Какое масло заливать в двигатель с турбиной


Выбор масла для бензиновых турбированных двигателей

Начнем с того, что турбодвигатель является мотором, в котором удается без увеличения рабочего объема добиться существенного повышения мощности, а также экономичности двигателя по сравнению с атмосферными аналогами. Прирост мощности достигается за счет установки турбокомпрессора, который нагнетает воздух в цилиндры под давлением.

Такое увеличение количества воздуха позволяет одновременно подать больше топлива и полноценно сжечь топливно-воздушную смесь. При этом подача воздуха под давлением и сжигание большего количества сжатой рабочей смеси означает увеличение механических и тепловых нагрузок на узлы и детали ДВС.

Становится понятно, что моторное масло для двигателя с турбиной  работает в более «жестких» условиях. По этой причине  такой материал  несколько отличается от смазки для атмосферных моторов по ряду характеристик и свойств. Далее мы поговорим о том,  какое масло для турбированных двигателей нужно использовать,  а также как выбрать лучшее масло для турбодвигателя.

Содержание статьи

Моторное масло для турбированных бензиновых двигателей: что нужно знать

Как известно, для уменьшения нагрузок (трение, нагрев и т.д.) в двигателях внутреннего сгорания используется моторное масло. Если же говорить о турбомоторах, то такие агрегаты по понятным причинам достаточно сильно нагружены по сравнению с безнаддувными типами ДВС.

Также следует учитывать определенные особенности конструкции и работы турбокомпрессора, который также смазывается маслом из системы смазки. Чтобы было понятнее, турбина фактически является валом с двумя колесами на концах. Вал и колеса закреплены в специальном корпусе.

Одно колесо называется турбинным, другое компрессорным. Выхлопные газы, которые выпускаются из двигателя во время его работы, перед попаданием в систему выпуска проходят через ту часть корпуса, где находится турбинное колесо. Энергия выхлопных газов вращает крыльчатку, тем самым усилие передается через вал на компрессорное колесо.

Компрессорное колесо «затягивает» атмосферный воздух снаружи, далее происходит его сжатие и нагнетание в двигатель. На промежуточном участке (до подачи на впуск) сжатый и нагретый от такого сжатия воздух дополнительно охлаждается, чтобы в результате в цилиндры после охлаждения  подавался больший объем кислорода.

Как видно, через турбину проходят  выхлопные газы, которые имеют предельно высокие температуры. Это приводит к сильному нагреву турбины. Если учесть, что для смазки устройства и его подшипников туда также в обязательном порядке подается моторное масло, тогда вполне очевидно, что смазка быстро теряет свои свойства при таких крайне высоких температурах. Простыми словами, масло «кипит» и коксуется.

Еще одной особенностью турбодвигателя можно считать то, что на низких оборотах на многих ДВС данного типа присутствует турболаг (турбояма). В двух словах, на «низах» турбомотор работает практически как атмосферный. Все дело в том, что потока выхлопных газов на низких оборотах недостаточно для эффективного раскручивания турбинного колеса, в результате чего объем подаваемого  в цилиндры воздуха также снижен.

На практике это проявляется так, что водитель давит на газ, но двигатель набирает мощность постепенно, однако при достижении оборотов, нужных для раскручивания турбины, происходит  резкий подхват. При этом температура в цилиндрах  в этот момент также стремительно растет. Все эти нюансы отдельно учитываются  производителем ДВС при формировании списка  жестких требований  к моторным маслам для турбодвигателей.

  • Итак, масла для бензиновых турбированных двигателей являются отдельной группой среди подобных продуктов на рынке ГСМ. Это значит, что масло для атмосферных силовых агрегатов использовать в двигателе с турбонаддувом нельзя.
  • В турбомотор необходимо лить только такое масло, которое находится в списке рекомендованных самим производителем двигателя. Указанный список обычно содержится в мануале к конкретной модели авто. Вязкость смазки, а также все стандарты по API, АСЕА и т.д. должны в обязательном порядке соответствовать требованиям завода-изготовителя ДВС.
  • Турбомоторы особенно чувствительны к уровню масла с учетом более высоких нагрузок на агрегат, а также склонны расходовать больше смазки на угар. Это значит, необходима регулярная проверка уровня масла. Также даже незначительная нехватка смазки приводит к тому, что подшипники турбины начинают  работать «на сухую», в результате дорогостоящий турбокомпрессор быстро выходит из строя.
  • Двигатель с турбиной также предполагает более жесткие требования не только к ГСМ, но и накладывает некоторые обязательства на владельца в рамках повседневной эксплуатации. Такой двигатель нужно в обязательном порядке прогревать перед поездкой (даже летом). При этом прогрев должен происходить только на  ХХ, особенно в холода. Однако и  заставлять ДВС долго работать  на холостом ходу также нельзя, так как сокращается ресурс турбины. Рекомендуется предварительно прогреть мотор, затем продолжать плавное движение до выхода двигателя на рабочие температуры. При этом пока агрегат не прогреется, следует избегать интенсивных ускорений, езды на повышенных передачах, а также слишком низких и высоких оборотов.
  • Еще отметим, что глушить двигатель сразу после поездки также не рекомендуется в том случае, если двигатель не оборудован турботаймером. Нужно дать поработать силовой установке около 3-5 минут, чтобы турбина постепенно остывала на холостом ходу. Если заглушить агрегат сразу, тогда циркуляция масла и работа системы охлаждения ДВС прекращается. Это приводит к тому, что остатки  смазки в раскаленной турбине  сильно коксуются и постепенно выводят элемент из строя.

Выбор масла для турбомотора на бензине

Если говорить о видах масел, они бывают минеральными,  полусинтетическими и синтетическими. Как правило, «минералку» и полусинтетику в турбомоторах не используют, так как эти масла быстрее всех теряют свои заявленные свойства.

Остается только дорогая синтетика и  более доступный по цене гидрокрекинг. Каждое из таких масел имеет собственный пакет активных присадок (противоизносные, вязкостные, стабилизирующие, моющие, антифрикционные, антиокислительные, диспергирующие и т.д.), которые позволяют получить необходимые свойства, необходимые для двигателей с турбонаддувом.

Определившись с типом смазки для турбодвигателя, далее нужно руководствоваться общими правилами, которые применяются во время подбора масел для остальных видов ДВС.

Главное, чтобы смазочный материал был предназначен для турбомоторов, а также подходил по все необходимым требованиям, параметрам и допускам для использования в конкретном  двигателе. Указанные допуски следует искать в техническом руководстве к автомобилю.

Полезные советы и рекомендации

Также следует добавить, что при выборе смазки всегда необходимо дополнительно учитывать и целый ряд индивидуальных условий эксплуатации (режимы работы мотора, сезонное колебание температур, межсервисные интервалы замен, состояние самого двигателя и т.д.).

  • Прежде всего, речь идет об индексе вязкости SAE. Указанный стандарт фактически определяет вязкостно-температурные характеристики того или иного масла.  В качестве обозначения используется комбинация значений  минимальной и максимальной температур.

Например, 5W30, 10W40 и т.д. Первое значение «зимнее» и определяет, при какой температуре смазка сохранит текучесть для прокачивания по каналам масляной системы. Второе значение указывает на то, какая вязкость масла будет уже после прогрева двигателя, то есть «на горячую». От этого показателя зависит вязкость прогретого масла, толщина масляной пленки и т.д.

Нужно понимать, что если залить в двигатель слишком вязкое масло, тогда при наступлении холодов оно сильно загустеет. Также проблемы могут возникнуть и летом, так как излишняя вязкость способна навредить двигателю, стать причиной его перегрева, увеличения расхода на угар и т.д.

Если же использовать маловязкие «жидкие» масла, тогда мотор зимой будет легко заводиться, однако толщины масляной пленки на прогретом ДВС может отказаться недостаточно. В результате агрегат будет подвергаться значительному износу под нагрузками, возможна течь сальников и прокладок, увеличение расхода смазки и т.п.

Еще нужно учитывать и степень износа ДВС. В двигатели с пробегом больше 100 тыс. км. рекомендуется лить более вязкую смазку, чем в новый мотор или агрегат после капремонта. Дело в том, что естественный износ приводит к увеличению зазоров, которые можно компенсировать более вязкой смазкой, однако материал все равно должен быть из списка рекомендуемых для данного мотора.

  • Что касается стандартов по API, масла делятся на разные группы и классы, для обозначения используется буквосочетание (например, SA). Смазка для бензиновых моторов обозначается первой литерой S, дизельные  масла получили литеру С.

Далее в обозначении  используется литера от А до N, которая определяет качество смазки. Также встречаются и универсальные масла типа дизель/бензин или бензин/дизель. В этом случае обозначение  объединяет в себе сразу два класса, (например, SF/CC).

Первым идет тот класс, который указывает, в какой двигатель лить универсальное масло предпочтительнее, при этом допускается использование и в другом типе ДВС. Если говорить о моторах с турбонаддувом, для них оптимально подходят бензиновые масла класса SN и SM. Такие продукты соответствуют более жестким требованиям, которые выдвигаются по отношению к смазке для двигателей с турбиной.

  • Еще один стандарт по ACEA делит все масла на 3 категории. Первая категория A/B, вторая C и третья E. Для турбированных ДВС  нужно смотреть в сторону первой категории, обозначенной A/B. Это говорит, что продукт предназначается для использования в двигателях легковых авто.

Далее категория делится на дополнительные подклассы. Таких подклассов 4, (например, A1/B1 или A5/B5). Если не вдаваться в подробности, чем больше цифровое обозначение, тем выше качество масла. Вполне логично, что именно  A5/B5 наилучшим образом подойдет для двигателей с турбонаддувом, обеспечив защитные и другие свойства, а также энергоэффективность с минимальными потерями на трение.

  • Напоследок затронем стандарт ISLAC. Этот стандарт похож на API, само обозначение выглядит ISLAC GL-3 и т.д. Если коротко, большее число в обозначении указывает на то, что смазка современная и качественная. Получается, при подборе масла для турбодвигателя по ISLAC нужно обращать внимание именно на этот нюанс.

Подведем итоги

Как видно, работу турбодвигателя  и турбокомпрессора можно отнести к тяжелым условиям. По этой причине необходимо соблюдать определенные правила во время эксплуатации такого  ДВС для максимального продления ресурса всех узлов и агрегатов.

Следует помнить, после того, как турбина раскручивается до нужных оборотов и наступает так называемый подхват, температура в цилиндрах также значительно возрастает. Параллельно с этим  интенсивный поток раскаленных отработавших газов нагревает и турбину. Такой рост температуры может, прежде всего, привести к детонации двигателя, появлению стуков и его поломке.

По этой причине  степень сжатия турбодвигателей стараются сделать такой же или даже меньше, чем у атмосферных аналогов. Это нужно для того, чтобы понизить температуру в цилиндрах. Также в обязательном порядке необходимо заливать топливо с максимальной детонационной стойкостью (бензин с  высоким октановым числом). На практике речь идет о горючем АИ-98 или даже 100.

Не менее серьезно стоит и вопрос правильного подбора моторного масла надлежащего качества. Смазка должна эффективно защищать и смазывать нагруженные детали внутри двигателя,  а также подшипники  раскаленного турбокомпрессора.  Снижение уровня масла и даже незначительное масляное голодание  быстро выведет мотор и турбину из строя.

Что касается замены масла на турбодвигателе, следует заливать в мотор качественный продукт и менять его не позже, чем через 5-6 тыс. км. То же самое можно сказать и о воздушном фильтре, так как недостаточный приток воздуха по причине загрязнения фильтрующего элемента  становится причиной дымления, нарушенного смесеобразования и ряда других последствий.

Рекомендуем также прочитать статью о том, чем отличается масло 5W30 от 5W40, какое из них лучше в том или ином случае. Из этой статьи вы узнаете об основных отличиях и особенностях данных типов смазочного материала, а также что будет оптимально для мотора.

Кстати, после замены масла, снятия турбины и т.д., сразу заводить двигатель  нельзя. Дело в том, что подшипники турбины в случае запуска будут какое-то время работать «на сухую», так как масло еще не дошло до турбокомпрессора. Чтобы этого не произошло, следует нажать на газ до упора, после чего  около 10 секунд прокрутит двигатель стартером, не запуская  двигатель. За это время маслонасос закачает масло без ущерба для турбокомпрессора.

Напоследок отметим, что за ГСМ, состоянием турбодвигателя и его систем нужно особенно тщательно следить, причем постоянно. Недостаточное охлаждение немедленно приведет к детонации и перегреву. Сбои в работе системы вентиляции картера станут причиной увеличения давления в системе смазки.

В результате масло «гонит» через турбину, смазочный материал попадает в компрессор, далее вместе с воздухом проникает во впуск и камеру сгорания. Двигатель начинает дымить сизым масляным дымом и коксуется, расход масла значительно возрастает.

Читайте также

Газотурбинный двигатель | Британника

Газотурбинный двигатель , любой двигатель внутреннего сгорания, использующий газ в качестве рабочего тела, используемого для вращения турбины. Этот термин также обычно используется для описания полного двигателя внутреннего сгорания, состоящего, по меньшей мере, из компрессора, камеры сгорания и турбины.

Общие характеристики

Полезную работу или тягу можно получить от газотурбинного двигателя. Он может приводить в действие генератор, насос или пропеллер или, в случае чисто реактивного авиационного двигателя, развивать тягу за счет ускорения потока выхлопных газов турбины через сопло.Такой двигатель, который при той же мощности намного меньше и легче, чем поршневой двигатель внутреннего сгорания, может производить большую мощность. Возвратно-поступательные двигатели зависят от движения поршня вверх и вниз, которое затем должно быть преобразовано во вращательное движение с помощью механизма коленчатого вала, тогда как газовая турбина обеспечивает мощность вращения вала напрямую. Хотя концептуально газотурбинный двигатель представляет собой простое устройство, компоненты эффективного агрегата должны быть тщательно спроектированы и изготовлены из дорогостоящих материалов из-за высоких температур и напряжений, возникающих во время работы.Таким образом, установки газотурбинных двигателей обычно ограничиваются крупными установками, где они становятся рентабельными.

Циклы газотурбинного двигателя

Большинство газовых турбин работают в открытом цикле, в котором воздух забирается из атмосферы, сжимается в центробежном или осевом компрессоре, а затем подается в камеру сгорания. Здесь топливо добавляется и сжигается при практически постоянном давлении вместе с частью воздуха. Дополнительный сжатый воздух, который обходится вокруг секции горения и затем смешивается с очень горячими газами сгорания, необходим для поддержания температуры на выходе из камеры сгорания (фактически, на входе турбины) на достаточно низком уровне, чтобы турбина могла работать непрерывно.Если агрегат должен производить мощность на валу, продукты сгорания (в основном воздух) расширяются в турбине до атмосферного давления. Большая часть мощности турбины требуется для работы компрессора; только остальная часть доступна для обеспечения работы вала генератора, насоса или другого устройства. В реактивном двигателе турбина предназначена для обеспечения достаточной мощности для привода компрессора и вспомогательных устройств. Затем поток газа выходит из турбины с промежуточным давлением (выше местного атмосферного давления) и проходит через сопло для создания тяги.

Газотурбинный двигатель открытого цикла постоянного давления. Encyclopædia Britannica, Inc.

В первую очередь рассматривается идеализированный газотурбинный двигатель, работающий без потерь по этому простому циклу Брайтона. Если, например, воздух поступает в компрессор при 15 ° C и атмосферном давлении и сжимается до одного мегапаскаль, он затем поглощает тепло из топлива при постоянном давлении до тех пор, пока температура не достигнет 1100 ° C, прежде чем расширится через турбину обратно до атмосферного. давление.Этот идеализированный блок потребует выходной мощности турбины 1,68 киловатт на каждый киловатт полезной мощности с 0,68 киловатт, потребляемым для привода компрессора. Тепловой КПД установки (чистая произведенная работа, разделенная на энергию, добавленную через топливо) составит 48 процентов.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Фактическая производительность простого открытого цикла

Если для блока, работающего между одинаковыми пределами давления и температуры, компрессор и турбина имеют КПД только 80 процентов ( i.Например, : работа идеального компрессора в 0,8 раза превышает фактическую работу, а фактическая мощность турбины в 0,8 раза больше идеальной мощности), ситуация резко меняется, даже если все остальные компоненты остаются идеальными. На каждый киловатт производимой полезной мощности турбина теперь должна производить 2,71 киловатт, а работа компрессора становится 1,71 киловатт. Тепловой КПД падает до 25,9 процента. Это демонстрирует важность высокоэффективных компрессоров и турбин. Исторически сложность разработки эффективных компрессоров, даже больше, чем эффективных турбин, задерживала разработку газотурбинного двигателя.Современные агрегаты могут иметь КПД компрессора 86–88 процентов и КПД турбины 88–90 процентов при проектных условиях.

КПД и выходную мощность можно увеличить за счет повышения температуры на входе в турбину. Однако все материалы теряют прочность при очень высоких температурах, а поскольку лопатки турбины движутся с высокой скоростью и подвергаются серьезным центробежным напряжениям, температура на входе в турбину выше 1100 ° C требует специального охлаждения лопаток. Можно показать, что для каждой максимальной температуры на входе в турбину существует также оптимальное соотношение давлений.Современные авиационные газовые турбины с охлаждением лопаток работают при температурах на входе в турбину выше 1370 ° C и при соотношении давлений около 30: 1.

Промежуточное охлаждение, повторный нагрев и регенерация

В авиационных газотурбинных двигателях необходимо обращать внимание на вес и диаметр. Это не позволяет добавлять дополнительное оборудование для повышения производительности. Соответственно, двигатели коммерческих самолетов работают по простому циклу Брайтона, идеализированному выше. Эти ограничения не применяются к стационарным газовым турбинам, в которые могут быть добавлены компоненты для повышения эффективности.Усовершенствования могут включать (1) уменьшение работы сжатия за счет промежуточного охлаждения, (2) увеличение мощности турбины за счет повторного нагрева после частичного расширения или (3) уменьшение расхода топлива за счет регенерации.

Первое усовершенствование будет заключаться в сжатии воздуха почти постоянной температуры. Хотя это не может быть достигнуто на практике, это можно приблизить с помощью промежуточного охлаждения (, то есть путем сжатия воздуха в два или более этапов и его водяного охлаждения между этапами до его начальной температуры).Охлаждение уменьшает объем обрабатываемого воздуха и, как следствие, необходимую работу по сжатию.

Второе усовершенствование включает повторный нагрев воздуха после частичного расширения через турбину высокого давления во втором наборе камер сгорания перед подачей его в турбину низкого давления для окончательного расширения. Этот процесс похож на повторный нагрев, используемый в паровой турбине.

Оба подхода требуют значительного дополнительного оборудования и используются реже, чем третье улучшение.Здесь горячие выхлопные газы турбины проходят через теплообменник или регенератор, чтобы повысить температуру воздуха, выходящего из компрессора перед сгоранием. Это уменьшает количество топлива, необходимое для достижения желаемой температуры на входе в турбину. Однако повышение эффективности связано со значительным увеличением начальной стоимости и будет экономичным только для агрегатов, которые работают почти непрерывно.

.

Двигатели

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | какой такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок ланы | Индекс сайта | Дом

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?


НОВИНКА!
Видео "Как работает реактивный двигатель".

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов отрывается от земли с такой легкостью. Как это бывает? Ответ прост. Это двигатели.

Позвольте Терезе Бенио из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснить подробнее ...

Как показано на НАСА Пункт назначения завтра.


Реактивные двигатели перемещают самолет вперед с большой силой, создаваемой огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые еще называют газовые турбины, работают по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор повышает давление воздуха. Компрессор сделан с множеством лезвий, прикрепленных к валу. Лезвия вращаются на высокой скорости и сжимают или сжимают воздух. Сжатый затем воздух распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. В горящие газы расширяются и выбрасываются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа летят назад, двигатель и самолет движутся вперед. Когда горячий воздух попадает в сопло, он проходит через другую группу лопастей. называется турбина. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины вызывает вращение компрессора.

На изображении ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторую часть воздуха чтобы было очень жарко, а некоторым было прохладнее. Затем более холодный воздух смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это изображение того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передняя сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Сэр Исаак Ньютон обнаружил, что «каждому действию соответствует и противоположная реакция. "Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топлива, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. В мощность воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, он выталкивает назад из двигателя.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Детали реактивного двигателя

Поклонник - Вентилятор - это первый компонент в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий Вентиляторы изготовлены из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть продолжается через «ядро» или центр двигателя, где на него действуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «в обход» ядра двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро ​​до задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая толкает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор - Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает попадающий в него воздух в постепенно уменьшаются площади, что приводит к увеличению давления воздуха. Эта приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Сдавленный воздух попадает в камеру сгорания.

Камера сгорания - В камере сгорания воздух перемешивается с топливом, а затем воспламеняется. Имеется до 20 форсунок для распыления топлива. воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Топливо горит вместе с кислородом в сжатом состоянии. воздух, выделяющий горячие расширяющиеся газы. Внутри камеры сгорания часто делают из керамических материалов для создания термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина - Приближается высокоэнергетический воздушный поток из камеры сгорания попадает в турбину, в результате чего лопатки турбины вращаются. Турбины связаны валом для вращения лопаток компрессора и чтобы крутить впускной вентилятор спереди.Это вращение забирает некоторую энергию из поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы вырабатываемые в камере сгорания движутся через турбину и раскручивают ее лопатки. Турбины реактивного самолета вращаются тысячи раз. Они закреплены на валах между которыми установлено несколько комплектов шарикоподшипников.

Сопло - Сопло - вытяжной канал двигатель. Это та часть двигателя, которая на самом деле создает тягу для самолет.Поток воздуха с пониженным энергопотреблением, который проходил через турбину, в дополнение к более холодный воздух, проходящий мимо сердечника двигателя, создает силу при выходе из сопло, которое толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. Комбинация горячего и холодного воздуха удаляется и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из сердечника двигателя, с более низкая температура воздуха, который был обойден вентилятором.Миксер помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель - А Краткая история первых двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был первым предположил, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с огромной скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло назад, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который приводился в движение первым авиадвигателем, паровым двигателем мощностью три лошадиные силы. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 году Феликс де Темпл построил моноплан. который пролетел всего лишь короткий прыжок с холма с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести свой трехместный биплан в движение двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетел несколько секунд.

Первые паровые машины приводились в действие нагретым углем и обычно слишком тяжелый для полета.

Американец Samuel Langley изготовил модель самолетов которые приводились в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно пилотировал беспилотный самолет с паровым двигателем, получивший название Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем выдохся. Затем он попытался построить полную размерный самолет Aerodrome A, с газовым двигателем.В 1903 г. разбился сразу после спуска с плавучего дома.

В 1903 году братьев Райт летал, Flyer , с бензиновым двигателем мощностью 12 л.с. двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х гг. газовый поршневой двигатель внутреннего сгорания с воздушным винтом был единственное средство, используемое для приведения в движение самолетов.

Это был Фрэнк Уиттл, , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттла впервые успешно полетел в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему внутреннего сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то время как Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над подобным дизайном в Германии. Первый самолет, который успешно использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель. рейс.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Опытный самолет XP-59A впервые поднялся в воздух в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель это просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания до Поднимите температуру жидкой смеси примерно от 1100 ° F до 1300 ° F. Образующийся горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в действие компрессор. Если турбина и компрессор эффективны, давление на выходе из турбины будет почти вдвое выше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы создать высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Существенного увеличения тяги можно добиться, если использовать форсаж. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Форсажная камера увеличивает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является повышение примерно на 40 процентов. тяги на взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, когда самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель - реактивный двигатель.В реактивном двигателе расширяющиеся газы сильно надавите на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает его. Газы проходят через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочите назад и выстрелите из задней части выхлопной трубы, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбовинтовой

А турбовинтовой двигатель это реактивный двигатель, прикрепленный к пропеллеру.Турбина на спина поворачивается горячими газами, и это вращает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые малые авиалайнеры и транспортные самолеты оснащены турбовинтовыми двигателями.

Как и турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель имеет лучшую тяговую эффективность на скоростях полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены гребными винтами, которые иметь меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособиться к более высоким скоростям полета, лопасти имеют форму ятагана со стреловидными передними кромками на концах лопастей. Двигатели с такими винтами называются пропеллеры пропеллеры .

Изображение турбовинтового двигателя

Турбовентиляторы

А турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздух.Большая часть воздуха обтекает двигатель снаружи, что делает его тише. и дает большую тягу на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров оснащены двигателями турбовентиляторными двигателями. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий во впускное отверстие, проходит через газогенератор, который состоит из компрессора, камеры сгорания и турбина. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха попадает в камера сгорания. Остальное проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно в виде «холодной» струи или смешивается с выхлопом газогенератора. для получения «горячей» струи.Целью такой системы байпаса является увеличение тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается за счет увеличения общий массовый расход воздуха и снижение скорости при той же общей подаче энергии.

Изображение турбовентиляторного двигателя

Турбовалы

Это еще одна разновидность газотурбинного двигателя, который работает как турбовинтовой. система.Он не управляет пропеллером. Вместо этого он обеспечивает питание вертолета. ротор. Турбовальный двигатель спроектирован таким образом, чтобы скорость вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это позволяет скорость ротора должна оставаться постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы регулировать количество производимой мощности.

Изображение турбовального двигателя

Рамджетс

г. ПВРД - это Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость реактивного "тарана" или нагнетает воздух в двигатель. По сути, это турбореактивный двигатель, в котором вращающийся оборудование было опущено. Его применение ограничено тем, что его степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не создает статического электричества. тяга и тяга вообще очень маленькая ниже скорости звука. Как следствие, ПВРД требует некоторой формы вспомогательного взлета, например другого самолета. Он использовался в основном в системах управляемых ракет.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение ПВРД

К началу

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | Что такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы | Индекс сайта | Дом

.

Техническое обслуживание авиационных двигателей | AvBuyer

Как работают авиационные двигатели?

Воздух всасывается в газотурбинный двигатель через вентилятор.

Он проходит через компрессор, который вращается с очень высокой скоростью, повышая давление воздуха за счет его сжатия. Затем сжатый воздух распыляется с топливом, и электрическая искра воспламеняет смесь, которая снова расширяется и выходит из задней части двигателя через сопло (в случае реактивного двигателя), обеспечивая тягу самолета.

Для турбовинтовых двигателей процесс такой же, за исключением того, что большая часть расширяющегося воздуха, проходящего через силовую установку, используется для приведения в движение воздушного винта.

Составные части компонентов реактивного и турбовинтового двигателя подвергаются сильному нагреву и давлению и требуют тщательного обслуживания.

Каковы основы обслуживания двигателей летательного аппарата?

Вот справочник основных терминов. Владелец / эксплуатанты воздушного судна должны вести полные и актуальные журналы всех аспектов технического обслуживания авиационных двигателей.

Что такое капитальный ремонт самолета?

Капитальный ремонт - это когда двигатели самолета разбираются, его части проверяются и измеряются, а некоторые детали заменяются (см. Компоненты с ограниченным сроком службы ниже).

Сколько времени между капитальным ремонтом (TBO)?

Количество времени (в часах), в течение которого двигатели воздушного судна должны работать до проведения капитального ремонта.

Большинство авиационных двигателей поставляются с рекомендованным производителем межремонтным интервалом.

Как межремонтный период (TBO) влияет на цену / стоимость?

Самолеты с более коротким межремонтным интервалом обычно будут иметь меньшую стоимость, чем воздушные суда, недавно подвергшиеся капитальному ремонту.

Что такое инспекция горячей секции (HSI)?

Инспекция горячей секции обычно проводится по истечении установленного периода времени (и обычно в середине между нулем часов и пределом TBO).

В ходе проверки основное внимание уделяется компонентам двигателя, которые подвергаются экстремальным давлениям и высокой температуре сгорания топлива.

Это помогает подтвердить, что все компоненты горячей секции двигателя находятся в хорошем рабочем состоянии и что они будут продолжать вырабатывать номинальную мощность двигателя, работая эффективно и безопасно до следующей плановой проверки.

Среди компонентов, подвергнутых HSI:

  • воздушные компрессоры двигателя,
  • камеры сгорания и гильзы,
  • колеса турбины, вращаемые струей горячего воздуха, выходящего из сопел камеры сгорания.
  • лопатки силовых и компрессорных турбин,
  • кольца неподвижные лопатки,
  • сегменты кожуха турбины,
  • датчики температуры и соединения,
  • вход компрессора.

Что произойдет, если компоненты авиационного двигателя выйдут из строя HSI?

Эти компоненты необходимо будет заменить или отремонтировать, в то время как другие элементы могут быть просто зарегистрированы для будущего внимания, если они не влияют напрямую на целостность силовой установки.

Если в компонентах горячей секции двигателя не обнаружено значительного износа, HSI, как правило, является относительно недорогим капитальным обслуживанием - и самым коротким, когда некоторые двигатели останавливаются всего на пару дней.

Что такое компоненты авиационного двигателя Life Limited?

Компоненты Life Limited (LLC) - поставляются с ограничениями срока службы, установленными OEM. Эти ограничения могут измеряться часами или циклами (взлет и посадка воздушного судна представляют собой один цикл). Как только этот предел будет достигнут, их необходимо заменить.

Как сделать техническое обслуживание авиационного двигателя предсказуемым?

Техническое обслуживание авиационного двигателя - один из самых дорогих аспектов владения бизнес-самолетом.

Можно сохранить предсказуемость затрат. Владельцы самолетов могут записать свои самолеты на программу почасового обслуживания - либо у производителя двигателя, либо у стороннего поставщика программы.

Вы можете узнать больше о программах обслуживания реактивных двигателей здесь, в этом центре, или посетить наши статьи по обслуживанию реактивных двигателей.

.

4 Различия между современными и более старыми автомобильными двигателями

Вы когда-нибудь задумывались, в чем разница между старыми и новыми автомобильными двигателями? Как и в случае с любой другой технологией, как и следовало ожидать, наблюдается постепенное повышение эффективности и сложности. Как выясняется довольно много.

Несмотря на то, что основная концепция осталась относительно неизменной, современные автомобили со временем претерпели ряд небольших улучшений. В следующей статье мы сосредоточимся на 4 интересных примерах.

Давайте заглянем под капот времени, не так ли?

Если не сломано, не чините

Основные принципы самых первых автомобилей используются и сегодня. Одно из основных отличий заключается в том, что современные автомобили - это результат стремления улучшить мощность двигателей и, в конечном итоге, топливную экономичность. Отчасти это было вызвано рыночным давлением со стороны потребителей, а также более крупными рыночными силами.

Было бы полезно подумать об аналогии между волком и собакой. У них одно и то же наследие, у них схожие характеристики, но одному из них в современном пригороде придется нелегко, а другому будет процветать.

Прежде чем мы начнем, мы дадим краткий обзор того, как работает двигатель внутреннего сгорания.

Герой раннего паровоза Александрии. Источник: Research Gate

Двигатель внутреннего сгорания, по сути, берет источник топлива, такой как бензин, смешивает его с воздухом, сжимает его и воспламеняет. Это вызывает серию небольших взрывов, которые, в свою очередь, приводят в движение поршни вверх и вниз. Эти поршни прикреплены к коленчатому валу, который преобразует возвратно-поступательное поступательное движение поршней во вращательное движение путем поворота коленчатого вала.Коленчатый вал, в свою очередь, передает это движение через трансмиссию, которая передает мощность на колеса автомобиля. Все просто, правда?

Ну, как и следовало ожидать, это намного сложнее.

Вот простое объяснение основ:

Интересно, что преобразование возвратно-поступательной силы во вращательную силу не является чем-то новым. Очень ранний паровой двигатель был изобретен героем Александрии в I веке нашей эры (на фото выше).

Считается, что еще более старые устройства коленчатого вала возникли во времена династии Хань в Китае.

1. Современные двигатели более эффективны

Топливо, как бензин, не особенно эффективно. Из всей потенциальной химической энергии в нем около 14-30% превращается в энергию, которая фактически приводит в движение автомобиль. Остальное теряется из-за холостого хода, паразитных потерь, тепла и трения.

Современные двигатели прошли долгий путь, чтобы извлечь как можно больше энергии из топлива.Например, технология прямого впрыска не смешивает топливо и воздух до достижения цилиндра, как в старых двигателях. Напротив, топливо впрыскивается непосредственно в цилиндры. Это дает улучшение примерно на 1% и .

Турбокомпрессоры используют выхлопные газы для питания турбины, которая нагнетает дополнительный воздух (то есть больше кислорода) в цилиндры для дальнейшего повышения эффективности до 8% . Регулируемые фазы газораспределения и отключение цилиндров дополнительно повышают эффективность, позволяя двигателю использовать столько топлива, сколько ему действительно нужно.

2. Ultimate Power

Как однажды сказал Джереми Кларксон: «Сегодня все дело в MPG, а не в MPH», или, может быть, это был не он.

Современные автомобили лучше экономят топливо, они также намного мощнее.

Например, Шевроле Малибу 1983 года выпуска имел 3,8-литровый двигатель V-6 , который мог выдавать 110 лошадиных сил . Для сравнения, версия 2005 года имела 2,2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель мощностью 144 лошадиных силы. Не так уж и плохо.

3. Размер - это все, или нет?

Этот привод, не каламбур, для повышения эффективности двигателей также со временем уменьшился в размерах. Это не совпадение. Производители автомобилей поняли, что не нужно делать что-то большее, чтобы сделать его мощнее.

Все, что вам нужно сделать, это заставить объект работать умнее. Та же технология, которая сделала двигатели более эффективными, имела побочный эффект - они стали меньше.

Грузовики Ford F-серии - отличный тому пример.У F-150 было две версии в 2011 году. 3,5-литровый двигатель V-6 мощностью 365 лошадиных сил и 5,0-литровый V-8 мощностью 360 лошадиных сил .

Хорошо, можно сказать, но разве не было 6,2-литрового V-8 , который давал 411 лошадиных сил r? Да, но факт, что двигатель V-6 может почти конкурировать с более крупным V-8 по мощности, говорит о многом.

4. Отказ от старых

Современные двигатели также являются результатом постепенной замены механических частей на электронные.Это связано с тем, что электрические детали, как правило, менее подвержены износу, чем механические.

По сути, они также требуют менее частой настройки. Такие детали, как насосы, все чаще заменяются на их аналоговые предшественники с электронным управлением.

Карбюраторы заменены на дроссельные заслонки и электронные системы впрыска топлива. Распределители и крышки заменены на независимые катушки зажигания, управляемые ЭБУ. Кроме того, датчики более или менее контролируют все.

Вы также можете утверждать, что новые автомобили менее безопасны.

Последнее слово

Хотя на базовом уровне современные и старые автомобильные двигатели работают по одному и тому же принципу, современные двигатели со временем претерпели множество постепенных улучшений. Главной движущей силой была гонка за эффективность над мощностью. Хороший набор побочных эффектов привел к тому, что современные двигатели стали относительно более мощными и, как правило, меньше. Постоянно растущая зависимость от электронных систем управления и мониторинга постепенно заменяет аналоговые, к лучшему или к худшему.

В целом современные автомобильные двигатели более эффективны, меньше по размеру, относительно мощнее, умнее и менее подвержены неизбежным механическим сбоям. С другой стороны, ремонт и обслуживание теперь требуют более высокой квалификации и требуют много времени. Если цена за повышение эффективности - это увеличение признания сложности, судить можете только вы.

Через: Team-BHP, HowStuffWorks

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)
Загрузка...