Принцип работы 5 цилиндрового двигателя

29.07.2021

Порядок работы цилиндров двигателя внутреннего снорания

Порядок работы цилиндров в разных двигателях отличается, даже с одним и тем же количеством цилиндров порядок работы может быть разным. Рассмотрим, в каком порядке работают серийные двигатели внутреннего сгорания различного расположения цилиндров и их конструктивные особенности. Для удобства описания порядка работы цилиндров, отсчёт будет производиться от первого цилиндра, первый цилиндр- это тот который спереди двигателя, последний, соответственно, возле коробки передач.

3-х цилиндровый

В таких двигателях всего 3 цилиндра и порядок работы самый простой: 1-2-3. Запомнить легко, и работает быстро.
Схема расположения кривошипов на коленвале выполнена в виде звёздочки, они расположены под углом 120° друг к другу. Вполне возможно применить схему 1-3-2, но производители не стали этого делать. Так что единственной последовательностью работы трёхцилиндрового двигателя является последовательность 1-2-3. Для уравновешивания моментов от сил инерции на таких двигателях применяется противовес.

4-х цилиндровый

Существуют как рядные, так и оппозитные четырёх цилиндровые двигатели, коленвалы у них выполнены по одной и той же схеме, а порядок работы цилиндров разный. Это связано с тем, что угол между парами шатунных шеек равен 180 градусов, то есть, 1 и 4 шейки находятся на противоположных сторонах со 2 и 3 шейками.

1 и 4 шейки с одной стороны, 3 и 4- на противоположной.

В рядном двигатели применяется порядок работы цилиндров 1-3-4-2 — это самая распространённая схема работы, так работают практически все машины, от Жигулей до Мерседеса, бензиновые и дизельные. В ней последовательно работают цилиндры с расположенные на противоположных сторонах шейках коленвала. В данной схеме можно применить последовательность 1-2-4-3, то есть поменять местами цилиндры, шейки которых расположены на одной стороне. Используется в 402 двигателе. Но такая схема встречается крайне редко, в них будет другая последовательность в работе распредвала.

Оппозитный 4-х цилиндровый двигатель имеет другую последовательность: 1-4-2-3 либо 1-3-2-4. Дело в том, что поршни достигают ВМТ одновременно, как с одной стороны, так и с другой. Такие двигатели чаще всего встречаются на Субару (у них почти все оппозитники, кроме некоторых малолитражек для внутреннего рынка).

5-ти цилиндровый

Пятицилиндровые двигатели нередко применялись на Мерседесах или АУДИ, сложность такого коленвала заключается в том, что все шатунные шейки не имеют плоскости симметрии, и развёрнуты относительно друг друга на 72° (360/5=72).

Порядок работы цилиндров 5-ти цилиндрового двигателя: 1-2-4-5-3,

6-ти цилиндровый

По расположению цилиндров 6-ти цилиндровые двигатели бывают рядными, V-образными и оппозитными. У 6-ти цилиндрового мотора есть много различных схем последовательности работы цилиндров, они зависят от типа блока и применяемого в нём коленвала.

Рядный

Традиционно применяется такой компанией, как БМВ и некоторыми другими компаниями. Кривошипы расположены под углом 120° друг к другу.

Порядок работы может быть трёх видов:

1-5-3-6-2-4
1-4-2-6-3-5
1-3-5-6-4-2

V-образный

Угол между цилиндрами в таких двигателях составляет 75 либо 90 градусов, а угол между кривошипами составляет 30 и 60 градусов.

Последовательность работы цилиндров 6-ти цилиндрового V-образного двигателя может быть следующей:

1-2-3-4-5-6
1-6-5-2-3-4

Оппозитный

6-ти цилиндровые оппозитники встречаются на автомобилях марки Subaru, это традиционная компоновка двигателей для японцев. Угол между кривошипами коленвала составляет 60 градусов.

Последовательность работы двигателя: 1-4-5-2-3-6.

8-ти цилиндровый

В 8-ми цилиндровых двигателях кривошипы установлены под углом 90 градусов друг к другу, так уак в двигателе 4 такта, то на каждый такт работает по 2 цилиндра одновременно, что сказывается на эластичности двигателя. 12-ти цилиндровый работает ещё мягче.

В таких двигателях, как правило, наиболее популярной используется одна и та же последовательность работы цилиндров: 1-5-6-3-4-2-7-8.

Но Феррари использовала другую схему- 1-5-3-7-4-8-2-6

В данном сегменте каждый производитель использовал ему только известную последовательность.

10-ти цилиндровый

10 цилиндровый не особо популярный мотор, редко производители использовали такое количество цилиндров. Тут возможны несколько вариантов последовательностей воспламенения.

1-10-9-4-3-6-5-8-7-2 — используется на Dodge Viper V10

1-6-5-10-2-7-3-8-4-9 — BMW заряженных версий

12-ти цилиндровый

На самых заряженных машинах ставили 12-ти цилиндровые двигатели, к примеру, Феррари, Ламборгини или более распространённые у нас Фольцвагеновские двигатели W12.

Последовательность работы следующая:

1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 у Ferrari 456M GT V12 2001 года
1-7-4-10-2-8-6-12-3-9-5-11 у Lamborghini Diablo VT 1997 года
1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9 у Audi VW Bentley с двигателем W12.

Преимущества пятицилиндрового двигателя

Плюсы пятицилиндровых моторов.

Считается, что машины, мотор которых оснащен 5 цилиндрами являются чуть ли не самыми лучшими в мире автотранспортными средствами. Но так было далеко не всегда и не везде. Ведь производители подобных двигателей допускали иногда серьезнейшие ошибки в просчетах, которые негативно сказывались на репутации таких многоцилиндровых моторов.

Пятицилиндровые двигатели оказались в то время под капотом многих легендарных автомобилей. Например, ими были оборудованы автомобили Audi Ur Quattro второго поколения и автомашины Ford Focus RS и Volvo 850R. В итоге у инженеров получились вполне неплохие и достаточно резвые авто-родстеры.

За последнее время пятицилиндровые агрегаты переживают не лучшие свои времена. С каждым годом их производится все меньше и меньше и в основном они выпускаются для моделей Audi ТТ RS и RS3. Другие же автопроизводители по-прежнему отдают предпочтение стандартным двигателям с 4 цилиндрами. Впрочем, находятся и такие автогиганты которые до сих пор считают, что лучше все же устанавливать на машины двигатели с 5 цилиндрами, чем с 4 (четырьмя). И на это у них есть веские основания.

Примечательно, что в пятицилиндровых моторах предусмотрена отдельная система зажигания, она придает дополнительную мощь коленчатому валу. Также благодаря этой системе вращение коленвала становится более интенсивным (интервал составляет 144 градуса).

Вместе с тем, надо сказать, что по этому показателю четырехцилиндровый двигатель и агрегат с 5 цилиндрами практически идентичны. Но при этом данный пятицилиндровый двигатель имеет у себя дополнительные 36 градусов люфта. Иначе говоря, он как и 4 цилиндровый мотор обеспечивает вращение коленчатого вала на 180 градусов, но однако делает это значительно быстрее.

Поршни коленчатого вала у такого двигателя расположены таким образом, чтобы обслужить сразу все 5 цилиндров. Первый поршень находится в так называемой верхней мертвой точке, второй — достигает 144 градуса против часовой стрелки коленвала, третий поршень поворачивается на 216 градусов, четвертый делает обороты на 288 градусов, ну а пятый – на 72 градуса. По большому счету зажигание пятицилиндровых моторов работает в следующем порядке: «1-2-4-5-3». В данном случае третий поршень является как-бы центральным, а все остальные второстепенными.

Как и в трехцилиндровых двигателях в моторах с 5 цилиндрами возвратно-поступательное вращение осуществляется за счет определенных интервалов, а порядок зажигания обеспечивает баланс вертикальным мощностям двигателя. Правда в таких случаях постоянно случается дисбаланс крутящего момента, который возникает вдоль горизонтальной плоскости мотора. То есть, все 5 цилиндров регулярно пытаются крутить или переворачивать поршни на коленвалу на его длину, в связи с чем рекомендуется сделать балансировку крутящего момента.

Для всех скептиков, которые считают это проблемой, есть несколько причин свидетельствующих о том, что пятицилиндровые двигатели по-прежнему жизнеспособны. Дело в том, что цилиндры расположены поперечно друг-другу. Более того, расстояние между ними минимальное, что в свою очередь делает их идеальным вариантом для небольших машин.

К тому же моторы с 5 цилиндрами обеспечивают более плавную езду автомобилю по сравнению с четырехцилиндровыми агрегатами. Не удивительно, что их предпочитает устанавливать на свои автомобили компания «Audi», ведь немецкий автопроизводитель всегда стремился и стремится к тому, чтобы автомобилисты испытывали максимальный комфорт в процессе движения.

У пятицилиндровых двигателей есть и миниатюрный аналог — V10s. Но в отличие от них моторы с 5 цилиндрами пользуются большей популярностью. Конечно во многом это обусловлено тем, что они обладают более внушительными техническими характеристиками.

В самое ближайшее время мы начнем тестирование автомобиля Audi RS3, который оснащен пятицилиндровым двигателем объемом в 2,5 л. К слову, точно такой же мотор установлен и на Audi ТТ, при этом он способен выдавать аж 400 л. с.

В этом году планирует оснастить свои новые модели машин многоцилиндровым двигателем и другой Немецкий автогигант – компания «Mercedes». Серьезные планы и у автокомпании «Jaguar», она собирается использовать на своих автомобилях шестицилиндровый мотор. Все это говорит в пользу того, что многоцилиндровые двигатели рано списывать со счетов, у них есть перспективное будущее и автомобилистов ждут захватывающие времена.

Пятицилиндровые моторы Audi празднуют 40-летний юбилей

Ровно сорок лет назад, в августе 1976 года, был представлен седан Audi 100 второго поколения, под капотом которого находился первый в истории компании пятицилиндровый мотор. Его создание стало результатом компромисса: хозяева из фирмы Volkswagen приняли решение двигать Audi вверх по рыночной лестнице, но разработка престижного шестицилиндрового мотора тогда оказалась слишком хлопотной, да и его размещение под капотом потребовало бы перекомпоновки моторного отсека. Поэтому в итоге было принято решение добавить еще один цилиндр к существующей рядной «четверке» семейства EA827. Получившийся двигатель объемом 2,1 л имел систему впрыска Bosch K-Jetronic и развивал 136 л.с. Это был первый в мире серийный бензиновый пятицилиндровый мотор, хотя выпуск аналогичных дизелей еще в 1974 году начал концерн Daimler-Benz.

Audi 100 5E с пятицилиндровым атмосферником (1976 год)

Уже в 1978 своя дизельная «пятерка» появилась и у Audi, а год спустя вышел наиболее дорогой седан Audi 200: бензиновый мотор 2.1 с турбокомпрессором KKK развивал 170 л.с.! Позже пятицилиндровые агрегаты устанавливали и на «младшие» модели Audi 80/90, а также на легендарные полноприводные купе Audi quattro. Именно на гоночной версии Sport quattro в 1983 году появилась новая головка блока с четырьмя клапанами на цилиндр.

В дальнейшем рабочий объем «пятерок» вырос до 2,5 л, а мощность наиболее «заряженной» версии на универсале Audi RS2 Avant, доводкой и сборкой которого занималась компания Porsche, достигала 315 л.с. Однако в 1991 году на модернизированном седане Audi 80 дебютировал мотор V6, и вскоре началось постепенное вытеснение пятицилиндровых агрегатов — со сцены они сошли в 1997 году.

Турбопятерка от Audi quattro мощностью 200 л.с.

Второе рождение произошло неожиданно. Еще в 2005-м был разработан простой пятицилиндровый атмосферник 2. 5, который устанавливали на автомобили Volkswagen Jetta, Golf/Rabbit и Passat для американского рынка. Именно этот агрегат и выбрали за основу инженеры Audi, когда потребовалось создать компактный, но мощный мотор для «горячей» двухдверки Audi TT RS (340 л.с.). Хотя головка блока и шатунно-поршневая группа были разработаны заново, а блок впервые отлили не из обычного, а из упрочненного чугуна, который раньше использовался только в дизелях TDI.

Сейчас эти моторы ставятся на автомобили Audi RS 3 Sportback и Audi RS Q3. А для TT RS нынешнего поколения разработан новый агрегат: рабочий объем остался прежним (2480 «кубиков»), но картер и другие детали теперь алюминиевые, установлен новый турбокомпрессор, более эффективный интеркулер, а также комбинированный впрыск топлива (в коллектор и напрямую в цилиндры). Мощность — 400 л.с.

Новейший пятицилиндровый турбомотор 2.5 TFSI

Интересно, что характерный «нечетный» звук и относительная компактность — единственные преимущества пятицилиндровых моторов. Дело в том, что они неважно уравновешены: если силы инерции компенсируются, то моменты от этих сил «гуляют» свободно. Во время работы двигателя по блоку постоянно пробегает волна изгибающего момента, поэтому блок должен быть весьма жестким, а для борьбы с вибрациями нужны особые опоры, противовесы или балансирные валы — это все дополнительные затраты.

Audi TT RS нового поколения

Поэтому кроме Audi производством пятицилиндровых моторов сейчас занимается только Ford: такие дизели объемом 3,2 л устанавливаются на пикапы Ranger и коммерческое семейство Transit. Хотя в разное время «пятерки» были в арсенале компаний Volvo, Land Rover , Fiat , Honda , General Motors и даже SsangYong (по лицензии Даймлера). Однако в Audi от необычной схемы отказываться не собираются. Ходят слухи, что нынешний двигатель 2.5 TFSI вскоре появится на базовой версии суперкара Audi R8.

Радиальные двигатели

Раз уж наш блог начал рассказывать про различные типы двигателей, мы не могли не пройти мимо необычных типов ДВС и невероятных машинах, которые на них ездят.
Обычный, поршневой двигатель внутреннего сгорания известен всем – коленчатый вал, его двигают от 1 до 16 (редко до 32) поршней, которые перемещаются в цилиндрах вверх-вниз. В цилиндры подается смесь воздуха и топлива (бензина, керосина, ДТ, водорода и проч.). Происходит быстрое сгорание, с большим коэффициэнтом расширения – поршень двигается вниз и толкает коленчатый вал.
Двигатели такого типа бывают рядными (L-образными) или не рядными, когда цилиндры стоят под углом друг к другу (V и W- образные). Последний тип – двухэтажный и применяется редко.

Какие же еще есть ДВС? Об одном из них мы хотели бы рассказать в этой статье.

Радиальные двигатели.

Краткая история радиальных двигателей.

Первый радиальный двигатель был создан в 1901 году Чарльзом Мэнли. Он был 5-ти цилиндровым и с водным охлаждением. От был сделан из одной из ротационных машина Стивена Бэлзера, для самолета Аэродрома Лэнгли.
Мощность перового радиального двигателя составила 52 л. с. (39 кВт) при 950 об/мин.

В 1903-1904 гг Иаковах Эллехэммере посторил первый в мире 3-х цилиндровый радиальный двигатель с воздушным охлаждением. Позже, в 1907 году он он постотоил более мощный 5-ти цилиндровый двигатель, а в 1908 – 1909 годах он разарабатывал уже 6-ти цилиндровый двухрядный радиальный двигатель.
В последствии радиальные или звездообразные двигатели получили широкое применение в авиации из-за своей надежности, малых габаритов и возмощности эффективного применения воздушного охлаждения.

Принцип действия.

В отличие от рядных двигателей, цилиндры радиального двигателя расположены в виде звезды, радиально расходясь во все стороны от центра. Таким образом каждый цилиндр отделен от остальных и доступен для ремонта и обслуживания. Также такая конструкция хорошо пригодна для воздушного охлаждения, поэтому подавляющее большинство таких двигателей выпускается именно с воздушным охлаждением. Минимальное количество цилиндров для образования радиального двигателя – три, если взять два, то это уже либо V-образный, либо оппозитник, двигатель, в котором цилиндры расположены напротив друг друга, на одной линии.
Внутри радиального двигателя, по центру находится коленчатый вал с одним коленом и противовесом. К нему крепится ведущий шатун, к которому уже непосредтсвенно крепяться все остальные, ведомые шатуны. Это принципиальное отличие кривошипно-шатунного механизма обусловлено самой конструкцией дигателя – длинный коленвал было бы просто некуда девать.

Звездообразные двигатели бывают двух и четырехтактными, последние обычно имеют нечетное количество цилиндров, позволяющее пускать искру через один цилиндр. В доказательство наших слов приводим видео демонстрационной модели 7-ми цилиндрового двигателя. Обратите внимание на искры зажигания.

Двухтактные радиальные двигатели ставились на многие легкие самолеты и их заводили резким поворотом винта.
Кждый цилиндр обычно имеет два клапана, которые приводятся в движение через спицы, которые в свою очередь толкает распределительный диск, связаный с коленчатым валом.
Анимация в autodesk inventor – здесь все очень хорошо видно

Единственным недостатком радиального двигателя является возможность протекания маста в цилиндры, что приводит к гидроудару и разрыву нижних цилиндров при попытке завода двигателя. Но в современных двигателях эти шансы минимизированы.
Выхлопная система таких двигателей также радиальна, но, как правило, трубы разводятся на две стороны. Варианты, когда цилиндров четное количество, тогда нередко каждый из цилиндров имеет свою выхлопную трубу.

Изготовление звездообразных двигателей

До сих пор радиальные двигатели ставят на самолеты и даже на вертолеты. Все таки возможность обходится без жидкостного охлаждения подкупает, да и технология отработанная годами не позволяет отказаться от этого типа ДВС в авиастроении. Также такие двигатели ставят на легкие лодки и на небольшие катера, перемещающиеся с помошью воздушного винта. В таком случае моторный отсек ограничивают сеткой.

Одним из производителей радиальных двигателей сегодня является Австралийская компания Rotec Engeneering. Вот видео изготовления 150-сильного мотора R3600

Альтернативное применение

Но наш блог любит рассказывать о невероятных применениях всего, что можно. Вот и сейчас мы е обойдет стороной эту возможность и покажем несколько интересных фотографий и видео, найденных нами на просторах интернета.
Например некотрые умельцв ставят радиальные двигатели на мотоциклы.

7 цилиндров 110 л/с Rotec Engeneering R2800

И видео с этим мотоциклом:

R2800 собственной персоной. Кликабельно

И хорошо еще если на обычное место. Существуют например и вот такие варианты. “Двигатель в колесе”

Правда непонятно как к этому двигателя подается бензин.
Те, кто не увлекается мотоциклами берут зарубежные аналоги запорожцев и делают с ними следующее:

В общем применений радиальных двигателей великое множество. Это отличные, плавные, мощные, простые в устройстве, ремонте и эксплуатации двигатели, которые прослужат еще очень долго.

Похожие записи:

Наша цель — свой ФабЛаб в Санкт-Петербурге!
Следите за новостями!

Работа цилиндров двигателя на разных типах моторов: порядок работы цилиндров

Как известно, на автомобили устанавливаются несколько различных типов ДВС. При этом кроме общеизвестного деления на бензиновые и дизельные силовые агрегаты, необходимо учитывать и то, что моторы отличаются по количеству цилиндров и расположению цилиндров. Если коротко, в подавляющем большинстве двигатели на авто ставятся рядные и V-образные моторы. Намного реже встречаются оппозитные двигатели и роторные двигатели.

Указанные моторы могут иметь заметные отличия в плане конструкции и общего количества цилиндров. Так или иначе, в ряде случаев необходимо знать, какой порядок работы цилиндров двигателя применительно к тому или иному ДВС. Далее мы рассмотрим порядок работы 4-х цилиндрового двигателя, V-образного мотора, оппозитного и т.д.

Порядок работы двигателя

Итак, порядок работы цилиндров наиболее распространенных автомобильных двигателей отличается. Если сравнивать порядок работы однотипных 4, 6, а также 8 цилиндровых моторов, порядок работы цилиндров таких двигателей будет заметно отличаться. Другими словами, 4 цилиндровый двигатель и его цилиндры будут работать не в том порядке, в котором работает, например, 8-и цилиндровый аналог. Давайте разбираться.

• Прежде всего, порядок работы цилиндров будет зависеть от чередования воспламенения топливной смеси в цилиндрах двигателя, а также угла чередования тактов. Так вот, рабочий цикл рядного четырехтактного мотора на 4 цилиндра проходит за 2 полных оборота коленчатого вала или же за 720 градусов. При этом чередование тактов осуществляется через 180 градусов.

Если же мотор 4-тактный, V-образный, 6-цилиндровый, рядный, рабочий цикл такого двигателя также проходит за 2 полных оборота коленвала или 720 градусов, однако чередование тактов осуществляется через 120 градусов. Рабочий цикл рядного 8-цилиндрового V-образного мотора получает чередование тактов через 90 градусов.

• Более наглядно начнем рассмотрение с рядной четверки. Например, для таких ДВС распространен порядок 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Другими словами, фактически, это и есть порядок зажигания двигателя. Если же рассматривать рядный 6-цилиднровый мотор, для рядной шестерки порядок 1-5-3-6-2-4.

Что касается V-образного 6- цилиндрового мотора, порядок работы такого агрегата 1-4-2-5-3-6. Кстати, такие моторы хуже всего сбалансированы (за исключением 5-и, 3 и 2-цилиндровых четырехтактных двигателей). Если же рассматривать двигатель V-8, такие моторы могут иметь 2 порядка работы: 1-5-4-2-6-3-7-8 или 1-8-4-3-6-5-7-2. На самом деле, такая разница связана с тем, что в США и Европе цилиндры считаются с определенными отличиями.

В США первый цилиндр (А/М по ходу движения) считается спереди слева. Затем цилиндры принято считать слева направо и спереди назад, то есть счет идет в шахматном порядке. В Европе первый цилиндр двигателя считается спереди справа по ходу движения А/М, после чего исчисление порядное спереди назад: 5 -1- 6 -2 -7 -3 -8 -4.

Если же рассмотреть двигатель V-12, тогда порядок работы следующий: 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9. Кстати, если рассматривать мощные ДВС, на старых американских авто встречается рядный двигатель на 8 цилиндров. Так вот, его прядок работы: 1-4-7-3-8-5-2-6.

Как видно, такт двигателя и работа цилиндров на разных ДВС будет отличаться. По этой причине необходимо знать порядок цилиндров конкретного мотора (можно найти информацию в технической литературе). Такие знания позволяют упростить диагностику неисправностей в случае различных сбоев, неполадок в работе системы зажигания и т.д.

Распространенные моторы и порядок работы цилиндров

В качестве примера для начала рассмотрим 4-цилиндровые рядные двигатели ЗМЗ и похожие агрегаты. Например, порядок работы цилиндров ЗМЗ-402:1-2-4-3, тогда как ЗМЗ-406:1-3-4-2. Мотор Audi 80 B3 имеет порядок работы 1-3-4-2. Чередование тактов происходит через 1800.

Как видно, сам порядок работы однорядного 4 — цилиндрового двигателя может быть 1-3-4-2 (характерно для ВАЗ) или 1-2-4-3 (в случае с моторами ГАЗ).

Если говорить о моторе 6-и цилиндровом рядном, тогда прядок:1-5-3-6-2-4, а интервал между воспламенением 1200. В свою очередь, применительно к 8-цилиндровому V-образному двигателю:1-5-4-8-6-3-7-2, интервал между воспламенениями уже будет 900.

Еще добавим, порядок работы 12-и цилиндрового двигателя W-образного следующий: 1-3-5-2-4-6 для левых ГБЦ, тогда как для правых 7-9-11-8-10-12. Если просто, в таких моторах порядок работы цилиндров делится на два типа (подобно рядным «четверкам»):1-3-4-2 и 1-2-4-3.

Как работают пятицилиндровые двигатели: Видео

Volkswagen построил уникальный двигатель VR5: Как он работает?

Об особенностях одного из самых странных двигателей, производимых в современности, – пятицилиндрового V-образного мотора Volkswagen, или, как его обозначает сам немецкий автопроизводитель, VR мотора, рассказывает бессменный ведущий познавательного YouTube канала Джейсон Фенске.

Речь в сегодняшнем коротком видео пойдет о 2.3-литровой модификации VR мотора GZ от VW. В блоке с наибольшим развалом цилиндров, поясняет Фенске, скрывается нестандартное их число – пять, на схеме изображено три цилиндра справа, два – слева.

На схеме (слева вверху), как видно, расставлены цифры – это порядок счета цилиндров в блоке VR. Счет работы системы зажигания, запаливающей воздушно-топливную смесь несколько иной: 1-2-4-5-3, то есть работа цилиндров в моторе получается цикличной.

Зачем вообще был сделан этот странный мотор с развалом 15°, спросите вы? Ответом будет два основных плюса: малая масса и компактность. Именно по причине снижения веса и уменьшения габаритов Фольксваген, выпустив сперва шестицилиндровый силовой агрегат из серии VR, решил уменьшить количество цилиндров до пяти. Вес уменьшился еще больше, а мощность, несмотря на снижение, не оказала отрицательного влияния на характеристики тех машин, куда устанавливались данные моторы.

Тем самым Фольксваген как бы занял пустовавшую ранее нишу между 4- и 6-линдровыми V-образными двигателями.

Первые версии VR-моторов развивали 150 лошадиных сил и имели всего по два клапана на цилиндр. Увеличив количество клапанов вдвое, VW добавил и 20 сил, получив в итоге 170 лошадей. Неплохой результат для не очень большого мотора.

Многие считают, что данный тип силового агрегата ближе к V-образному мотору, однако это не так. VR-версия гораздо ближе к рядному силовому агрегату как по схеме работы цилиндров, так и по наличию одного распредвала (хотя есть версии с двумя валами), приводящему клапаны по правую и левую сторону от себя.

Еще одним интересным нюансом является абсолютно нестандартное крепление шатунов к коленчатому валу. Шатуны в буквальном смысле разведены по максимуму друг от друга. Таким образом, центр цилиндров не совпадает с центральной частью коленвала. Немецким инженерам пришлось приложить немало усилий для того, чтобы отбалансировать всю эту систему, ибо с одной стороны коленчатого вала находится два поршня, с другой – три.

Соответственно, расчет коленвала должен быть такой, чтобы баланс был близок к идеальному, иначе серьезных или даже разрушительных вибраций не избежать.

Нестандартно расположение впуска и выпуска. На схеме впускные коллекторы изображены синим, выпускные – красным. Трубы коллекторов, как видно, еще и должны быть разной длины, что потребовало решения дополнительной нестандартной задачи в расчете изгибов для противодействия обратному давлению выхлопных газов.

Итак, вывод: зачем Volkswagen сделал этот мотор? Он представлялся им золотой серединой, более мощным аналогом четырехцилиндровых силовых агрегатов. Но последние годы развития рядных турбочетверок показали их преимущество перед самым странным V-образным двигателем от Фольксваген.

Видео:

Вот посмотрите кстати, как работатет пятицилиндровый мотор на VW Golf. Звук потрясающий:

Поделиться:

Авиационный двигатель — Новый фриланс 24

РазноеКомментариев нет

АВИАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ— составная часть двигательной системы летательных аппаратов, которая генерирует механическую энергию. Авиационные двигатели — это почти всегда либо лёгкие поршневые двигатели, либо газовые турбины, за исключением небольших многоконтурных беспилотных летательных аппаратов, которые почти всегда являются электрическими самолётами (см. Авиация).
В коммерческой авиации основными игроками в производстве турбовентиляторных двигателей являются «Pratt & Whitney», «General Electric», «Rolls-Royce» и «CFM International» (совместное предприятие «Safran Aircraft Engines» и «General Electric»). [1] В 2016 году на рынок вышла китайская «Aeroengine Corporation», в к-рой работают 96 тыс. сотрудников, объединив под собой небольшие компании, занимающиеся разработкой и производством авиационных двигателей [1].
В авиации общего назначения (см.) доминирующим производителем турбовинтовых двигателей является компания «Pratt & Whitney». [2] В 2015 году о своём выходе на рынок объявила «General Electric».
Выход из строя авиационного двигателя может привести к авиационному происшествию со смертельными последствиями для пассажиров и людей на земле и значительным материальным ущербом. В связи с вытекающими требованиями безопасности, существуют строгие требования к утверждению авиационных двигателей. Основной принцип авиационного двигателя, такой как тот, который используется в легких самолетах, аналогичен принципу легкового автомобиля. Однако обычно существуют некоторые специальные конструктивные особенности, некоторые из которых являются предпосылками для сертификации. Для самолетов особые критерии являются решающими при выборе конфигурации двигателя (плоский двигатель, рядный двигатель, радиальный двигатель, V-образный двигатель). Ключевым аспектом двигателей с воздушным охлаждением является хорошая подача охлаждающего воздуха ко всем цилиндрам.

• История развития авиационного двигателя

Предшествующие успехи паротехники привели к тому, что паровая машина стала универсальным транспортным двигателем- это и стало главной причиной её использования в авиации. Творец первого самолёта русский изобретатель А. Ф. Можайский в 1883 году сконструировал для своего самолёта две паровые машины общей мощностью 50 л. с. Эти двигатели, построенные Русско-Балтийским заводом, превосходили зарубежные конструкции. Установка Можайского весила лишь около 5 кг/л. с. В 1884 году англ. инженер сэр Чарлз Алджернон Парсонс запатентовал паровую турбину. В заявке на патент он отмечает, что турбина может приводиться в движение «задним ходом», чтобы действовать как компрессор. Он предлагает использовать компрессор для подачи воздуха в печь и турбину для извлечения энергии для работы компрессора.
К концу 19 в. паровая машина приобрела сильнейшего конкурента — двигатель внутреннего сгорания, развитие к-рого шло весьма быстро. В 1877 появился прототип современного 4-тактного двигателя внутреннего сгорания. В 1897 был построен двигатель Рудольфа Дизеля, работавший на керосине, а в 1899 русские инженеры создали двигатель, работающий на нефти («Записки ими. Русского технического общества», 1901, А» 1), что обусловило широчайшее его распространение. Лёгкость и компактность двигателя внутреннего сгорания определили его использование в воздушном флоте. Одним из ранних и наиболее интересных двигателей внутреннего сгорания, предназначенных для летательных аппаратов, был двигатель конструкции О. С. Костовича, к-рый построил его для своего воздухоплавательного судна («аэроскафа») [5]. В 1902 году франц. инженер Леон Левавассер запатентовал конфигурацию двигателя «V8». В декабре 1908 года на парижском аэросалоне экспонируется «Gnome 7 Omega» [4]- франц. семицилиндровый, с воздушным охлаждением, авиационный двигатель. В 1914 году, с целью улучшить высотные характеристики, Огюст Рэйто предлагает использовать компрессор с выхлопными газами — турбокомпрессор [3].
После Октябрьской революции 1917 года, одной из первых попыток создания авиационного двигателя отечественной конструкции была постройка в 1919 Микулиным и Стечкиным двигателя «АМБЕС-2», мощностью 400 л. с., являвшегося развитием двигателя «АМБЕС-1». В 1923 был построен 12-цилиндровый У-образный авиационный двигатель РАМ — «Русский авиационный мотор» конструкции Героя Социалистического Труда А. Д. Швецова.
В 1925—31 строились У-образные, W-образные и Х-образные авиационные двигатели конструкции А. А. Бессонова. В 1926 в Научном автомоторном институте (НАМИ) был создай У-образный 12-цилиндровый авиационный двигатель «М-13», разработанный Микулиным под руководством профессора, действительного члена Академии артиллерийских наук Н. Р. Бриллинга и академика Е. А. Чудакова. Одновременно строились и двигатели воздушного охлаждения. В 1925 был построен звездообразный 9-цилиндровый авиационный двигатель М-15 конструкции Бессонова и А. П. Островского. В 1936—37 строились звездообразные авиационные двигатели «МГ-11», «МГ-21» и «МГ-31» конструкции М. А. Коссова. В 1930 году английский коммандор Фрэнк Уиттл представил свой первый патент на турбореактивный двигатель.
Первым советским крупносерийным мощным авиационным двигателем (1931) был V-образный двигатель «АМ-34» водяного охлаждения мощностью 750 л. с. конструкции Микулина. Двигатель «АМ-34» стал родоначальником семейства двигателей «АМ», получивших широкое развитие. Высокая надёжность двигателей «АМ» позволила осуществить ряд блестящих перелётов (см. Авиаперелёты), вписавших славные страницы в историю авиации нашей Родины [5].
В 1938—39 конструктором С. К. Туманским были сданы в крупносерийное производство звездообразные авиационные двигатели воздушного охлаждения «М-88». Авиационные двигатели мейств АМ, ВК и АШ, а также двигатели М-88 оснащали самолёты советской авиации в годы Великой Отечественной войны [6]. В августе 1939 года турбореактивный двигатель «Heinkel HeS 3» приводит в движение первый немецкий самолет «Heinkel He 178» [7].
В 1945 году в воздух поднялся первый самолет с турбовинтовым двигателем, модифицированный «Gloster Meteor» с двумя двигателями «Rolls-Royce Trent». В 1950 году начинает эксплуатироваться «Rolls-Royce RB.80 Conway» — первый в мире двухконтурный (турбовентиляторный) двигатель.
В 1965—1967 для самолётов вертикального взлёта и посадки появились весьма легкие турбореактивные авиационные двигатели с удельной массой в пределах 6—7 г/н. На их основе были разработаны двухконтурные турбореактивные двигатели, особенностью к-рых стало создание двух реактивных потоков: одного внутреннего, или центрального, из высокотемпературных продуктов сгорания, поступающих в реактивное сопло из газовой турбины, и второго, концентрически окружающего первый и состоящего из воздуха, который прогоняется компрессором второго контура [8].
В 2002 году, в рамках исследовательского проекта Квинслендского университета «HyShot» было продемонстрировано на практике действие гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ранее, ещё в 1970-х годах, работы в этом направлении велись Центральным институтом авиационного моторостроения (ЦИАМ) имени П. И. Баранова (см.) на базе ракеты С-200; в наст. время ин-т ведёт работы в отношении перспективной ГЛЛ «Игла» («Исследовательский гиперзвуковой летательный аппарат») и «Холод-2» со сверхзвуковым ПВРД [9].
В 2004 году американцы представили «NASA X-43» — беспилотный экспериментальный гиперзвуковой летательный аппарат с прямоточным реактивным двигателем.

• Типы авиационных двигателей

• Поршневые авиационные двигатели

Рядный авиационный двигатель имеет, как правило, чётное число цилиндров, но есть примеры трёх- и пятицилиндровых двигателей. Наибольшим преимуществом рядного двигателя является то, что он позволяет проектировать самолёт с малой фронтальной площадью, чтобы минимизировать сопротивление. Если коленчатый вал двигателя расположен над цилиндрами, он называется перевернутым рядным двигателем: это позволяет устанавливать гребной винт высоко, чтобы увеличить дорожный просвет, позволяя укорачивать шасси. Недостатки рядного двигателя включают плохое соотношение мощности к весу, потому что картер и коленчатый вал длинные и, следовательно, тяжёлые. Рядный двигатель может быть с воздушным или жидкостным охлаждением, но жидкостное охлаждение встречается чаще, поскольку трудно получить достаточный поток воздуха для непосредственного охлаждения задних цилиндров.  Рядные двигатели были распространены в ранних типах самолетов.

«Ranger L-440», шестицилиндровый, инвертированный, рядный двигатель, используемый в «Fairchild PT-19»
V-образный авиационный двигатель. Цилиндры в этом двигателе расположены в двух рядах, которые обычно наклонены на 60–90 градусов друг от друга и приводят в движение общий коленчатый вал. Большинство моделей V- образных двигателей имеют только водяное охлаждение. Подобная конструкция обеспечивает более высокое отношение мощности к весу, чем у рядного двигателя, но при этом обеспечивает небольшую фронтальную площадь. Пожалуй, самым известным примером этой конструкции является легендарный 27-литровый «Rolls-Royce Merlin» -им были оснащены ВВС Британии во время Второй мировой войны.
Оппозитный авиационный двигатель, также называемый плоским или коробчатым двигателем, имеет два ряда цилиндров на противоположных сторонах центрально расположенного картера двигателя. Двигатель имеет воздушное или жидкостное охлаждение, но преобладают версии с воздушным охлаждением. В самолётах оппозитные двигатели устанавливаются как с горизонтальным коленчатым валом, так и с вертикальным. Из-за расположения цилиндров возвратно-поступательные силы имеют тенденцию к снижению, что приводит к плавной работе двигателя. Двигатели оппозитного типа имеют высокое отношение мощности к весу, потому что у них сравнительно небольшой и легкий картер. Кроме того, компактное расположение цилиндров уменьшает лобовую площадь двигателя и позволяет упростить установку, сводя к минимуму аэродинамическое сопротивление. Эти двигатели всегда имеют чётное число цилиндров, так как цилиндр на одной стороне картера «противостоит» цилиндру на другой стороне.
Н-образный двигатель, по существу, представляет собой пару горизонтально расположенных двигателей, размещённых вместе, причём соединены вместе два коленчатых вала.
Радиальный двигатель имеет один или несколько рядов цилиндров, расположенных вокруг центрально расположенного картера. Для обеспечения плавной работы двигателя, каждый ряд обычно имеет нечётное количество цилиндров. Радиальный двигатель имеет только один кривошип на ряд и сравнительно небольшой картер, что обеспечивает благоприятное соотношение мощности к весу. Поскольку конструкция цилиндра подвергает воздух большому количеству излучающих тепло поверхностей двигателя и имеет тенденцию подавлять возвратно-поступательные усилия, радиальные элементы имеют тенденцию равномерно охлаждаться и работать плавно. Нижние цилиндры, находящиеся под картером, если двигатель был остановлен на длительный период, могут собирать масло. Если это масло не будет удалено из цилиндров перед запуском двигателя, из-за гидростатической блокировки может возникнуть его серьёзное повреждение. В конструкциях военных самолетов большая лобовая зона двигателя выполняла роль дополнительного слоя брони для пилота. Кроме того, авиационные двигатели с воздушным охлаждением, без уязвимых радиаторов, немного менее подвержены боевым повреждениям, и в некоторых случаях продолжали бы работать даже при отстреле одного или нескольких цилиндров.
Ротативный авиационный двигатель имеет цилиндры по кругу вокруг картера, как в радиальном двигателе, но коленчатый вал закреплен на корпусе самолета, а пропеллер закреплен на картере двигателя, так что вращаются и картер и цилиндры. Преимущество этой конструкции состоит в том, что удовлетворительный поток охлаждающего воздуха поддерживается даже при низких скоростях полета, сохраняя весовое преимущество и простоту обычного двигателя с воздушным охлаждением без одного из их основных недостатков. Первым практичным роторным двигателем был «Gnome Omega», разработанный братьями Сегуин и впервые запущенный в эксплуатацию в 1909 году. Его относительная надежность и хорошее соотношение мощности и веса кардинально изменили авиацию. [10] Перед Первой мировой войной большинство рекордов скорости были получены с использованием самолетов с двигателями «Gnome», и в первые годы войны роторные двигатели были доминирующими в типах самолетов, для которых скорость и маневренность были первостепенными. Для увеличения мощности были построены двигатели с двумя рядами цилиндров.
Турбовинтовые авиационные двигатели. В то время, как военные истребители требуют очень высоких скоростей, для многих гражданских самолётов это не требуется. Тем не менее, конструкторы гражданских самолетов хотели извлечь выгоду из высокой мощности и низких эксплуатационных расходов, которые предлагал газотурбинный двигатель. Так родилась идея соединить турбинный двигатель с традиционным винтом. Поскольку газовые турбины оптимально вращаются на высокой скорости, турбовинтовой двигатель оснащен редуктором для понижения скорости вращения вала, чтобы наконечники гребных винтов не достигали сверхзвуковых скоростей. Часто турбины, которые приводят в движение винт, отделены от остальных вращающихся компонентов, так что они могут вращаться с собственной наилучшей скоростью (т.н. авиационные двигатели со свободной турбиной). Турбовинтовой двигатель очень эффективен при работе на круизных скоростях, для которых он был разработан, что обычно составляет от 320 до 640 км/ч.
Турбовальные авиационные двигатели используются, преимущественно, для вертолетов и вспомогательных силовых агрегатов. Турбовальный двигатель, в принципе, похож на турбовинтовой двигатель, но в турбовинтовом двигателе пропеллер поддерживается двигателем, а двигатель крепится болтами к планеру: в турбовальном двигателе двигатель не оказывает непосредственной физической поддержки роторам вертолета. Ротор соединен с трансмиссией, прикреплённой болтами к планеру, и турбовальный двигатель приводит в движение трансмиссию. Это различие представляется небольшим, поскольку в некоторых случаях авиационные компании производят как турбовинтовые, так и турбовальные двигатели, основанные на одной и той же конструкции.

• Реактивные авиационные двигатели

Реакционные двигатели создают тягу для приведения в движение летательного аппарата путем выброса из двигателя выхлопных газов с высокой скоростью, что приводит к реакции сил, движущих летательный аппарат вперед. Наиболее распространенные реактивные двигатели — это турбореактивные двигатели, турбовентиляторы и ракеты. Другими типами авиационных реактивных двигателей яв-ся импульсные, прямоточные, прямоточные воздушно-реактивные и импульсные детонационные двигатели. В реактивных двигателях кислород, необходимый для сжигания топлива, поступает из воздуха, в то время как ракеты переносят кислород в той или иной форме как часть топливной нагрузки, что позволяет их использовать в космосе.
Турбореактивный авиационный двигатель — тип газотурбинного двигателя, который был первоначально разработан во время Второй мировой войны для военных истребителей. Это еще один печальный пример того, как война может способствовать технологическому развитию, — это усилия инженеров по разработке еще более мощных двигателей для оснащения боевых самолетов. Турбореактивный двигатель — самая простая из всех авиационных газовых турбин. Он состоит из компрессора для всасывания и сжатия воздуха, секции сгорания, в которую добавляется и поджигают топливо, одной или нескольких турбин, которые извлекают энергию из расширяющихся выхлопных газов для привода компрессора и выпускного сопла, которое ускоряет выхлопные газы. Когда появились турбореактивные двигатели, максимальная скорость оснащенных ими истребителей была, по меньшей мере, на 160 км в час выше, чем у конкурирующих самолетов с поршневым двигателем. В послевоенные годы недостатки турбореактивного двигателя постепенно становились очевидными. Примерно ниже 2 Махов турбореактивные двигатели очень неэффективны и создают огромное количество шума. Эти недостатки, в конечном итоге, привели к отказу от данного типа. Последний авиалайнер, который использовал турбореактивные двигатели, был «Concorde».
Турбовентиляторный реактивный авиационный двигатель имеет степень двухконтурности m=2–10, где компрессор низкого давления преобразуется в вентилятор, отличающийся от компрессора меньшим числом ступеней и большим диаметров, а горячая струя не смешивается с холодной [11]. Хотя вентилятор создает тягу, как пропеллер, окружающий воздуховод освобождает его от многих ограничений, которые ограничивают производительность винта. Эта операция является более эффективным способом создания тяги, чем простое использование только струйного сопла и турбовентиляторные авиадвигатели более эффективны, чем пропеллеры в трансзвуковом диапазоне скоростей самолета, и могут работать в сверхзвуковом пространстве.
Пульсирующий воздушно-реактивный двигатель яв-ся ещё одним типом авиационного двигателя, у к-рого сгорание топлива происходит в импульсных форсунках. Существует два основных типа пульсирующих двигателей, каждый из которых использует резонансное сгорание и использует расширяющиеся продукты сгорания для формирования пульсирующей выхлопной струи, которая периодически создает тягу- это клапанные (используют механический клапан для управления потоком расширяющегося выхлопа, заставляя горячий газ выходить из задней части двигателя только через выхлопную трубу и позволяя свежему воздуху и большему количеству топлива поступать через впускное отверстие в качестве инерции двигателя) и без клапанные (не имеют движущихся частей и используют только их геометрию для контроля потока выхлопных газов из двигателя).
Ракетные двигатели. Несколько самолетов использовали ракетные двигатели для управления основной тягой или ориентацией, особенно, «Bell X-1» и «North American X-15». Ракетные двигатели не используются для большинства самолетов, так как эффективность использования энергии и топлива очень низкая, но они использовались для коротких скачков скорости и взлёта. По сравнению с другими типами авиационных реактивных двигателей, ракетные двигатели являются самыми легкими и имеют наибольшую тягу, но имеют наименьшую эффективность топлива (они имеют самый низкий удельный импульс).

• Новые типы авиационных двигателей

Многообещающим проектом для использования в самолете был роторный авиационный двигатель Ванкеля. Двигатель Ванкеля составляет примерно половину веса и размера традиционного четырехтактного поршневого двигателя с равной выходной мощностью и значительно меньшей по сложности. В авиационном применении соотношение мощности к весу очень важно, что делает двигатель Ванкеля хорошим выбором. Поскольку двигатель обычно состоит из алюминиевого корпуса и стального ротора, а алюминий при нагревании расширяется больше, чем сталь, в отличие от поршневого двигателя двигатель Ванкеля не перегревается при нагреве. Это важный фактор безопасности для использования в авиации. В основном, разработка подобных конструкционных решений началась после Второй мировой войны. Но в то время авиастроение отдавало предпочтение использованию турбинных двигателей. Считалось, что турбореактивные или турбовинтовые двигатели могут приводить в действие все самолеты, от самых больших до самых маленьких конструкций. Двигатель Ванкеля не нашел много применений в авиации, но использовался Mazda в популярной линейке спортивных автомобилей. На базе двигателя Ванкеля в 1970 -х годах французская компания «Citroën» разработала один из геликоптеров, «RE-2» [12].
В современные времена двигатель Ванкеля использовался в моторных планерах, где решающее значение имеют компактность и лёгкий вес [13].
Авиационные дизельные двигатели. В большинстве авиационных двигателей используется искровое зажигание и обычно в качестве топлива используется бензин. Начиная с 1930-х годов были предприняты попытки для использования в авиации создать дизельный двигатель с воспламенением от сжатия. В целом, дизельные двигатели более надёжны и намного лучше подходят для работы в течение длительных периодов времени при средней мощности, поэтому они широко используются, например, в грузовиках и на судах. Легкие сплавы 1930-х годов были не в состоянии справиться с гораздо более высокими коэффициентами сжатия дизельных двигателей, поэтому у них обычно было плохое отношение мощности к весу. Усовершенствования дизельной технологии в автомобилях (приводящие к гораздо лучшему соотношению мощности и веса), намного лучшая топливная экономичность дизеля — все это вызвало возрождение интереса к использованию дизелей для самолетов.
Предварительно охлаждённый реактивный авиационный двигатель. Для очень высоких сверхзвуковых / низких скоростей гиперзвукового полёта, установка системы охлаждения в воздушный канал водородного реактивного двигателя обеспечивает больший впрыск топлива на высокой скорости и устраняет необходимость в трубопроводе из огнеупорных или активно охлаждаемых материалов. Это значительно улучшает соотношение тяги и веса двигателя на высокой скорости. Предполагается, что такая конструкция двигателя может обеспечить достаточную производительность для полета на антиподе на 5 или выше Мах или даже обеспечить практическое использование одной ступени транспортного средства на орбите. Гибридный воздушно-реактивный ракетный двигатель «SABRE» — это двигатель с предварительным охлаждением, находящийся в стадии разработки.
Электрические авиационные двигатели. Начиная с 1960-х годов разрабатывался ряд самолётов  с электрическим приводом, например, «QinetiQ Zephyr» [14]. В конце 2007 года во Франции был запущен обычный легкий самолет, приводимый в действие электродвигателем мощностью 18 кВт с использованием литий-полимерных батарей, с дальностью лёта более 50 километров. Он стал первым электрическим самолётом, получившим сертификат лётной годности [15]. Были проведены ограниченные эксперименты с солнечным электрическим двигателем (пилотируемый «Solar Challenger» и «Solar Impulse» и беспилотный самолет «NASA Pathfinder»). Практически все модели беспилотных летательных аппаратов почти всегда приводятся в движение электродвигателями.
Поршневой турбовентиляторный гибрид. На апрельском авиасалоне «ILA» в Берлине в 2018 году Мюнхенский научно-исследовательский институт представил высокоэффективный двигатель с комбинированным циклом, сочетающим турбореактивный двигатель с редуктором и сердечник поршневого двигателя. 16-лопастной вентилятор диаметром 2,87 м обеспечивает сверхбольшой перепускной коэффициент 33,7, приводимый в действие турбиной низкого давления с приводом, но компрессор высокого давления приводится в движение поршневым двигателем с двумя 10 поршневыми наборами без турбины высокого давления. Двигатель мощностью 49,7 кН может поднять в воздух 50-местный региональный самолёт [16].

Турбинные двигатели и авиационные дизельные двигатели сжигают различные сорта авиакеросина (см.). Реактивное топливо — относительно менее летучее нефтяное производное на основе керосина, но сертифицированное по строгим авиационным стандартам с дополнительными присадками. Авиационные поршневые (поршневые) двигатели обычно предназначены для работы на авиационном бензине. Он обладает более высоким октановым числом, чем автомобильный бензин, что обеспечивает более высокие коэффициенты сжатия, выходную мощность и эффективность на больших высотах. В настоящее время наиболее распространенной маркой авиабензина является «100LL».

Ссылки:
1. http://www.cctv-america.com/2016/08/29/china-launches-state-owned-aircraft-engine-maker
2. https://www.wsj.com/articles/ge-pushes-into-turboprop-engines-taking-on-pratt-1447700601
3. Guttman, Jon (2009). SPAD XIII vs. Fokker D VII: Western Front 1918 (1st ed.). Oxford: Osprey. pp. 24–25
4. https://www.webcitation.org/71kUxpJMn?url=https://airandspace.si.edu/collection-objects/gnome-omega-no-1-rotary-engine
5. Большая советская энциклопедия. Гл. ред. С. И. Вавилов, 2-е изд. Т. 1. А — Актуализм. 1949.- с. 83
6. Большая советская энциклопедия. Гл. ред. С. И. Вавилов, 2-е изд. Т. 1. А — Актуализм. 1949. — с. 84
7. Koehler, H Dieter (1999), Ernst Heinkel – Pionier der Schnellflugzeuge, Bonn: Bernard & Graefe, ISBN 978-3-7637-6116-6. S. 173
8. Авиационный двигатель // А-Ангоб. — М.: Советская энциклопедия, 1969. — С. 62. — (Большая советская энциклопедия : [в 30 т.] / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 1)
9. http://www.testpilot.ru/russia/tsiam/igla/igla.htm
10. Gibbs-Smith, C.H. (2003). Aviation. London: NMSO. p. 175. ISBN 1 9007 4752 9
11. Авиационный двигатель // А — Анкетирование. — М. : Большая российская энциклопедия, 2005. — С. 78. — (Большая российская энциклопедия : [в 35 т.] / гл. ред. Ю. С. Осипов; 2004—2017, т. 1)
12. Boulay, Pierre (1998). Guides Larivière (ed.). Les hélicoptères français (in French). ISBN 978-2-907051-17-0
13. https://web.archive.org/web/20061008125929/http://www.alexander-schleicher.de/englisch/produkte/ash36/e_ash36_main.htm
14. https://web.archive.org/web/20080223113129/http://www.physorg.com/printnews.php?newsid=101391900
15. https://web.archive.org/web/20080110092518/http://www.apame.eu/AA%20Projects.html
16. https://www.flightglobal.com/news/articles/hybrid-geared-fan-and-piston-concept-could-slash-fue-447955/

© При копировании активная ссылка на сайт обязательна

См. Алфавитный указатель статей Большой энциклопедии знаний

Просмотров: 39

Как работают радиальные двигатели? – MechStuff

Радиальные двигатели широко использовались во время Второй мировой войны.
Повышение эффективности и мощности было насущной потребностью того времени. Имея много преимуществ перед роторными двигателями, использовавшимися в Первой мировой войне, радиальные двигатели отлично зарекомендовали себя для самолетов.

Радиальные двигатели: —

Радиальные двигатели Двигатели внутреннего сгорания такие же, как расположение поршень-цилиндр, за исключением одного изменения — поршень в цилиндрах расходится (колеблется/возвратно-поступательно) наружу от центрального картера (как ободья шина). Радиальные двигатели также называются «Звездные двигатели» , поскольку они напоминают форму звезды, если смотреть спереди. Радиальная конфигурация очень часто использовалась для авиационных двигателей до появления газотурбинных двигателей.

История :-

Компания C.M. Manly сконструировала 5-цилиндровый радиальный двигатель с водяным охлаждением в 1901 году – преобразование роторного двигателя для аэродромного самолета. Машина оказалась неудачной, но двигатель Мэнли-Бальцера(позже в 1903) указал путь к мощным авиационным двигателям с малым весом.

Запчасти:-

Поршень – Поршень используется для передачи силы расширения газов на механическое вращение коленчатого вала через шатун. Поршень может сделать это, потому что он плотно закреплен внутри цилиндра с помощью поршневых колец, чтобы минимизировать зазор между цилиндром и поршнем!
Коленчатый вал – Коленчатый вал – это деталь, способная преобразовывать возвратно-поступательное движение во вращательное.
Шатун – Шатун передает движение от поршня к коленчатому валу, который действует как плечо рычага.
Впускной и выпускной клапаны – Позволяет подавать свежий воздух с топливом и выводить отработавшую топливно-воздушную смесь из цилиндра.
Шарнирный шатун в сборе – Узел соединяет все шатуны поршней в единую деталь, так как цилиндры компланарны (обсуждается позже).
Свеча зажигания – Свеча зажигания подает электрический ток в камеру сгорания, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь, что приводит к резкому расширению газа.

Работа радиальных двигателей: —

Анимация радиального двигателя, состоящего из 5 цилиндров. Радиальные двигатели

работают так же, как и любые другие четырехтактные двигатели. Они оба имеют схожие детали, но их конструкция и дизайн различны. Каждый цилиндр имеет такт впуска, сжатия, рабочий и выпускной такт.
Если вы рассматриваете приведенный выше двигатель, состоящий из 5 цилиндров, с нумерацией верхней части как 1 и движущейся по часовой стрелке, то порядок работы будет 1-3-5-2-4 и снова 1!
Ничего сложного для понимания, порядок воспламенения и открытия/закрытия клапанов отрегулированы таким образом, что текущий рабочий ход непосредственно помогает сжать следующий цилиндр для воспламенения, делая движение более равномерным.

Почему нечетное количество цилиндров?

Для более плавной работы двигателя необходимо обеспечить постоянную мощность. Для производства постоянной мощности используется нечетное количество цилиндров, так что может быть достигнут любой другой порядок работы поршня.
Если бы использовалось четное количество цилиндров, равновременный цикл зажигания был бы невозможен. [Источник]

Как впускной и выпускной клапаны открываются и закрываются в определенное время хода?
В отличие от двигателей, используемых в автомобилях и мотоциклах, оси цилиндров лежат в одной плоскости , поэтому типичный распределительный вал не может использоваться для управления впускными и выпускными клапанами, а один и тот же коленчатый вал не может использоваться для подачи мощности.
Вместо этого поршни соединены с коленчатым валом с помощью узла главного шарнирно-сочлененного стержня .   Я знаю, что это довольно сложно представить, особенно то, о чем мы никогда не слышали, поэтому я включил анимацию 🙂 !

Узел штока, который управляет синхронизацией впускных и выпускных клапанов.

В радиальных двигателях обычно используются тарельчатые клапаны, расположенные над цилиндрами . Эти клапаны приводятся в движение толкателями, которые управляются кулачковой пластиной, которая вращается в направлении, противоположном направлению вращения коленчатого вала.
Кулачок медленно вращается с помощью зубчатого механизма.

Преимущества:-

• Более плавная работа:- Радиальные двигатели отлично вырабатывают постоянную мощность (вклад каждого поршня), как обсуждалось ранее. Эта консистенция помогает двигателю работать более плавно.
• Надежнее и проще в обслуживании:- Все благодаря простой конструкции, которая делает его менее уязвимым к повреждениям, а также значительно облегчает работу обслуживающего персонала во время рутинных проверок.
• Стоимость: — Детали радиальных двигателей, затраты на ремонт и техническое обслуживание невелики. Более дешевый вариант приветствуется с завязанными глазами в дорогой сфере деятельности.

Недостатки :-

• Сопротивление :- Так как во время полета цилиндры явно подвергаются воздействию воздушного потока, сопротивление значительно возрастает.
• Видимость :- Пилот может испытывать проблемы с видимостью из-за огромных одиночных двигателей, расположенных в носовой части самолета.
• Установка :- Обеспечить адекватное охлаждение воздуха при скрытой установке двигателя сложнее.

Газовые турбины ИЛИ широко известные как реактивные двигатели завоевали рынок, поскольку они были гораздо более мощными, эффективными и легкими, чем радиальные двигатели.
Чтобы узнать больше о газовых турбинах/реактивных двигателях, прочитайте одну из моих предыдущих статей, в которой я подробно рассказал о работе реактивные двигатели !
Я также написал статью о типах реактивных двигателей (в ней куча анимаций… вам стоит попробовать 😉 )

Радиальный двигатель: введение, работа и преимущества [Полная информация]

Радиальный двигатель

Знакомство с Радиальный двигатель

Радиальный двигатель: введение, работа и преимущества:- Радиальный двигатель — это тип конфигурации поршневого двигателя с внутренним сгоранием, в котором цилиндры движутся наружу от центрального картера, например, спицы колесо. Если смотреть спереди, он очень похож на сверкающую звезду, поэтому на некоторых языках его называют «звездным двигателем».

Эти двигатели господствуют в небе уже более 50 лет, потому что они способны охлаждаться самостоятельно благодаря воздействию воздуха, а также исключительной мощности, которую они производят.
Первый радиальный двигатель был построен в 1901 году К. М. Мэнли, который производил 52 л.с. при 950 об/мин. В то время как радиальному двигателю понадобилось около 10 лет, чтобы считать его пригодным для полетов. Для обеспечения надежности радиального двигателя при дальних полетах над водой были модифицированы алюминиевые цилиндры со стальными гильзами.

Как работает радиальный двигатель?

Оси цилиндров радиальных двигателей компланарны, что означает, что шатуны не могут быть прикреплены непосредственно к коленчатому валу, пока не используются шатуны. Поршни соединены с коленчатым валом с помощью главного узла или шарнирного стержня. Самый верхний поршень представляет собой анимацию, состоящую из главного штока, непосредственно прикрепленного к коленчатому валу. Оставшиеся поршни прикреплены к своим шатунам по кольцу вокруг края основного шатуна. Другие ряды радиального цилиндра могут быть добавлены с целью увеличения мощности двигателя без изменения его диаметра.

Радиальные четырехтактные цилиндры имеют нечетное число цилиндров в ряду, чтобы придать постоянство каждому поршню и сохранить порядок зажигания, что необходимо для обеспечения плавной работы двигателя. Например, порядок воспламенения в системе с пятью цилиндрами будет таким: 1, 3, 5, 2, 4, а затем снова вернуться к цилиндру 1. Эта функция всегда оставляет зазор не менее одного поршня между соответствующими поршнями. в основном вблизи его такта сгорания и поршня на сжатии.

Работа радиального двигателя

Активный ход помогает в сжатии следующего цилиндра для воспламенения, которое развивает равномерное движение. В случае, если количество используемых цилиндров было четным, равновременный цикл зажигания не был бы успешным. Прототип радиальных дизельных двигателей Zoche имеет четное количество цилиндров, то есть четыре или восемь, но это не проблема, поскольку они в основном двухтактные двигатели с двойным числом рабочих тактов, как у четырехтактного двигателя. на один оборот коленчатого вала.

В большинстве четырехтактных двигателей коленчатый вал вращается дважды, чтобы завершить четыре хода каждого поршня. Этот процесс включает впуск, сжатие, сгорание и выпуск. Кольцо распределительного вала медленно вращается в направлении, противоположном коленчатому валу. Кулачки размещены в два ряда, один из них используется как впускной клапан, а другой как выпускной клапан. Причина, по которой предпочтение отдается радиальному двигателю, заключается в том, что в нем используется меньше кулачков по сравнению с другими типами двигателей. Например, внутри двигателя на анимированной иллюстрации четыре кулачка обслуживают остальные 10 клапанов, которые установлены на пяти цилиндрах, поскольку для типичного рядного двигателя с таким же количеством цилиндров и клапанов потребуется 10 клапанов.

Преимущества радиального двигателя

В современных условиях большинство крупных самолетов используют турбовинтовые и реактивные двигательные установки. Наоборот, оказалось, что радиальные двигатели гораздо лучше подходят для небольших самолетов. Понимание его преимуществ может помочь вам узнать, почему довольно старые радиальные двигатели все еще предпочтительнее для самолетов. Радиальные двигатели были запущены около 10-15 лет назад и были самым популярным вариантом, который был известен до появления на рынке газотурбинных двигателей. В основном они были найдены на всех без исключения, начиная от самолетов для уборки урожая и заканчивая бомбардировщиками, которые до сих пор продолжают использоваться.

Прочитайте о некоторых преимуществах, которые предлагают радиальные двигатели, и это единственные причины, по которым вы можете рассмотреть их для своего самолета.

1. Простота обслуживания

Радиальный двигатель сконструирован таким образом, что его очень легко обслуживать рабочие, а доступ для проведения плановых работ по техническому обслуживанию двигателя очень прост. На простом языке можно сказать, что очень легко поддерживать его работу с максимальной производительностью .

2. Прочнее

Двигатели сконструированы таким образом, что их очень трудно повредить, что придает им довольно прочный и жесткий корпус.

3. Плавная работа

В большинстве случаев радиальный двигатель имеет плавную работу по сравнению с другими двигателями, такими как рядные двигатели, которые охлаждаются с помощью жидкости. Важнее всего плавная работа двигателя, которая обычно встречается в радиальном двигателе и поэтому предпочтительнее по сравнению с другими.

4. Надежность

Учитывая вышеизложенное, радиальный двигатель является более надежным по сравнению с любым другим двигателем. Это происходит из-за очень короткого коленчатого вала, довольно простой конструкции и т. д. Лучшее в этих двигателях то, что они вызывают очень меньшую вибрацию, что означает, что его можно защитить от износа во время использования и, таким образом, увеличить срок службы двигателя.