Двигатель.

[Martefi]

Содержание темы:

1. Как работает двигатель внутреннего сгорания.
2. Механизм наддува.
3. Рабочая смесь и как ее регулировать. Нагнетатель. Высотный корректор.
5. Двигатели водяного и воздушного охлаждения
6. Давление масла и топлива.
7. Магнетто.
8. Форсаж.
9. Следим за приборами.

[Martefi]

Как работает двигатель внутреннего сгорания

Бензиновые пары смешиваются с воздухом в соотношении 1:15. Эта смесь поступает в цилиндр и там взрывается. Взрыв толкает поршень, поршень отклоняет шатун, шатун крутит вал. Вот так:

На рисунке – 4-х тактный двигатель, часики справа внизу показывают такты, или стадии одного цикла работы.

1-я стадия – поршень идет вниз, через левый клапан затекает рабочая смесь – голубого цвета.
2-я стадия – поршень идет вверх и сильно сжимает рабочую смесь.
3- стадия – взрыв, расширяющийся газ - желтого цвета – выталкивает поршень вниз – это собственно рабочая стадия, во всех прочих стадиях поршень ходит по инерции.
4 – я стадия – поршень идет вверх и выталкивает отработанные газы - серого цвета - через правый клапан.

[Martefi]

Механизм наддува.

Автор - Milich
Наддув - принудительная подача воздуха в цилиндры двигателя с помощью специального насоса.

Недостаточный наддув = падение мощности.
Избыточный наддув = перегрев.

Различают компрессорный и турбонаддув.
Компрессор - специальный насос соединённый с валом двигателя, отбирая часть мощности двигателя позволяет подать сжатый воздух в цилиндры. Недостаток - расходуется часть мощности двигателя.
Турбонаддув - специальная турбинка, стоящая перед выхлопным коллектором, является приводом воздушного компрессора. Использует энергию выхлопа двигателя. Теоретически с применением турбонаддува КПД двигателя увеличивается. Почти бесплатно.
На практике, турбинка работает в очень горячей и агрессивной среде выхлопных газов, поэтому не отличается надёжностью работы. Проблемы разработки систем турбонаддува в течение ТОЙ войны полностью решены не были и турбонаддув применялся очень ограниченно.

[Martefi]

Рабочая смесь и как ее регулировать. Нагнетатель. Высотный корректор.

Это соотношение количества паров топлива и кислорода.

Оптимальное соотношение = рабочая смесь сгорает полностью.
Бедная смесь - неполное сгорание => недобор мощности.
Богатая смесь – кроме неполного сгорания еще и перерасход топлива.

При совсем уж неправильном соотношении двигатель глохнет, либо задыхается.

При подъеме на высоту воздух становится разреженным и начинается кислородное голодание, т.е. соотношение 1:15 оказывается уже не оптимальным.

Чтобы это исправить можно:

1. Подать под давлением больше разряженного воздуха
2. Уменьшить количество топлива в смеси с разряженным воздухом

За пункт 1. Отвечает Нагнетатель, за пункт 2 – высотный корректор.

НАГНЕТАТЕЛЬ умеет гнать воздух каким-ниубдь способом перегоняет через себя воздух так, чтобы давление на выходе было больше, чем на входе. Обычно он имеет 2 ступени. После определенной высоты следует переключить нагнетатель на следующую ступень.

ВЫСОТНЫЙ КОРРЕКТОР – регулирует количество врыска топлива.
Кроме высоты, влияет темепература – чем холоднее воздух, тем он плотнее, тем выше давление кислорода, тем богаче оптимальная смесь.

Обычно мы работаем со смесью очень грубо – переключаем на 80% на высотах в 4000-5000 тыс. (в зависимости от самолета).

Вот примеры высот переключения нагнетателя и корректора для некоторых двигателей:

И-153 М-62, И-153П, И-16 тип 18/24, Р-40m, A-20G
нагнетатель 2200 смесь (для советских) 5000 м.
Ла-5 (Ф, ФН) и Ла-7 нагнетатель 3500 м смесь 5000 м.
ЛаГГ-3 (ранняя серия) Нагнетатель 2200 м. Смесь 4000 м.
Як Нагнетатель 2000; смесь 3000 м . (для Як-9 – 4000м)
Hurricane Нагнетатель 2800 м
F4F, FM-2 серия Переключение нагнетателя на следующую ступень на 2500м и 4800м
F4U серия Переключение нагнетателя на 2600м и 8200м
F6F серия Переключение нагнетателя на 2500м и 8100м

У американцев смесь регулируется автоматически.

Для более точного побдобра следует смотреть на индикатор наддува. При оптимальной смеси и наддув будет максимальный.

Вот что показывают приборы на лавке: до 3500 наддув падает, потом переключаем нагнетатель, наддув опять возрастает.

[Martefi]

Двигатели водяного и воздушного охлаждения

В двигателе воздушного охлаждения цилиндры стоят «звездой» - их охлаждает набегающий поток воздуха.

Самоелет получается «сама мода», напр. Чайка или Ишак. (Позже научились ставить 2 звезды вместо одной – это позволило уменьшить высоту каждого цилиндра, а следовательно – поперечное сечение двигателя, поэтому ЛА-5 не такой тупоносый) Зато такая система надежна, двигателю не страшны пробоины.

В двигателе водяного охлаждения есть темпретура передается охлаждаающей жидкости, и уже она охлаждается потоком воздуха. Цилиндры установлены V-образно.

Такая система охлаждает лучше, самолет получается остроносый и обтекамый (Ил2, Миг, Лагг, Як).
Зато любая пробоина радиатора вызывает вытекание жидкости и через 5-10 мин. Двигатель выходит из строя от перегрева.

[Martefi]

Давление масла и топлива

Автор - =IronSky=Pikovyi
Давление топлива - это величина, создаваемая топливным насосом, в топливопроводе. Масляное давление - это величина, создаваемая насосом смазочной системы. При отсутствии давления в топливной системе, прекращается подача, соответственно, топлива, и двигатель глохнет, так как в карбюратор не поступает топливо, а в цилиндры не поступает рабочая смесь. Если при отсутствии давления в топливной системе двигатель, возможно, уцелеет, то при отсутствии давления в смазочной системе двигатель клинит. Ибо без смазки в двигателе создаётся огромная сила трения, приводящая к перегреву двигателя. Нагреваются рабочие элементы, металл под действием температуры расширяется и двигатель клинит.

[Martefi]

Магнетто

Автор - Milich

Магнетто - это очень интересная система организации синхронного зажигания смеси в цилиндрах двигателя, без применения внешних источников питания типа аккумуляторов.
Принцип работы: на валу двигателя устанавливаются постоянные магниты в точках, соответствующих требуемым углам зажигания каждого цилиндра. На корпусе двигателя устанавливается система катушек индуктивности. При прохождении магнита мимо катушки вырабатывается ЭДС, которая позволяет получить синхронизированную искру в свечах зажигания. Проблема этой системы в том, что пока двигатель не наберёт минимальных оборотов, ЭДС не вырабатывается. Для запуска применялась специальная релейная схема типа "Зуммер". При нажатии на кнопку принудительного зажигания вырабатывалась не синхронная серия импульсов зажигания до первых признаков начала работы двигателя. После выхода двигателя на режим холостого хода зуммер отключался. Для резервирования системы зажигания в период ВВ-2 применялись двойные магнето нагруженные на двойную систему свечей зажигания. При выходе из строя одной системы магнето-свечи, вторая обеспечивала устойчивую работу двигателя. Правда, при этом немного снижалась мощность и, что особенно важно, возникала неустойчивая работа двигателя на ХХ.

[Martefi]

Форсаж

Автор - Milich

Тут подходы в определениях немного разные в советских источниках и иностранных. Это коснулось и терминологии, принятой в игре Ил-2.
В советской терминологии - форсаж, это перевод двигателя в чрезвычайный, он же - кратковременный, он же - форсированный режим, при котором время достижения критических эксплуатационных параметров измеряется минутами (от 1 до 5). после чего надо снизить мощность, или двигатель будет повреждён.
В западной терминологии - форсаж означает применение специальных систем, позволяющих обеспечить работу двигателя в чрезвычайном режиме длительное время.
Как правило, для ДВС различают два вида систем:
- дозированная подача воды в цилиндры, для снижения температуры горения топлива в цилиндрах;
- подача окиси азота, позволяющая получить дополнительное количество кислорода в процессе горения топлива в цилиндрах.

[Martefi]

Следим за приборами.

Обороты. Прибор, показывающий обороты двигателя, называется тахометр. На советских машинах на нем написано «обороты», на англоамериканских – R.P.M. - Revolutions per minute оборотов в минуту.


Чем больше обороты – тем выше тяга (при прочих равных, т.е. при том же шаге винта и при том же газе)

Если обороты выше номинальных – двигатель будет перегреваться.

Температурные датчики.
На практике мы следим только за выходным маслом – при 115 гр. начинается перегрев.
Кроме того, поскольку симуляторы постоянно развиваются, в любой момент может потребоваться.
Охлаждающая жидкость, или вода, бывает два прибора – входная и выходная, – обычно на выходе 90 гр,
Входящее масло – если масло на входе перегрето, значит оно не успевает охлаждаться, значит есть проблема в радиаторе.
Головки цилиндров важны для двигателей с воздушным охлаждением, на приборе стоит красная черта, указывающая перегрев. (В БзБ на англ. Бомбере на этот прибор приходится смотреть).