книги из ГПНТБ / Гаевский О.К. Авиамодельные двигатели
.pdfО. К. ГАЕВСКИЙ,
м а с т е р |
с п о р т а |
АВИАМОДЕЛЬНЫЕ
Д В И Г А Т Е Л И
издание второе, исправленное и дополненное
З Д А Т Е Л Ь С Т В О Д О С А А Ф * М О С К В А • 1973
В книге рассказывается о порш невых микродвигателях внутреннего сгорания, работающих по двухтакт ному циклу, о их конструкциях, из готовлении и эксплуатации. Крометого, даются советы по технике сбор ки и наладки серийных двигателей и двигателей, изготовленных самостоя тельно, описываются приемы повы шения мощности и методика подго товки к соревнованиям.
Книга рассчитана |
на авна-, авто- |
II судомоделистов, |
занимающихся в: |
кружках школ, домов пионеров и наі станциях юных техников.
И0ДЛТЕ4ЬСТВОЛОСЛЛФ СССР. 1973t
КЛАССИФИКАЦИЯ АВИАМОДЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Авиамоделисты, а также строители моделей судов и автомобилей почти исключительно применяют поршне вые двигатели внутреннего сгорания, работающие по двухтактному циклу. Это объясняется тем, что двухтакт ные двигатели проще по конструкции, имеют меньше де талей и более быстроходны. Экономичность — основ ное преимущество четырехтактных двигателей — в усло виях эксплуатации «а моделях не имеет существенного значения.
Поршневые авиамодельные двигатели разделяются на три спортивные категории:
I |
— |
с рабочим |
объемом до 2,5 см3 ; |
||||
II |
— |
» |
» |
» |
» 5 |
» |
; |
III |
— |
» |
» |
» |
» .10 |
» |
; |
Разделение двигателей по рабочему объему цилиндр ра позволяет точнее сравнивать летные качества различ ных моделей и создает единообразные условия соревно ваний. Учитывая это разделение, наши конструкторы н промышленность создают двигатели с рабочим объемом, близким к указанным пределам. Однако многие фирмы не ограничиваются производством указанных выше трех категорий двигателей и выпускают двигатели? с с б о ч и м объемом 0,8; 1,5; 1 см3 и другие.
По способу зажигания рабочей смеси современные авиамодельные двигатели делятся на три вида:
—калильные с зажиганием от калильной свечи;
—компрессионные с 'Самовоспламенением топливной смеси от сжатия;
3
Рис. 1. Общий внд современных авиамодельных двигателей:
а— компрессионного; б — калильного
—бензиновые с высоковольтным искровым зажига
нием.
Общий вид компрессионного и калильного авиамо дельных двигателей показан яа рис. 1.
ДЕЙСТВИЕ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС
Рабочий процесс в двигателе, работающем по двух тактному циклу, протекает в следующем порядке. При движении поршня вверх в картере создается разрежение, благодаря чему рабочая смесь засасывается через кар бюратор в полость картера. При движении поршня вниз смесь в картере сначала сжимается, а затем перепуска ется по каналу в камеру сгорания. При следующем ходе поршня вверх, который происходит под действием сил инерции масс вращающихся деталей, находящихся на валу двигателя, рабочая смесь в цилиндре сжимается,. Одновременно происходит всасывание в картер из кар бюратора новой порции рабочей смеси.
При положении поршня, близком к верхней мерт вой точке (в.м.т.), под воздействием сжатия, нагрева от спирали, находящейся в свече, или искры, происходит
4 |
7 |
воспламенение рабочей смеси, образуются газы, которые начинают давить на поршень. Под действием этих сил поршень перемещается вниз. При движении поршня вниз открывается выхлопное окно (рис. 2) и газы устремля-
^Возаух - с - Горючее ъфСмесь Воздуха с горючим
ФСжатоя смесь доэдухг |
Сгоревшие |
с горючим |
г а з ы - |
Рис. 2. Схема действия двухтакт ного калильного двигателя с газо распределением поршнем
ются наружу. Давление в цилиндре падает почти до ат мосферного. Перемещаясь далее вниз, поршень открыва ет перепускное окно, и горючая смесь поступает в ци линдр. Происходит перепуск и продувка, затем сжатие, и цикл повторяется.
Повторение цикла возможно лишь при условии, что силы инерции деталей, находящихся на валу, будет до-
статочио для того, чтобы возвратить поршень в в.м.т. и повторить сжатие. В противном случае двигатель оста новится. Для того чтобы гарантировать повторение цик ла при малых оборотах, на двигателях внутреннего сго-
Рис. 3. Устройство двухтактных авиамодельных двигателей с раз личными конструкциями газораспределения:
с — поршнем; б — валом; е — дисковым золотником; г — резо
нансным пластинчатым клапаном
рания применяется маховик — тяжелый металлический диск, обладающий значительной инерцией.
У авиамодельных двигателей маховиком служат про пеллер, вал, кок и втулка, т. е. все детали, вращающиеся
вместе с валом двигателя. |
|
|
|
В с а с ы в а н и е м |
называется |
процесс |
заполнения |
картера двигателя горючей смесью |
воздуха с |
топливом. |
6
Протекает этот процесс так. Поршень при движении вверх создает разрежение в картере. Через трубку, на зываемую всасывающим патрубком, в картер устремля ется воздух. На пути движения воздуха имеется попе речная трубка — жиклер, подающий топливо. Протека ющий воздух захватывает частицы топлива, распыляет их и уносит в полость картера. Величина отверстия жик-
Рис. 4. Схемы продувок двухтактных авиамодель ных двигателей:
а — поперечная; б — встречная кольцевая; в — поперечно-петлевая с двумя выпускными и одним продувочным окном; г — поперечно-петлевая с двумя продувочными и одним выпускным окном;
д— перекрестная
лера, сквозь которое протекает горючее, регулируется иглой. Впуск горючей смеси в картер регулируется порш нем, валом, золотником или клапаном (рис. 3).
П е р е п у с к о м называется процесс перемещения го рючей смеси в цилиндр. Происходит перепуск потому, что в картере двигателя при перемещении поршня вниз давление ранее поступившей туда смеси превышает дав ление в цилиндре. Под действием этой разности давлений смесь перетекает из картера в цилиндр.
7
П р о д у в к о й ц и л и н д р а называется процесс за полнения цилиндра свежей горючей смесью и движение
продуктов сгорания топлива |
к выхлопным |
окнам. |
В ы п у с к о м называется |
процесс выхода |
продуктов |
сгорания топлива из цилиндра. Процессы перепуска й продувки решающим образом влияют на быстроходность и мощность двигателя.
Движение газов при перепуске и продувке происхо дит у различных двигателей не одинаково и зависит от
Рис. 5. Круговая диаграмма фаз газорас пределения двухтактного двигателя с золот никовым распределением всасывания
того, как расположены по отношению друг к другу пере пускные и выхлопные каналы и какую они имеют форму и направление. В зависимости от того, как протекают газы, различают следующие виды продувок: поперечную, поперечно-петлевую, встречную кольцевую, перекрест ную (рис. 4).
На современных быстроходных авиамодельных дви гателях лучшие результаты пока получены аіри попереч* ной и поперечно-петлевой продувках. Длина каналов, их форма и сечение влияют на гидродинамические потеридвижения горючей смеси. Чем короче путь течения газов- и чем меньше препятствий встречает на своем пути их поток, тем быстроходнее и мощнее может быть двига тель.
Углы поворота вала, соответствующие всасыванию, выхлопу и перепуску, называют ф а з а м и г а з о р а с -
8
пр е д е л е н и я двигателя. Фазы газораспределения па, схемах изображают в виде круговой диаграммы (рис. 5). Диаграмма дает представление только о том, сколькимградусам угла поворота вала двигателя соответствуют; процессы газораспределения. На развернутой диаграмм
Дюймы
Цгсл nctsopo->.\
ma Sana <gr Выхлоп откоьт
Рис. 6. Развернутая диаграмма фаз газораспределения двух тактного двигателя с распределением всасывания дисковым золотником
ме (рис. 6) показаны также площади проходных сече ний, сквозь которые протекают газы, поэтому она дает; более полную картину газораспределения.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ
Основными геометрическими характеристиками явля
ются рабочий объем |
V, диаметр цилиндра D, ход порш» |
о |
S |
ня о, их отношение |
-^Г и степень сжатия е. |
Рассмотрим их влияние на работу двигателя в от дельности.
а.