книги из ГПНТБ / Гаевский О.К. Авиамодельные двигатели

О. К. ГАЕВСКИЙ,

АВИАМОДЕЛЬНЫЕ

Д В И Г А Т Е Л И

издание второе, исправленное и дополненное

З Д А Т Е Л Ь С Т В О Д О С А А Ф * М О С К В А • 1973

В книге рассказывается о порш­ невых микродвигателях внутреннего сгорания, работающих по двухтакт­ ному циклу, о их конструкциях, из­ готовлении и эксплуатации. Крометого, даются советы по технике сбор­ ки и наладки серийных двигателей и двигателей, изготовленных самостоя­ тельно, описываются приемы повы­ шения мощности и методика подго­ товки к соревнованиям.

кружках школ, домов пионеров и наі станциях юных техников.

И0ДЛТЕ4ЬСТВОЛОСЛЛФ СССР. 1973t

КЛАССИФИКАЦИЯ АВИАМОДЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Авиамоделисты, а также строители моделей судов и автомобилей почти исключительно применяют поршне­ вые двигатели внутреннего сгорания, работающие по двухтактному циклу. Это объясняется тем, что двухтакт­ ные двигатели проще по конструкции, имеют меньше де­ талей и более быстроходны. Экономичность — основ­ ное преимущество четырехтактных двигателей — в усло­ виях эксплуатации «а моделях не имеет существенного значения.

Поршневые авиамодельные двигатели разделяются на три спортивные категории:

Разделение двигателей по рабочему объему цилиндр ра позволяет точнее сравнивать летные качества различ­ ных моделей и создает единообразные условия соревно­ ваний. Учитывая это разделение, наши конструкторы н промышленность создают двигатели с рабочим объемом, близким к указанным пределам. Однако многие фирмы не ограничиваются производством указанных выше трех категорий двигателей и выпускают двигатели? с с б о ч и м объемом 0,8; 1,5; 1 см3 и другие.

По способу зажигания рабочей смеси современные авиамодельные двигатели делятся на три вида:

—калильные с зажиганием от калильной свечи;

—компрессионные с 'Самовоспламенением топливной смеси от сжатия;

3

Рис. 1. Общий внд современных авиамодельных двигателей:

а— компрессионного; б — калильного

—бензиновые с высоковольтным искровым зажига­

нием.

Общий вид компрессионного и калильного авиамо­ дельных двигателей показан яа рис. 1.

ДЕЙСТВИЕ ДВУХТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

РАБОЧИЙ ПРОЦЕСС

Рабочий процесс в двигателе, работающем по двух­ тактному циклу, протекает в следующем порядке. При движении поршня вверх в картере создается разрежение, благодаря чему рабочая смесь засасывается через кар­ бюратор в полость картера. При движении поршня вниз смесь в картере сначала сжимается, а затем перепуска­ ется по каналу в камеру сгорания. При следующем ходе поршня вверх, который происходит под действием сил инерции масс вращающихся деталей, находящихся на валу двигателя, рабочая смесь в цилиндре сжимается,. Одновременно происходит всасывание в картер из кар­ бюратора новой порции рабочей смеси.

При положении поршня, близком к верхней мерт­ вой точке (в.м.т.), под воздействием сжатия, нагрева от спирали, находящейся в свече, или искры, происходит

статочио для того, чтобы возвратить поршень в в.м.т. и повторить сжатие. В противном случае двигатель оста­ новится. Для того чтобы гарантировать повторение цик­ ла при малых оборотах, на двигателях внутреннего сго-

Рис. 3. Устройство двухтактных авиамодельных двигателей с раз­ личными конструкциями газораспределения:

с — поршнем; б — валом; е — дисковым золотником; г — резо­

нансным пластинчатым клапаном

рания применяется маховик — тяжелый металлический диск, обладающий значительной инерцией.

У авиамодельных двигателей маховиком служат про­ пеллер, вал, кок и втулка, т. е. все детали, вращающиеся

6

Протекает этот процесс так. Поршень при движении вверх создает разрежение в картере. Через трубку, на­ зываемую всасывающим патрубком, в картер устремля­ ется воздух. На пути движения воздуха имеется попе­ речная трубка — жиклер, подающий топливо. Протека­ ющий воздух захватывает частицы топлива, распыляет их и уносит в полость картера. Величина отверстия жик-

Рис. 4. Схемы продувок двухтактных авиамодель­ ных двигателей:

а — поперечная; б — встречная кольцевая; в — поперечно-петлевая с двумя выпускными и одним продувочным окном; г — поперечно-петлевая с двумя продувочными и одним выпускным окном;

д— перекрестная

лера, сквозь которое протекает горючее, регулируется иглой. Впуск горючей смеси в картер регулируется порш­ нем, валом, золотником или клапаном (рис. 3).

П е р е п у с к о м называется процесс перемещения го­ рючей смеси в цилиндр. Происходит перепуск потому, что в картере двигателя при перемещении поршня вниз давление ранее поступившей туда смеси превышает дав­ ление в цилиндре. Под действием этой разности давлений смесь перетекает из картера в цилиндр.

7

П р о д у в к о й ц и л и н д р а называется процесс за­ полнения цилиндра свежей горючей смесью и движение

сгорания топлива из цилиндра. Процессы перепуска й продувки решающим образом влияют на быстроходность и мощность двигателя.

Движение газов при перепуске и продувке происхо­ дит у различных двигателей не одинаково и зависит от

Рис. 5. Круговая диаграмма фаз газорас­ пределения двухтактного двигателя с золот­ никовым распределением всасывания

того, как расположены по отношению друг к другу пере­ пускные и выхлопные каналы и какую они имеют форму и направление. В зависимости от того, как протекают газы, различают следующие виды продувок: поперечную, поперечно-петлевую, встречную кольцевую, перекрест­ ную (рис. 4).

На современных быстроходных авиамодельных дви­ гателях лучшие результаты пока получены аіри попереч* ной и поперечно-петлевой продувках. Длина каналов, их форма и сечение влияют на гидродинамические потеридвижения горючей смеси. Чем короче путь течения газов- и чем меньше препятствий встречает на своем пути их поток, тем быстроходнее и мощнее может быть двига­ тель.

Углы поворота вала, соответствующие всасыванию, выхлопу и перепуску, называют ф а з а м и г а з о р а с -

8

пр е д е л е н и я двигателя. Фазы газораспределения па, схемах изображают в виде круговой диаграммы (рис. 5). Диаграмма дает представление только о том, сколькимградусам угла поворота вала двигателя соответствуют; процессы газораспределения. На развернутой диаграмм

Дюймы

Цгсл nctsopo->.\

ma Sana <gr Выхлоп откоьт

Рис. 6. Развернутая диаграмма фаз газораспределения двух­ тактного двигателя с распределением всасывания дисковым золотником

ме (рис. 6) показаны также площади проходных сече­ ний, сквозь которые протекают газы, поэтому она дает; более полную картину газораспределения.

ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ

Основными геометрическими характеристиками явля ­

Рассмотрим их влияние на работу двигателя в от­ дельности.

а.