Содержание
Устройство современного двигателя
Устройство двигателя
Двигатель – энергосиловая машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. Еще двигатель называют «мотором», что было позаимствовано из немецкого языка. Различают различные типы двигателей из которых широкое распространение получили двигатели внутреннего сгорания и электрические двигатели. Существует более подробная классификация двигателей внутреннего сгорания.
Устройство двигателя внутреннего сгорания состоит из двух механизмов:
1) Кривошипно-шатунного механизма (КШМ) — преобразует прямолинейное возвратно-поступательные движения поршней, воспринимающих давление газов, во вращательное движение коленчатого вала. Детали КШМ делят на две группы: подвижные детали КШМ и неподвижные детали КШМ.
Подвижные детали КШМ: поршень , поршневой палец, шатун, коленчатый вал, маховик.
Неподвижные детали КШМ: блок цилиндров, головка цилиндров, картер маховика и сцепления, гильзы цилиндров, крышка блока, крепежные детали, кронштейны, прокладки.
2) Газораспределительного механизма (ГРМ) — служит для своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов двигателя, обеспечивая качественное наполнение цилиндров двигателя свежим зарядом, их очистку от отработавших газов и герметизацию цилиндров при сжатии и рабочем ходе поршня.
|
Неисправности двигателя автомобиля
Как запустить двигатель, если он не заводится?
Замена ремня ГРМ своими руками
|
Двигатель состоит также из пяти систем:
- Система охлаждения — предназначена для поддержания оптимального теплового режима двигателя, чтобы он не перегревался и не переохлаждался.
- Система смазки — служит для подвода масла к трущимся поверхностям деталей двигателя, частичного отвода теплоты и продуктов изнашивания.
- Система питания — служит для приготовления горючей смеси из паров топлива и воздуха в определенных пропорциях, подачи ее в цилиндры двигателя и отвода из них отработавших газов.
- Система зажигания — служит для создания тока высокого напряжения и распределения его по цилиндрам двигателя и воспламенения рабочей смеси в камере сгорания в определенные моменты.
- Система пуска — служит для первоначального вращения коленчатого вала, что обеспечивает запуск двигателя.
Поршневые двигатели внутреннего сгорания классифицируют по следующим признакам:
1) По назначению:
-транспортные
-стационарные
2) По способу осуществления рабочего цикла:
-четырехтактные
-двухтактные
3) По способу смесеобразования: (внешнее и внутреннее)
4) По способу воспламенения:
-с принудительным воспламенением от свечи зажигания (конструкция карбюраторного двигателя)
-с воспламенением от сжатия (самовоспламенение) (конструкция дизельного двигателя)
5) вид применяемого топлива:
-бензин
-дизельное топливо
-газ
6) по числу цилиндров: одноцилиндровые и многоцилиндровые
7) по расположению цилиндров: однорядные, двухрядные,V-образные.
8) по способу наполнения свежим зарядом:
-без наддува
-с наддувом
9) по охлаждению: жидкостное и воздушное
Для изучения общего устройства автомобиля и остальных его элементов заходите в раздел «Устройство и ремонт автомобиля«.
|
Как сделать
капитальный ремонт
двигателя самому?
Запресовка
поршневых пальцев.
Диагностика двигателя Не дорого!
Ремонт головки блока
цилиндров двигателя
шаг за шагом
|
что это и как работает. 5 интересных фактов :: Autonews
Двигатель внутреннего сгорания, или сокращённо ДВС, — это «сердце» большинства современных автомобилей. И не только машин, но также мотоциклов, кораблей, тепловозов, самолётов и даже масштабных моделей транспортных средств.
- Что такое ДВС
- Как создавался ДВС
- Устройство ДВС
- Виды
- 5 интересных фактов
adv.rbc.ru
Что такое ДВС
ДВС — это пока основной вид двигателей транспортных средств, тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. Сжигая горючее во внутренних камерах, двигатель внутреннего сгорания освобождает энергию, а затем преобразует её во вращательное движение. Оно, в свою очередь, раскручивает колёса или лопасти.
Двигатели внутреннего сгорания принято делить на несколько основных типов:
- Поршневой двигатель внутреннего сгорания;
- Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания:
- Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.
Основным типом ДВС является классический поршневой двигатель, поэтому преимущественно речь дальше пойдёт о нём.
Как создавался ДВС
Двигатель внутреннего сгорания стар как мир. История создания этой машины тесно связана с паровыми двигателями, то есть двигателями внешнего сгорания.
Паровые двигатели, применяемые в XVIII веке, были громоздкими и слабыми, с чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия. Тепло от сгорания топлива в них использовалось для нагрева жидкости, а та в свою очередь, превращалась в пар и совершала работу. Звучит красиво, а что на деле? По факту практический КПД, то есть эффективность преобразования энергии, обычно составлял от 1 до 8%. Уже тогда было ясно — систему нужно улучшать. Зачем сжигать горючее вне мотора, не лучше ли делать это прямо в нём?
Попытки создания ДВС начались намного раньше, чем вы можете себе представить, — ещё в XVII веке. В 1678 году голландский математик Христиан Гюйгенс создал примитивный ДВС, работающий… на порохе. Идея получила развитие: экспериментаторы в различных странах шли по схожему пути, но далеко не все из них попали в историю.
Доподлинно известно, что в 1794 году Робертом Стритом был запатентован двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе. Построен первый рабочий прототип. В 1807 году француз Нисефор Ньепс разработал твердотельный ДВС, работающий на порошке пиреолофора. С прототипом лично ознакомился Наполеон Бонапарт. В том же году Франсуа Исаак де Риваз создал поршневой ДВС, работающий на газообразном водороде — этот мотор получил поршневую группу и искровое зажигание.
Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.
Многие изобретатели приложили руку к сознанию двигателя внутреннего сгорания, но первым коммерчески успешным проектом стало детище французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара. К 1864 году он продал свыше 1 400 своих двигателей и неплохо на этом нажился.
Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.
Устройство поршневого ДВС
Традиционный поршневой двигатель внутреннего сгорания — чрезвычайно сложная система. Однако основных деталей у классического ДВС не так уж и много. Без этих элементов работа двигателя внутреннего сгорания невозможна:
- блока цилиндров — механической основы мотора;
- головки блока цилиндров;
- поршней;
- шатунов;
- коленчатого вала;
- распределительного вала с кулачками;
- впускных и выпускных клапанов;
- свечей зажигания*.
* — на самом деле деталей значительно больше, но рассказать о каждой из них в рамках короткой статьи не представляется возможным.
Принципы работы ДВС
Все классические ДВС работают по схожему принципу. В процессе их работы энергия вспышки топлива, то есть тепловая энергия, преобразуется в энергию механическую. Обычно это происходит следующим образом:
- Когда поршень в цилиндре движется вниз, открывается впускной клапан. В цилиндр поступает топливовоздушная смесь.
- Поршень поднимается, а выпускной клапан закрывается. Поршень сжимает топливовоздушную смесь и доходит до верхней мёртвой точки.
- На свече зажигания возникает искра, топливовоздушная смесь мгновенно сгорает, выделяя большой объём газов. Под их действием поршень устремляется вниз.
- Открывается выпускной клапан и выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.
Четырехтактный двигатель
В четырёхтактном моторе происходит четыре непрерывных последовательных стадии:
- Впуск (наполнение цилиндра смесью).
- Сжатие.
- Рабочий ход или сгорание.
- Выпуск отработавших газов.
Двухтактный двигатель
Но бывают и иные моторы — двухтактные. Они работают немного по-другому и применяются, как правило, на мототехнике и бензиновых инструментах вроде бензопил. Что происходит в них?
- Когда поршень движется снизу-вверх, в камеру сгорания поступает топливо. Сжатая поршнем топливовоздушная смесь поджигается искрой.
- Смесь загорается и поршень устремляется вниз. Открывается доступ к выпускному коллектору и из цилиндра выходят продукты сгорания.
Разница в том, что тактов всего два: на первом одновременно происходит впуск и сжатие, а на втором — опускание поршня и выпуск продуктов сгорания из коллектора.
Какие ещё бывают ДВС
Помимо поршневых двигателей внутреннего сгорания создано немало иных разновидностей ДВС — роторные, газотурбинные, реактивные, турбореактивные и бесчисленное множество их модификаций. Чем они отличаются?
- Газотурбинные ДВС
Если в традиционных поршневых ДВС работа расширения газообразных продуктов сгорания преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, то в газотурбинных работа расширения продуктов сгорания воспринимается рабочими лопатками ротора, а в реактивных используется реактивное давление, возникающее при истечении продуктов сгорания из сопла. Все эти типы ДВС объединяет одно — во время работы они внутри себя сжигают топливо.
- Роторные ДВС
Крайне необычные моторы, которые можно встретить даже на серийных машинах. Первый роторно-поршневой мотор был создан немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот ДВС внешне совершенно не похож ни на один традиционный поршневой мотор.
Двигатель Ванкеля состоит из корпуса, камеры сгорания, впускного и выпускного окон, неподвижной шестерни, зубчатого колеса, ротора, вала и свечи зажигания. Ротор на эксцентриковом валу приводится в действие силой давления газов в результате сгорания топливовоздушной смеси. Он вращается относительно статора посредством шестерён. Когда ротор совершает эксцентричные круговые движения, его грани соприкасаются с внутренней поверхностью камеры сгорания. Таким образом создаются три изолированные камеры, в которых попеременно сжигается топливо. Вращающийся ротор передаёт крутящий момент на трансмиссию.
Человечество создало немало невероятных и по-настоящему уникальных моторов. Вот 10 самых совершенных из них:
👉 Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории
5 интересных фактов о ДВС
ДВС может работать на альтернативном топливе
Современные ДВС принято делить на два основных типа по применяемому топливу — бензиновые и дизельные. Однако сама история создания двигателей внутреннего сгорания позволяет понять: сжигать в таких моторах можно многие виды горючего — от различных газов до всевозможных растворителей и спиртов. Главное — испарить их и подмешать воздух в нужных пропорциях.
Наиболее распространённые альтернативы бензину и дизелю — пропан-бутан и метан, но можно использовать даже «гремучую смесь» — водород с кислородом. И это далеко не всё: почти любая современная машина с ДВС способна ездить на смеси бензина с этанолом или на чистом этаноле, то есть спирте, получаемом экологически чистым путём. Поедет бензиновый автомобиль и на различных растворителях. К примеру, запустить ДВС можно на обычном сольвенте из хозяйственного магазина — с помощью этой жидкости обычно осуществляют чистку топливной системы.
ДВС выживет в космосе и под водой (если очень постараться)
Двигатель внутреннего сгорания можно заставить работать даже в космосе. Всё, что для этого требуется, — обеспечить подачу кислорода для создания топливовоздушной смеси. При соблюдении этого нехитрого условия ДВС может запуститься и работать даже под водой. Для него нет ничего невозможного.
ДВС действительно плох
Несмотря на всю свою технологичность и сложность, по уровню КПД бензиновый ДВС недалеко ушёл от парового мотора. Эффективность этих агрегатов оставляет желать лучшего. Коэффициент полезного действия в среднем варьируется в диапазоне от 20 до 25%.
Иными словами, при сжигании условных 10 литров бензина лишь около трёх литров выполняют полезное действие. Всё остальное горючее тратится на тепловые и механические потери. С этой точки зрения дизельные движки намного круче: их КПД достигает 40%. Но и их век уже прошёл.
Отказ от ДВС неизбежен
Одну из причин грядущего отказа от двигателей внутреннего сгорания мы уже раскрыли — это низкий КПД. Но есть и ещё один немаловажный момент — влияние на экологию. Поскольку почти все ДВС работают на невозобновляемых ресурсах (бензине, дизеле, нефтяном газе), отказ от них жизненно необходим.
По данным специалистов, мировой запас нефти составляет 1,726 трлн баррелей, которых хватит при нынешнем уровне потребления немногим более чем на 50 лет. Из нефти делают не только топливо. Она — основа синтетических каучуков, пластиков, еды, тканей, шампуней и даже аспирина. Всего того, без чего жизнь человека уже практически невозможна.
Системы двигателей « Автомобильная механика
Системы двигателей включают следующее;
1. Начальная система
2. Топливная система
3. Система зажигания
4. Система охлаждения
5. Система смазки
6. Впускная система
7. Выхлопная система
8. Система зарядки
9. Электронная система управления двигателем
Это системы для бензиновых двигателей. Дизельные двигатели имеют аналогичные системы, за исключением системы подачи топлива и зажигания. Некоторые части системы встроены в двигатель, некоторые прикреплены к двигателю, а другие расположены на панелях кузова в моторном отсеке.
Функции этих систем описаны ниже. Некоторые системы были рассмотрены в этом томе и последующих блогах.
1. Система запуска
Стартер используется для вращения двигателя во время запуска. Он состоит из электродвигателя и привода, привод имеет маленькую шестерню, которая при пуске входит в зацепление с зубчатым венцом на маховике. Аккумулятор подает электрический ток (энергию) для работы стартера и вращения двигателя до тех пор, пока он не запустится и не заработает самостоятельно. Подробности смотрите по ссылкам на видео
2. Топливная система
Существует четыре основных типы топливных систем;
1. Карбюраторная система для бензиновых двигателей
2. Система впрыска топлива для бензиновых двигателей
3. Газовые топливные системы
4. Дизельная система впрыска
Все эти системы работают по-разному, но все они имеют место для хранения топливо (топливный бак или цилиндр) и способ подачи топлива в двигатель. У них также есть способ подачи воздуха и топлива, смешанных в правильных пропорциях, чтобы его можно было эффективно сжигать в камерах сгорания.
§ Автомобильное газовое топливо – это сжиженный нефтяной газ (LPG) и природный газ для транспортных средств (NGV).
, и вы можете проверить приведенную ниже ссылку, чтобы наглядно узнать, как работает топливная система в системе EFI?
, и вы также можете проверить приведенную ниже ссылку, чтобы наглядно узнать, как топливная система работает в дизельной топливной системе?
http://www.youtube.com/watch?v=eD1dfT6uEdM&feature=related
3. Система зажигания. Это необходимо для обеспечения искры, воспламеняющей заряды в камерах сгорания. По этой причине бензиновые двигатели иногда называют двигателями с искровым зажиганием. Это отличает их от дизельных двигателей, которым не нужна искра, поскольку они используют воспламенение от сжатия.
Сгорание в дизеле происходит, когда топливо впрыскивается в камеру сгорания. Воздух в цилиндре имеет высокую температуру из-за сжатия — достаточно высокую, чтобы воспламенить топливо, распыляемое из форсунки.
Посмотрите видео ниже о том, как работает система зажигания в бензиновом двигателе, известном как двигатель SI (искровое зажигание).
http://www.youtube.com/watch?v=pQCGj_fOCts
Ниже приведена ссылка на дизельную топливную систему, известную как двигатель с воспламенением от сжатия.
http://www.youtube.com/watch?v=sSKzGvONATE
4. Система охлаждения
В двигателе при горении топливовоздушной смеси выделяется значительное количество тепла. Часть тепла используется для совершения полезной работы, часть передается другим частям двигателя, а часть уносится с выхлопными газами.
Однако остается некоторое количество тепла, которое может привести к повреждению, если его не удалить. Это функция системы охлаждения, которая отводит около трети выделяемого тепла.
Система охлаждения не просто отводит тепло; он поддерживает температуру двигателя на уровне желаемой рабочей температуры. В двигателе с жидкостным охлаждением это достигается за счет циркуляции охлаждающей жидкости через водяные рубашки. В двигателе с воздушным охлаждением охлаждение осуществляется воздухом, проходя через ребра охлаждения.
Ниже приведена ссылка на систему охлаждения двигателя.
http://www.youtube.com/watch?v=WFkxeEbl-5o&playnext=1&list=PL6AF615381E714182
5. Система смазки
Система смазки двигателя состоит из масляного насоса, предохранительного клапана и фильтра; также трубы, проходы и отверстия в различных частях двигателя, через которые может течь масло.
Некоторое количество масла находится в масляном поддоне или поддоне. Отсюда масло забирается масляным насосом и циркулирует по всему двигателю, прежде чем вернуться в масляный поддон. Масло смазывает все движущиеся части, и это не только снижает трение, но и предотвращает износ и повреждение. Масляный насос приводится в движение непосредственно коленчатым валом. В системе имеется масляный радиатор, расположенный на креплении фильтра под фильтром.
Ниже приведена ссылка на систему смазки двигателя.
http://www.youtube.com/watch?v=1ZLrHrWwQEI&feature=related
6. Воздух Система впуска
В бензиновых двигателях с электронным впрыском система впуска включает воздухоочиститель, воздуховод, узел дроссельной заслонки и впускной коллектор. Форсунки топливных форсунок впрыскивают топливо в воздух, проходящий из впускного коллектора во впускные каналы.
В карбюраторных топливных системах смесь воздуха и топлива подается из карбюратора через впускной коллектор в двигатель через впускные отверстия.
Для двигателей, работающих на газе, смесь воздуха и газа подается в двигатель через впускной коллектор. В бензиновых двигателях с впрыском топлива и в дизельных двигателях чистый воздух подается только через впускной коллектор.
Ниже приведена ссылка на систему впуска воздуха в двигатель. На видео вы увидите камеру сгорания, но первоначальный вход воздуха осуществляется через воздухоочиститель, воздухоочиститель, (турбокомпрессор, если он установлен), впускной коллектор, карбюратор и, наконец, в камеру сгорания через открытые впускные клапаны.
http://www.youtube.com/watch?v=60QX5RY_ohQ&feature=related
7. Воздух Выхлопная система
Выхлопная система отводит сгоревшие газы от двигателя, а также снижает шум. Система состоит из выпускного коллектора, выхлопных труб, каталитического нейтрализатора и глушителя. У разных двигателей их расположение разное: может быть более одного глушителя и более одного каталитического нейтрализатора. Двигатели, работающие на бензине, заменяющем свинец (LRP), не имеют каталитического нейтрализатора, равно как и дизельные двигатели.
Выхлопная система работает по мере поступления всасываемого воздуха, так же как выхлопные газы выводятся из двигателя через клапаны, Выпускной коллектор (собирает выхлопные газы со всех цилиндров в одном месте, затем выбрасывает через глушитель, в автомобилях каталитический нейтрализатор установлен для преобразования наиболее опасного CO в CO 2 )
8. Система зарядки
Генератор переменного тока, который приводится в действие двигателем, преобразует механическую энергию в электрическую. Аккумулятор подает энергию для стартера, системы зажигания и электронного топливного насоса в период запуска (бензиновый двигатель), но когда двигатель работает, всю электроэнергию подает генератор переменного тока. Он также перезаряжает аккумулятор, чтобы заменить энергию, используемую во время запуска.
Ниже приведена ссылка на систему зарядки двигателя.
http://www.youtube.com/user/masterconcept?blend=23&ob=5#p/u/0/mh2CfhkIANI
9 . Электронная система управления двигателем (ЭБУ)
Электронная система управления двигателем состоит из датчиков, блока управления и исполнительных механизмов. Блок управления получает сигналы от датчиков, а затем отправляет сигналы на различные исполнительные механизмы. Есть датчики на двигателе, в системе впуска и в системе выпуска; форсунки — это приводы, которые регулируют распыление топлива. В системе зажигания также есть приводы, которые ускоряют и задерживают искру.
Ниже приведена ссылка для системы ЭБУ двигателя. Это целая система, включающая в себя ЭБУ (электронный модуль управления), кабели или связки, датчики и сигнальные лампы и т. д. Основным программным компонентом является ЭБУ, в котором хранятся команды срабатывания компонентов и точность заправки жидкостей и распылителей (форсунок).
Продолжение
0003
7 мая 2011 г.
Автор: пирмудассир |
Механический | Системы двигателя |
2 комментария
Введение в системы авиационных двигателей – зажигание, смазка и топливо
В легком самолете мощность и крутящий момент, создаваемые двигателем во время его работы, используются не только для создания тяги, необходимой для движения самолета вперед. Двигатель также используется для питания нескольких систем, необходимых для поддержания работы двигателя и безопасной эксплуатации самолета.
Системы двигателей — это большая и важная тема, поэтому для каждой основной системы есть отдельный пост с описанием конструкции системы и ее назначением. Далее следует лишь краткое введение в различные системы со ссылками на все более крупные посты.
Системы, относящиеся к двигателю, подразделяются на две категории: те, которые необходимы для поддержания работы двигателя, и те, которые не нужны для поддержания работы двигателя, но работают вне двигателя и поэтому работают только при работающем двигателе. .
Системы, необходимые для работы двигателя
Для поддержания работы двигателя внутреннего сгорания необходимы три основные системы двигателя. Это система зажигания, система смазки и топливная система.
Система зажигания
Целью системы зажигания двигателя является постоянная подача импульсов очень высокого напряжения на свечи зажигания, расположенные в каждом цилиндре. Это должно происходить в правильном порядке работы цилиндров и в правильный момент цикла двигателя. Зажигание настолько важно для работы двигателя, что эта система полностью отделена от всех других систем (изолирована от электрической системы). Дополнительное резервирование за счет установки двух полностью независимых систем зажигания, так что двигатель будет продолжать работать в случае отказа одной системы.
Зажигание двигателей внутреннего сгорания авиации общего назначения чаще всего достигается за счет использования двойных магнето. Магнето содержит вращающийся магнит с приводом от двигателя, который индуцирует переменный ток через сердечник из мягкого железа за счет электромагнитной индукции. Затем этот изменяющийся ток через трансформатор повышается до очень высокого напряжения, после чего подается на свечи зажигания через распределитель.
Меньшие и более современные авиационные двигатели, такие как Rotax 912/914, популярные на многих легких спортивных самолетах, отказались от системы зажигания от магнето и вместо этого используют полностью электронную систему разрядки конденсаторов. Эта система проще, чем традиционные системы магнето, поскольку в ней нет движущихся частей, а это означает, что система зажигания практически не требует обслуживания в течение всего срока службы двигателя. Тот же уровень резервирования, встроенный в системы магнето, присутствует в электронных системах зажигания, так что отказ одной из систем зажигания не приведет к остановке двигателя.
Обратитесь к статье о системе зажигания, где магнето самолета описаны более подробно.
Система смазки
Двигатели внутреннего сгорания состоят из множества высокоскоростных и высокотемпературных вращающихся компонентов, которые перемещаются относительно друг друга с небольшими допусками между ними. При изменении температуры двигателя эти компоненты расширяются (нагреваются) и сжимаются (охлаждаются). Крайне важно, чтобы трение между этими компонентами было сведено к минимуму в течение всего времени работы и во всех ожидаемых диапазонах температур.
Моторное масло является основным смазочным средством и создает тонкую пленку между компонентами двигателя. Масло также способствует охлаждению двигателя и образует уплотнение между головкой поршня и стенками цилиндра во время работы.
Масло непрерывно циркулирует в двигателе для извлечения и отвода тепла и поддержания требуемой вязкости масла. Масло прокачивается под давлением через двигатель механическим насосом, работающим от двигателя, и проходит через масляный радиатор как часть цикла. Пока двигатель работает, масляный насос продолжает работать, обеспечивая смазку двигателя. Давление в маслосистеме контролируется летчиком по манометру в кабине пилота.
Масляная система и охлаждение авиационных двигателей более подробно описаны в специальном посте смазки и охлаждения.
Топливная система
На всех этапах полета требуется постоянная подача топлива в двигатель. Топливо обычно хранится в крыльях или в баке за кабиной и должно достигать воздухозаборника двигателя при постоянном давлении, оставаясь чистым от всех примесей и загрязнений. Подача топлива является критическим требованием для полета, и поэтому в конструкцию системы всегда заложена избыточность. Во многих самолетах используется механический насос, приводимый в действие двигателем, для подачи топлива под давлением из бака в двигатель, а также вспомогательный электрический топливный насос, выбираемый вручную, на критических этапах полета, таких как взлет и посадка. Высокоплан с топливными баками, расположенными в крыльях, имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что сила тяжести может использоваться для подачи топлива в двигатель при условии, что двигатель расположен под крыльями, а самолет не летит в перевернутом положении или с отрицательными перегрузками. Эти системы с гравитационной подачей не требуют насоса для подачи топлива к двигателю, но могут использовать вспомогательный насос во время взлета и посадки.
Тип топлива, октановое число и соотношение воздуха и топлива, поступающего в двигатель, являются важными факторами, которые определяют, будет ли двигатель работать так, как задумал производитель. Они подробно обсуждаются в посте о топливной системе.
Вспомогательные системы работают от двигателя
На самолете есть несколько важных систем, которые приводятся в действие вращением двигателя через вспомогательный привод. Введены две вспомогательные системы, работающие от двигателя: электрическая система и система наддува.
Электрическая система
Всем современным самолетам требуется непрерывная подача электроэнергии для работы всех электрических систем самолета. Это включает в себя авионику, огни самолета, некоторые приборы, а в некоторых случаях закрылки и системы шасси. Нецелесообразно удовлетворять эту электрическую нагрузку только с помощью системы батарей, поэтому современные самолеты используют генератор переменного тока для выработки электроэнергии за счет электромагнитной индукции. Генератор переменного тока преобразует механическую энергию (приводимую в действие вращением двигателя) в электрическую энергию, которая подается в электрическую систему самолета. Его можно использовать для зарядки аккумулятора и подачи электроэнергии на различные электрические компоненты.
Система наддува
Многие легкие самолеты (особенно базовые учебно-тренировочные, такие как C172 или Piper PA-28) обычно не должны летать на высоте более 12 000 футов во время обычных операций, и поэтому они не производятся с системой наддува кабины. В этих самолетах в салоне сохраняется атмосферное давление на протяжении всего полета, а это означает, что если пилот хочет летать на больших высотах в течение длительного времени, он / она должен иметь дополнительный запас кислорода для себя и каждого пассажира в полете. .
Закон о полетах на негерметичных самолетах на больших высотах изложен в части 91.211 Федеральных авиационных правил, в которой говорится, что ни одно лицо не может управлять воздушным судном на высоте от 12 500 до 14 000 футов в кабине в течение более 30 минут без дополнительный кислород; и, кроме того, при полетах на высоте 14 000 футов или выше требуется постоянная подача кислорода. Эти правила немного различаются в разных странах, поэтому обязательно ознакомьтесь с местными правилами перед выполнением полета на большой высоте.
Это ограничение по высоте преодолевается путем герметизации кабины таким образом, чтобы сжатый воздух мог закачиваться в кабину, тем самым уменьшая барометрическую высоту, с которой сталкиваются пилот и пассажиры. Если этот воздух приводит к тому, что барометрическая высота внутри салона падает ниже предела для дополнительного кислорода, указанного в Части 91.211, то нет необходимости носить кислородные метки на протяжении всего полета. Герметичным самолетам по-прежнему требуются дополнительные кислородные системы на случай аварийной ситуации с разгерметизацией в полете; эти требования подробно описаны в части 9 FAR.1.211(б).
При повышении давления в кабине окружающий воздух необходимо сначала сжать, чтобы повысить его давление. На самолетах с поршневыми двигателями это делается путем выпуска воздуха из турбонагнетателя двигателя и подачи этого воздуха в салон. Важно, чтобы желаемое давление в кабине поддерживалось на протяжении всего полета, а это означает, что воздух должен иметь возможность поступать как в кабину, так и из нее. Клапаны сброса давления используются для снижения давления в кабине, когда это необходимо. Также необходимо продувать воздух в салоне; особенно во время длительных перелетов, когда проблемы со здоровьем и нежелательные запахи начинают становиться фактором.
Рис. 1: Пример системы наддува в однодвигательном легком самолете
Обычно давление в кабине поддерживается на высоте около 8000 футов при эксплуатации самолета с наддувом на максимальной расчетной крейсерской высоте. При повышении давления в кабине в конструкцию планера вводятся дополнительные напряжения, поскольку теперь конструкция должна противодействовать перепаду давления между внутренней частью кабины и внешним атмосферным давлением. Чем больше этот перепад давления, тем больше создаваемые напряжения и тем тяжелее должна быть конструкция, чтобы противостоять этому давлению. Высота салона 8000 футов обеспечивает разумный баланс между комфортом и безопасностью экипажа и пассажиров, не слишком нарушая массу конструкции планера.