitä, mitä on sanottu, on jo mahdollista tehdä johtopäätöksiä: itse asiassa vasta tänään länsimaiden autoteollisuus on saavuttanut maassamme yli puoli vuosisataa sitten olemassa olevan lentoteollisuuden tason. Olisi kiva muistaa missä autoteollisuutemme nykyään sijaitsee - se seuraa sokeasti perässä kaukana parhaat valmistajat autoja. Mutta jo vuonna 1962 CNITA (Institute of Fuel Equipment) kehitti dokumentaatiota ja teki prototyyppejä polttoainepumppuista. korkeapaine bensiinimoottoreille, joiden paine on jopa 400 ilmakehää. Kaikki ruiskutusjärjestelmien testit suoritettiin Volga M21 -auton perusteella. Kuten he sanovat, toteuttaa, en halua .... Näiden neljänkymmenen vuoden takaisten piirustusten mukaan! Jo meidän aikanamme valmistettiin "englanninkielisille ystävillemme" Keskustutkimuslaitoksen pumppujen koe-erät, luultavasti tieteen kehittämiseen, mutta ei kotimaisiin. Nykyään polttoaineensyöttöjärjestelmissä Bosch on syrjäyttänyt kaikki, lähes kaiken, jopa veneen kaksitahtimoottorit varustettu polttoaineen ruiskutusjärjestelmillä. Ja käytämme edelleen pääasiassa kaasuttimia, kun taas jälkimmäisten osuus maailmassa on enintään 7% valmistettujen autojen kokonaismäärästä. Nämä prosenttiluvut sisältävät vain eniten taaksepäin jääneet teknisiä termejä maat kuten Venäjä, Romania...

Toinen esimerkki. Vanhemman sukupolven tulisi muistaa GAZ 52 -auto esikammiomoottorilla. Tällä moottorilla saavutettiin omaan aikaansa erinomaisia ​​tuloksia polttoaineenkulutuksen vähentämisessä jopa 15 %:iin, sylinteri-mäntäryhmän moottorin käyttöiän pidentämiseen ja aiheen jatkona Gaz 31:n (Volga) julkaisu. esikammiomoottori. Moottori meni sarjaan niin rikkinäisesti miellyttääkseen tuotantotyöntekijöitä, että nykyään sitä ei enää kukaan muista... ja kuka muistaa, vain ilkeillä sanoilla.

Tähän historian poikkeamiseen lopetamme, koska olemme poikenneet voimakkaasti alkuperäisestä aiheesta.

Mikä tahansa tähtimuotoinen moottori, jonka teho on verrattavissa rivimoottoriin, on puolitoista tai jopa kaksi kertaa kevyempi - ja kaikki tämä johtuu sen kinemaattisen järjestelmän erityispiirteistä. Moottorissa, jossa on suuri määrä sylintereitä (kolmesta yhdeksään), on vain yksi kiertokangen tappi.

Mutta kuten kaikilla moottoreilla, sillä on rajoituksensa.Tähtimoottoreita on erittäin vaikea käyttää maaversiossa, ja tavallisessa kokoonpanossa niitä on lähes mahdotonta käyttää autoissa. On huomattava, että vaaka-asento kampiakseli yksinkertaisesti hypnotisoi lähes kaikkien moottoria valmistavien yritysten suunnittelijoita. Tätä helpottaa perinteiden loukkaamattomuus, jossa pitkittäissuuntaisesti asennettu moottori, jonka takana ovat kytkin, vaihdelaatikko, kardaani, tasauspyörästö, pyörät, pidetään ylittämättömänä klassikkona. varten etuvetoiset autot toisin kuin vain kuvattu auton klassinen layout, kaikki on sama, vain moottori sijaitsee auton poikki. Kyllä, ja etuvetojärjestelmät ovat yleistyneet autoissa suhteellisen äskettäin, mikä johtuu pääasiassa halusta saada suurin sisätila sekä pienissä että keskiluokan autoissa. Vaikka rehellisyyden nimissä on sanottava, että Cunon ensimmäinen itseliikkuva höyryvaunu oli vain etuvetoinen. Koska he alkoivat luetella autojen asettelukaavioita, on tarpeen mainita takamoottoriset autot, heidän melko suuri perheensä ilmestyi 1900-luvun 30- ja 40-luvuilla tarpeen vuoksi. edullisia autoja- Pienituloisille perheille. Tämä järjestelmä tarjosi mikroauton edullisimman asettelun vähimmäispituudella ja -painolla, esimerkiksi Volkswagen Beetle ja Zaporozhets koottiin tämän järjestelmän mukaisesti. Nykyään tämä autoluokka syntyy uudelleen, mutta korkeammalla mukavuudella ja tietysti hinnalla. Vaikuttaa siltä, ​​​​että ei ole enää mitään lisättävää, ja mitä tekemistä radiaalimoottoreilla on autojen kanssa?

Tämän päivän kovassa kilpailussa autoyritykset vaikeassa kamppailussaan ostajasta pääasialliset mieltymykset annetaan ohjaamon painikkeiden määrän lisääntymiselle, pian ajamaasi autoa pyydetään esimerkiksi raaputtamaan selkääsi tai keittämään raputikuista salaattia. Kun auton konepelti avataan, sen alle näkee harvoin kokonaan uusi moottori, tavallinen kuva - jonkinlainen modernisoitu virtalähde, jonka perusversio lanseerattiin kuljettimelle jo viime vuosisadan 50-luvulla. Pääindikaattori - autojen polttoainetehokkuus - saavutetaan ensisijaisesti kaluston "universaalin dieselisoinnin" ansiosta, mikä vähentää auton painoa siinä olevien muovien laajan käytön ansiosta. No, moottorin työnkulun optimointi erilaisten elektronisten valvonta- ja ohjausjärjestelmien avulla. Nykyään lähes kaikkea, jopa moottoreiden dieselversioita, ohjaa ajotietokone auto. Jonkinlaisen induktiivisen anturin vikaantuessa tällaisesta autosta ilman asianmukaista huoltoa tulee ajan myötä yksinkertaisesti taakka suojelijalleen. Venäjälle, jolla on valtavia alueita ja maastoa, tarvitset ensinnäkin auton, jossa on vähimmäismäärä elektroniikkaa. Mekaniikka, tämä on alue, jolla joka toinen maamme kansalainen ymmärtää, ottaen huomioon tällaisen "mentaliteetti", haluaisimme autoja, jotka ajaisivat maamme teillä, jotka eivät ole huonompia kuin parhaat ulkomaiset "analogit", mutta kansallisella ennakkoluulollamme. On monia projekteja, jotka täyttävät "meidän" vaatimukset. Tässä vain yksi esimerkki:

"Tähden muotoinen dieselmoottori, jossa on pystysuuntainen pyörimisakseli vaihteistolla ja tasauspyörästöllä varustetussa monoblokissa, on etuvetoisen henkilöauton, ... esimerkiksi Oka-auton, voimansiirron perusta." (Kuva 4). Sellaisen tai vastaavan moottorivaihteiston voisi helposti hallita kotimaisen dieselteollisuuden lippulaiva - Pietarin Zvezdan tehdas. Hän on siihen varsin kykenevä. Kolmen säteen tähti sopii täydellisesti moottoritilan tilavuuteen. Ja tätä varten sinun ei tarvitse profiloida uudelleen tai etsiä kuinka ladata laitoksen käyttämättömät kapasiteetit. Sinun täytyy vain haluta.

Kyllä, eikä vieläkään ole ketään muuta, johon luottaa, itse asiassa, ei ole enää johtavia instituutioita, kuten esimerkiksi TsNIDI (Central Research Diesel Institute), jota pyydettiin ratkaisemaan tällaiset ongelmat ajoissa. Nykyään koko instituutissa voidaan laskea sormillaan jäljellä olevat asiantuntijat, "vanha koulukunta" on mennyt, mutta valitettavasti ei ole uutta sukupolvea ... ja niin on kaikkialla Venäjällä. Sellaiset tarinat eivät tietenkään sovi hyvin yhteen tieteellisten aiheiden kanssa, mutta nämä ovat myös aikamme todellisuutta. translaatioliike eteenpäin on mahdollista vain, kun tiedetään, mihin "talous liittyy", mihin on turvauduttava. Ei voi muuta kuin toivoa sitä maalaisjärkeä, ja kysymyksessämme se silti voittaa ja huomenna tulee kun tulee uusi asiantuntijoiden sukupolvi, joka ei epäile mihin suuntaan moottorinrakennusta kehittää, siinä on varmasti paikka tähtimäisille moottoreille pystysuoraan asennettuna kampiakseli.

Lisäksi sellaisella järjestelyllä kokonaispaino auton voimansiirto vähenee 1,5-2,0 kertaa. Yhdistelmä yhdessä monoblokissa moottorin, vaihteiston ja tasauspyörästön kanssa ja jopa yhteinen järjestelmä pakkovoitelu (kuva 5) tekee tästä järjestelmästä neljännen vaihteistotyypin joulusta…. auto, mutta potentiaalissaan ensimmäinen. Ja kuinka muuten, koko vaihteisto voidaan koota pesänuken periaatteella, moottori voidaan jopa kiinnittää vaihteistoon ja tasauspyörästöyn karabiinien avulla! Erinomainen pääsy kaikkiin järjestelmiin ja yksiköihin. Tällä asettelulla olevan auton konepellin alle katsotessasi voit katsoa turvallisesti myös moottorin alle, ... sitä hieman nostamalla! Loppujen lopuksi kukaan ei ole yllättynyt siitä, että puolen vuosisadan ajan kaikki veneen moottorit on rakennettu kaavion mukaan pystysuoralla kampiakselilla, on aika alkaa hallita autoja. Tasainen pannukakkumoottorina sopii täydellisesti auton konepellin alle jättäen paljon tilaa autojen etujousituksen suunnittelijoiden mielikuvitukselle.

Kuvassa 6 on esitetty yksi mahdollisista moottoritilan asettelukaavioista tähtimoottori jossa on hieman epätavallinen voimamekanismin ja sen kokoonpano apujärjestelmät. Tätä asettelua varten on kehitetty pohjimmiltaan uudenlainen kaasunjakelu - suljinmekanismin avulla, eräänlaisena Ricardo-järjestelmän holkkikaasun jakeluna, kirjoittaja "kidutti" itse järjestelmän pitkän analyysin perusteella. Tämän alan nykytilasta, ja se ansaitsee erillisen keskustelun tästä aiheesta.

Tässä voimamekanismissa, toisin kuin perinteisessä tähdessä, kiertokankien määrä on kaksi kertaa sylinterien lukumäärä. Epätavallisen suunnitteluratkaisun sanelevat näkökohdat työprosessin symmetrian varmistamisesta moottorin sylintereissä. Kaikki olemassa olevat tähtimoottorit ne on rakennettu kaavion mukaan yhdellä pääkiertotangolla, kaikki muut kiertokanget ripustetaan siihen, tästä johtuu niiden nimi - hinattavat kiertokanget. Jälkimmäinen seikka asettaa tiettyjä vaikeuksia työprosessin varmistamisessa sekä sen epätasaisen pyörimisen että moottorin tasapainotuksen suhteen. Kehitetty kinemaattinen kaavio voidaan katsoa kuuluvan vain hinattavalla kiertokangella varustettujen moottoreiden luokkaan, ne tarjoavat keskiholkin tasorinnakkaiskierron, joka on ihanteellinen tämän luokan moottoreille, eikä sylinteri-mäntäryhmän osien täydellistä vaihdettavuutta voida jättää huomiotta. . Tähtijärjestelmä itsessään sallii tietyt ehdot rakentaa moottori, jossa on muuttuva puristussuhde, ja muutokset moottorin tehopiirissä ovat hyvin, hyvin merkityksettömiä.

Nykyään tehdään jo ensimmäisiä arkoja yrityksiä, myös lännessä, pystysuoraan seisova kampiakselin moottorin rakentamiseksi tähän asti klassisiin moottoreihin perustuen. Erittäin hyviä tuloksia voidaan saada moottoritilan sijoittelusta vastakkaisilla sylintereillä. Lopuksi pystysuoraan asennetut kiertokankemattomat moottorit sopivat täydellisesti moottoritilaan sekä boxer- että cross-kokoonpanoissa.

Myös Minskin luovan laboratorion johtaja Vladimir Golubev tarjoaa mielenkiintoisen kehityksen tästä aiheesta. Yhdessä hänen projekteistaan ​​litteää moottoria - "pesuria" ehdotetaan asennettavaksi autoihin samalla tavalla pystysuoralla kampiakselilla. Lisäksi, kuten tavallista, kytkin, planeettavaihteisto ja päävaihde. Tekijä nojautui kehityksessään Guiberson-yrityksen kokemuksiin, joka vuodesta 1942 lähtien on rakentanut kevyitä tankkeja 300 hevosvoiman radiaalimoottoreilla Yhdysvaltain armeijalle. ilmajäähdytys.

Tosin, jos katsot hieman syvemmälle historiaan, voit muistaa, että radiaalimoottorit asennettiin autoihin ennen sitä, ja joskus melko onnistuneesti. Joten vuonna 1935 se rakennettiin kilpa-auto"Trossi-monako", jossa ensimmäistä kertaa maailmassa, yhtiön toimitusjohtajan Carlo Felice Trossin johdolla, asennettiin 16-sylinterinen radiaalimoottori auton etuylitykseen. He asettivat sen kuitenkin jostain syystä, kuten aina, vaakasuoraan.

Me, tavalliset teiden ja Internetin käyttäjät, tavalliset autoilijat, voimme vain toivoa tekevämme reiän "meidän" autonvalmistajien mieliin, jotka toivovat, että kun realiteetit alkavat valmistaa moderneja, mukaan lukien "tähti" -autoja, yrittämättä saada kiinni. länteen.

Mäntämoottorit asennetaan nykyään vain urheilulentokoneisiin tai pieniin henkilökohtaisiin lentokoneisiin. Syitä näin alhaiseen käyttöasteeseen on monia. Ensimmäinen ja luultavasti tärkein niistä on, että mäntämoottorin tehoyksikkö massayksikköä kohti on paljon pienempi kuin esimerkiksi samoissa kaasuturbiinimoottoreissa. Mäntämoottorit eivät myöskään voi kilpailla nopeudella muiden lentokoneiden moottoreiden kanssa. Ja tietysti tämä on alhainen hyötysuhde, mikä sinänsä paras tapaus ei ylitä 30 prosenttia.

Nykyaikaiset mäntämoottorit erottuvat sylinterien sijainnista kampiakseliin nähden. Tämän pätevyyden mukaan erilaisia ​​mäntämoottoreita on huomattava määrä. Näistä seuraavat tyypit ovat yleisimmin käytössä:

• V-muotoisella järjestelyllä;
• tähtijärjestelyllä (radiaalimoottori);
• rivissä (boksimoottori).

Radial lentokoneen mäntämoottori.
Tällä hetkellä radiaalimäntämoottorin käyttö ilmailussa on jälleen vauhdissa. Vasta nyt sen asentavan ilmailun kokoonpano on muuttunut. Jos aikaisemmin radiaalimoottoria käytettiin kaikkialla lentokoneissa, nyt se on kysytty yksinomaan pienissä urheilu- ja henkilökohtaisissa lentokoneissa. Nykyään et enää näe tilaa vieviä ja raskaita moottoreita, ne ovat kauan poissa. Ne korvattiin kevyemmillä, joissa säteittäinen sylinterimäärä 7-9 ja erinomainen elektroniikka automaattinen järjestelmä polttoaineen syöttöä varten. Itse radiaalimoottorin suunnittelu sisäinen palaminen eroaa muista mäntälentokoneiden moottoreista siinä, että sen sylinterit sijaitsevat yhtä suurissa kulmissa yhden kampiakselin ympärillä radiaalisten säteiden (tähtien) muodossa. Tästä tuli radiaalimoottorille toinen nimi - tähden muotoinen.
Suurin ero tällaisen moottorin ja muiden mäntälentokoneiden moottoreiden välillä on ero kampimekanismin suunnittelussa. Analysoidaan sitä tarkemmin. Siinä 1 kampiakseli on tärkein. Ulkonäöltään se näyttää perinteisen rivimoottorin kampiakselilta. Kiertokangot ovat hinatut, ne on kiinnitetty kampiakselin ympärille sen muotoon. Muuten toimintaperiaate on sama kuin kohdassa perinteiset moottorit. Tähtimoottoreissa on pakoputkijärjestelmä, joka on myös järjestetty säteittäisiksi säteiksi. Tällaiset moottorit voivat muodostaa useita tähtiosastoja pidentämällä pääkampiakselin pituutta. Tyypillisesti 4-tahtisissa radiaalimoottoreissa on käytössään pariton määrä sylintereitä, mikä mahdollistaa kipinän kohdistamisen sylintereihin yhden kautta. Siellä on myös radiaalimoottorit parillisella määrällä sylintereitä vain niiden lukumäärä ei voi olla kahden potenssi.
Radiaalimäntämoottorin plussat ja miinukset.
Ainoa tällaisten moottoreiden haittapuoli on öljyn pääsy moottorin alasylintereihin, kun lentokone on pysäköitynä. Tämä voi johtaa välittömään vesivasaraan ja vastaavasti koko kampimekanismin rikkoutumiseen. Tällaisen naarmuuntumisen välttämiseksi ennen moottorin käynnistämistä on jatkuvasti tarkistettava, ettei alemmissa sylintereissä ole öljyä. Radiaalimoottorin eduista on syytä huomata sen suhteellisen pieni koko, helppokäyttöisyys ja kunnollinen teho (usein asennettuna urheilulentokoneisiin).

Lentokoneen mäntämoottoria vastaan.
Kuten aiemmin mainittiin, ilmailun mäntämoottorit kokevat seuraavaa renessanssiaan. Radiaalimoottoreiden lisäksi bokserimoottorit ovat löytäneet käyttötarkoituksensa lentokoneteollisuudessa. Ne asennetaan usein pienikokoisiin kevyisiin urheilulentokoneisiin, koska niiden teho riittää lentämään suurilla nopeuksilla. Nykyaikaisessa ilmailussa on useita tyyppejä bokserin moottoreita, nimittäin:
1) Moottorityyppinen boxer (Subaru). Siinä vastakkaisten sylintereiden männät liikkuvat yhtä kaukana toisistaan. Tämä tarkoittaa, että jossain vaiheessa yksi sylinteri on yläkuolopisteessä ja vastakkainen sylinteri on alakuolokohdassa.
2) Moottori OPOC-laitteella. Viime aikoihin asti näiden moottoreiden kysyntä oli erittäin vähäistä. Mutta nyt tilanne on hieman muuttunut. OPOC-moottorilla on erittäin monimutkainen järjestelmä. Siinä yhtä kampiakselia käyttää kaksi mäntä, jotka sijaitsevat vastakkaisissa sylintereissä.
3) Bokserimoottori, joka on samanlainen kuin Neuvostoliiton 5TDF. Siinä männät liikkuvat toisiaan kohti ja toimivat pareittain yhdessä sylinterissä. Kun molemmat männät saavuttavat yläkuolokohdan, polttoainetta ruiskutetaan niiden väliselle etäisyydelle. Tämän rakenteen ansiosta tämä moottori voi toimia erilaisia ​​tyyppejä polttoaineet kerosiinista bensiiniin. Bokserimoottoreiden tehoa lisätään asentamalla siihen turboahdin, bi-turbo tai twin-turbo. Sitä voidaan myös lisätä, kun sitä käytetään H-muotoisten kiertokankien tai taottujen mäntien valmistuksessa.

Bokserin mäntämoottorin plussat ja miinukset.
Bokser-moottorin haittoja ovat ennen kaikkea korkea polttoaineenkulutus ja moottoriöljy. Tämä pätee erityisesti toiseen. Tässä moottorissa öljy on vaihdettava säännöllisesti, muuten siitä tulee nopeasti käyttökelvoton. Polttoaineen ja öljyn kulutusluvut ovat korkeimmat verrattuna muihin mäntälentokoneiden moottoreihin ja voivat ylittää prosenttiosuuden yli 50 %.
Bokserimoottoreiden tärkein etu on niiden kompaktisuus, jonka ansiosta ne voidaan asentaa pieniin lentokoneisiin. Tällaisilla mitoilla näiden moottoreiden teho riittää jopa urheilulentokoneille.

Moderni mäntä lentokoneiden moottoreita. Nykyaikainen lentokoneen mäntämoottori on kokenut merkittäviä muutoksia verrattuna esikoiseen. Nykyään nämä ovat erittäin monimutkaisia ​​laitteita, jotka on varustettu suurella määrällä lisämekanismeja, yksiköitä, palvelujärjestelmiä ja laitteita. Niiden ansiosta oli mahdollista vähentää moottorin kokonaispainoa ja lisätä sen tehoa, mikä mahdollisti niiden käytön kevyessä ja urheilulentotoiminnassa. Nykyään niiden pääindikaattoriksi on tullut ominaistehon suhde itse yksikön painoon, ja keskimäärin se saavuttaa tason 0,5 kg / l. alkaen.

Yksi moottorirakennuksen kehittämisen päätekijöistä on moottorin suurimman osan siirtäminen vaihtoehtoisiin polttoaineisiin, mukaan lukien kevyen polttoaineen korvaaminen raskaalla polttoaineella.

Louhinta ja käsittely sekä toimitus kulutus- ja varastointipaikoille diesel polttoaine korkealaatuisiin kevytöljyihin verrattuna se on helpompaa ja kustannustehokkaampaa.

Dieselmoottori on käyttöolosuhteissa paljon taloudellisempi kuin bensiini.

Nopeille dieselmoottoreille ominaiset haitat ovat seuraavat: niiden valmistus on paljon vaikeampaa, ominaispaino suurempi, moottorit ovat hitaita, ts. vaatii enemmän metallia samaan tehoon.

Dieselmoottorin puristussuhde on 16-20 yksikköä verrattuna bensiinimoottoreiden 9-10 yksikköön, mikä tarjoaa paremman hyötysuhteen. Lisäksi dieselmoottorissa työseoksen säätö on pääosin laadukasta, ts. kampiakselin nopeudesta ja kuormasta riippumatta sylintereihin syötetään lähes sama määrä ilmaa ja käytetyn polttoaineen määrä kasvaa kuormituksen myötä. Mutta vaikka silloinkin täysi voima ruiskutetun polttoaineen massa on 1,5-1,7 kertaa pienempi kuin polttoaineen massa bensiinimoottori sama työmäärä. Tämä tarkoittaa, että todellinen puristussuhde eli puristuksen lopun paine ja lämpötila ei riipu kuormituksesta ja työseos on aina erittäin laihaa bensiinimoottoriin verrattuna. Nämä tekijät antavat dieselmoottorille korkean palamishyötysuhteen ja sitä seuraavan laajenemisen myös osakuormitusolosuhteissa.

Käyttöolosuhteissa tehoilmaisimien vakaus ja polttoaineenkulutus riippuvat ensisijaisesti ilmanpuhdistimen vastuksesta, joka vaikuttaa sylintereiden täyttöön ilmalla (mukaan lukien turboahdetut moottorit), polttoaineen ruiskutuskulmasta, suuttimen neulan noston käynnistyspaineesta (ruiskutus). käynnistyspaine), polttoaineen laatusumutus ruiskutussuuttimilla sekä polttoaineen syötön luonne (laki). polttoainepumppu korkeapaine.

On huomattava, että vakaus säätöparametreja dieselmoottoreissa on korkeampi polttoaineensyöttöjärjestelmä kuin bensiinimoottoreissa. Käytön aikana on kuitenkin tarpeen valvoa tiukasti ilman ja polttoaineen puhdistuksen laatua sekä sulkea pois moottorin ylikuumenemisen mahdollisuus, mikä vaikuttaa välittömästi suuttimien ja mäntäryhmän toimintaan.

Dieselmoottorit ovat bensiinimoottoreita kestävämpiä johtuen sylinterilohkon, kampiakselin, sylinteri-mäntäryhmän osien, sylinterinkannen ja dieselpolttoaineen käytöstä, joka, toisin kuin bensiini, myös voiteluaineena, kestävämpi ja jäykempi suoritus. tiettyyn rajaan asti.

Dieselmoottoreiden haittoja ovat suuri massa, pienempi litrateho, korkeasta palamispaineesta johtuva lisääntynyt melu ja vaikea käynnistys matalissa ympäristön lämpötiloissa, erityisesti autoissa, jotka ovat ajettu 100 000 km tai enemmän. Käytön aikana korkeapaineisen polttoainepumpun mäntäparit kuluvat, ruiskun neulan istukan tiiviys katkeaa, mikä johtaa matalat kierrokset käynnistyksen yhteydessä (70-90 rpm) huonoon polttoaineen sumutukseen. Samalla sylinteri-mäntäryhmän kulumisen seurauksena tällä nopeudella paineilman tunkeutuminen kampikammioon lisääntyy huomattavasti, mikä tarkoittaa, että paine ja lämpötila eivät saavuta sytyttämiseen tarvittavia arvoja. sumutettu polttoaine.

Tähtimuotoiset (radiaaliset) moottorit mahdollistavat useiden dieselmoottoreiden haittojen kompensoinnin. Radiaalimoottorit ovat kevyitä ja suuritehoisia, koska kampiakselia kohden on useita sylintereitä ja kampikammio on melko kompakti. Pieni määrä liikkuvia osia, kyky tarjota ilmajäähdytystä, lisää radiaalimoottorien luotettavuutta ja huollettavuutta.

Tässä työssä yritettiin luoda moottori, joka yhdistäisi diesel- ja radiaalimoottorien parhaat ominaisuudet.

Valmistumistyössä tehtävänä oli kehittää dieselradiaalimoottori kaupunkibussiin, tehtävän pohjalta tehtiin patenttitutkimus.

Patenttihaku tehtiin liittovaltion henkisen omaisuuden, patenttien ja tavaramerkkien varoilla sekä eräillä ulkomailta tulleilla lähteillä. Patenttiasiakirjoista tehtiin hakuja viimeisen kahdeksankymmenen vuoden ajalta (1930 - 2010).

Mäntämoottoreiden historia on useita vuosikymmeniä pidempi kuin itse ilmailun historiasta. He siirsivät ensimmäisen auton, nostivat ensimmäisen lentokoneen ja ensimmäisen helikopterin taivaalle, kävivät läpi kaksi maailmansotaa ja niitä käytetään edelleen 99,9 prosentissa maailman autoista. Nykypäivän ilmailussa mäntämoottorit on kuitenkin korvattu lähes kokonaan kaasuturbiinimoottoreilla, ja niitä käytetään yksinomaan pienikokoisissa henkilökohtaisissa tai urheilulentokoneissa.

Tämä johtui siitä, että jopa yksinkertaisin ja tehottomin kaasuturbiinimoottori sillä on suurempi ominaisteho (tehoyksikkö moottorin massayksikköä kohti) kuin nykyaikaisimmalla männällä, ja ilmailussa massa on erittäin tärkeä parametri. Lisäksi kaasuturbiinimoottori on monipuolisempi ja voi ajaa lentokonetta suihkuvirran ansiosta, vain tämä tosiasia antoi lentokoneelle mahdollisuuden saavuttaa 2, 3 tai jopa 4 kertaa äänen nopeutta suuremmat nopeudet.

Mutta takaisin mäntämoottoreihin. Miten ne on järjestetty? Kaavio näyttää nelitahtisen ilmajäähdytteisen bensiinimoottorin sylinterin järjestelyn: 1 - tuloputki (syöttö polttoaine-ilma-seos sylinteriin), 2 - sylinterin seinämä (tässä tapauksessa ulkopuolelta uurrettu, jäähdytetyn alueen lisäämiseksi, koska sylinteri on ilmajäähdytetty), 3 - mäntä ( edestakainen liike varmistaa seoksen sisäänoton, sen puristuksen, energian tuotanto ja poistokaasujen poisto edelleen), 4, 5 - kiertokanki ja kampiakseli (edentakaisin liikkuvan impulssin muuntaminen vääntömomentiksi), 6 - sytytystulppa (antaa kipinän, joka sytyttää seoksen), 7 - pakoputki (pakokaasun ulostulo) ), 8 - imu- ja pakoventtiilit ("avaa" sylinteri seoksen sisääntuloa (sisääntuloa) ja pakokaasun ulostuloa varten (pakokaasu), tiivistää sylinterin puristuksen ja sytytyksen aikana. On huomattava, että vain malliesimerkki on esitetty , mutta sen vaihtelut voivat olla merkittäviä, esimerkiksi sylinterit dieselmoottorit ei ole sytytystulppia, ja jos moottori nestejäähdytys- "kylkiluita" ei ole, mutta jäähdytysnesteen juoksemiseen on kanavia jne. Syklien lukumäärän mukaan (toiminnot, jotka tapahtuvat vuorotellen moottorin sylinterissä) moottoreita on 3 tyyppiä - kaksitahtisia, nelitahtisia ja kuusitahtisia. Eniten käytetty on nelitahtinen moottori, sen neljä sykliä on esitetty kaaviossa.

Kerroin hyödyllistä toimintaa nykyaikaisimmat mäntämoottorit eivät ylitä 25-30 %, ts. todellisuudessa noin 70 % kaikesta polttoaineen palamisen aikana saadusta energiasta muuttuu lämmöksi, joka on poistettava moottorista. Jäähdytysjärjestelmä on erittäin tärkeä osa voimalaitos ja määrittää suurelta osin sen ominaisuudet. Lämmönpoiston (muuten jäähdytyksen) tyypin mukaan moottorit jaetaan ilma- ja nestetyyppeihin.

Ja jos ilmajäähdytystä ei käytännössä käytetä autoissa sen alhaisen hyötysuhteen vuoksi alhaisilla nopeuksilla ja sen täydellisen puuttumisen vuoksi pysähdyksissä, ilmajäähdytteisiä moottoreita käytetään erittäin, erittäin laajalti mäntälentotoiminnassa, koska niillä on useita etuja nesteeseen verrattuna. -jäähdytetyt moottorit. Nimittäin pienempi paino, vastaavasti suurempi tehotiheys ja yksinkertaisempi ja siten luotettavampi rakenne. Lisäksi lennon aikana suuresta vapaasta ilmavirrasta johtuen jäähdytysteho on yleensä riittävä moottorin normaaliin toimintaan.

Useimmat mäntämoottorit ovat monisylinterisiä, mikä on välttämätöntä tehon ja yleishyötysuhteen lisäämiseksi. Tältä osin ne luokitellaan sylintereiden sijainnin mukaan kampiakseliin nähden. Kehityksensä huipulla lentokoneiden moottoreissa oli jopa 24 sylinteriä ja joissakin ei-sarjakopioita ja paljon muuta. Ja tärkeimmät, yleisimmin käytetyt sylinterijärjestelyt ovat V-muotoisia, rivi- ja tähtimuotoisia.

Niiden erottaminen ei ole vaikeaa, koska jos katsot edestä, ne näyttävät kirjaimelta V ensimmäisessä tapauksessa, yhdeltä riviltä (sarakkeelta) - toisessa tapauksessa ja tähdeltä (tai jos sylintereitä on paljon - pikemminkin lautanen) kolmannessa. Perinteisesti kaksi ensimmäistä tyyppiä käyttävät nestejäähdytysjärjestelmää, kun taas viimeinen käyttää ilmaa. Niinpä edellä mainittujen moottoreiden jäähdytystyypin etujen ja haittojen lisäksi voidaan lisätä, että rivimoottorit ovat kompakteja, ne voidaan asentaa ylösalaisin, mutta jos sylintereitä on paljon, ne kääntyvät. tulee hyvin pitkäksi.

V-muotoisissa on 2 peräkkäistä sylinteriä, vastaavasti, ne ovat puolet rivissä pitkiä, mutta vähemmän kompakteja, vaikka ne voidaan asentaa myös ylösalaisin, niillä on suurempi etuosa ja siten suurempi vastus. Tähtimuotoisissa tai radiaalisissa moottoreissa on vastaavasti kampiakselin ympärillä olevat sylinterit, ne ovat isoimpia, niillä on vain valtava etuosa ja veto, mutta tämän ansiosta niitä voidaan jäähdyttää tehokkaasti vastaantulevalla virtauksella ja niillä on erittäin pieni. pituusmittarit.