ОСОБЕННОСТИ ЗАПУСКА И ОПРОБОВАНИЯ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Для запуска поршневого двигателя требуется три условия: прокрутка коленчатого вала, подача в цилиндры двигателя хорошо подготовленной тошшвно-воздушной смеси и обеспечение надежно­го ее зажигания

Прокрутка коленчатого вала необходима для создания условий, при которых в цилиндрах происходит воспламенение топливно — воздушной смесн Для запуска исправного двигателя обычно тре­буется сделать не более двух-трех оборотов коленчатого вала с частотой вращения, соответствующей 30—60 1/мин. При этом по­являются отдельные вспышки, мощность которых достаточна для сообщения коленчатому валу необходимого ускорения и вывода его на режим, при котором вступают в работу основные системы пита-

пня топливом и зажигания На чав самостоятельную работу поршиевоіі двигатепь легко (в те чение I—2 с) выходит и а режим малого газа, что объясняется большим избытком располагае­мой мощности над потребной для преодоления сопротивления вра­щению Для прокрутки коленча того вала применяются различ­ные типы электростартеров и сжатый воздух

Величина пускового крутяще го момента для запуска поршне­вых двигателей значительно больше, чем у ГТД, но продолжительность прокрутки невелика. Величину пускового момента можно выразить формулой

■М„уСК= Л1Гр — f — М „„ Мсж,

где МТр— МОМЄІЛ ОТ СИЛ трения, Мин— момент СИЛ инерции, Меж —

момент, потребный для сжатия смеси

Определить достаточно точно величину пускового момента порш­невого двигателя аналитическим путем весьма затруднительно Величина пускового момента зависит не только от параметров дви­гателя, но и от ряда факторов, трудно поддающихся расчету К ним относятся вязкость масла в момент запуска, степень износа порш­невых колец, величина зазоров в трущихся парах, что в значитель ной мере определяется сроками службы двигателя, температурны­ми условиями и т п Более того, даже в самом процессе запуска составляющие АїПуск не остаются постоянными Остановимся на каждом из них подробнее.

Момент сил инерции зависит от массы кривошипно шатунного механизма и остальных подвижных деталей двигателя Величина его определяется обычными методами динамического расчета Момент сил трения учитывает трение поршней о стенки цилинд­ров, грение в подшипниках и всех трущихся парах, а также насос­ные потери. Таким образом, величина этого момента в значительной мере определяется конструктивными параметрами данного двига­теля (тип и количество подшипников, количество и размер цнлинд ров, величина зазоров и т п). Но не в меньшей мере на величину момента трения оказывает влияние вязкость маета, которая зави сит от температуры и сорта масла (рис. 15.12)

В общем балансе пускового момента решающую роль играет момент от сил треиия Он является наибольшим по величине, и ока­зываемое им действие распространяется иа весь процесс запуска.

Момент, потребный для сжатия смеси, в основном определяется конструктивными параметрами двигателя (количеством и объемом цилиндров, степенью сжатия, компрессией в цилиндрах). Сле-

дует также отметить, что максимального значения момент сжатия достигает лишь при вращении пала в пределах первых 100—180° •После этого наряду с процессами сжатия п некоторых цилиндрах будут и процессы расширения сжатой, по еще не подожженной смс. си. Это уменьшает потребную мощность стартера.

Перед запуском двигателя подготовку топлпвно воздушной сме­си в цилиндрах производят путем впрыска топлива через заливные форсунки, которые обеспечивают механический его распыл Смесь также может быть образована в специальном смесительном устрой­стве и подана под давлением в цилиндры. Кроме того, важную роль в подготовке топливно-воздушной смеси в цилиндрах играет интен­сивность испарения топлива. Последняя в значительной мере за — .висит от температуры в цилиндрах и сорта топлива

Следует отметить, что качество подготовки горючей смеси имеет весьма важное значение для запуска двигателей. Смесь загорается. и эффективно сгорает лишь при условиях, когда коэффициент из­бытка воздуха топливно-воздушной смеси находится в пределах •горючести и обеспечено высокое качество распыла. Чем лучше пере­мешаны частицы топлива с воздухом, тем скорее сгорает смесь и тем больше энергия одной вспышки.

Для улучшения процесса смесеобразования рекомендуется по­догревать цилиндры при низких температурах окружающего возду­ха Испарение топлива также улучшается за счет вращения вала двигателя, так как при этом происходит механическое перемешива­ние смеси и подогрев ее по мере приближения поршня к верхней мертвей точке (за счет повышения давлення).

При запуске топливно-воздушная смесь поджигается преиму­щественно индукционными катушками, обеспечивающими напряжен­ные 12—14 кВ на электродах свечей. На загорание подготовленной в цилиндрах горючей смеси оказывает влияние количество тепла, выделяемого в разрядном промежутке свечей, которое зависит от мощности и длительности действия. искр. В холодном двигателе воспламенение смеси значительно затрудняется вследствие большо­го отвода тепла от электродов свечей.

Для лучшего воспламенения топливно-воздушной смеси искро — образованне начинается у — верхней мертвой точки, когда темпера­тура смеси наиболее высокая.

Переход двигателя на самостоятельную работу определяется вступлением в работу карбюратора (агрегата непосредственного впрыска) в магнето. Последнее начинает работать при достижении частоты вращения 100—160 1/мин. Для этого достаточно, чтобы при запуске в цилиндрах № 3—5 по порядку их работы появились вспышки

Порядок опробования поршневых двигателей изображен на рис. 15.13. Здесь участки 0—I, 1—2 и 3—4 соответственно обознача­ют запуск и прогрев двигателя. Для поршневых двигателей пред­варительный прогрев иа пониженных режимах имеет весьма важ­ное значение как для обеспечения надежной работы масляной системы, так и для создания более благоприятных условий смесеоб-

разования в цилиндрах При этом также обеспечивается более рав­номерный нагрев деталей.

Для смазки поршневых двигателей применяется масло с новы шейной вязкостью, а поэтому при низких температурах окружаю­щего воздуха затрудняется смазка трушихся его частей Возможно также чрезмерное повышение давления масла, которое может вы­звать повреждение маслосистемы при значительном увеличении частоты вращения коленчатого вала иепрогретого двигателя По­этому при прогреве поршневого двигателя ведется наблюдение за давлением <и температурой масла, за температурой головок цилинд­ров, давлением топлива Для сокращения времени прогрева двига­теля необходимо перед запуском закрывать створки капотов в си­стеме охлаждения и заслонку масляного радиатора Рекомендуется также постепенно повышать режим работы двигателя.

После прогрева двигателя, что определяется температурой мас­ла м головок цилиндров, открывают створки капота и заслонку маслорадиатора и плавным движением рычага управления двига­телем устанавливают номинальный режим. Предварительно необ­ходимо также убедиться, что рычаг управления (шитом установлен в переднее положение (на упоре малого шага).

На номинальном режиме (участок 5—6) проверяют частоту вра­щения, величину наддува (ри), давление масла и топлива, темпера­туру масла и головок цилиндров, а также работу двигателя на слух. Учитывая, что двигатель при работе иа повышенных режимах из-за плохого обдува на земле быстро перегревается, особенно при высоких температурах окружающего воздуха, процесс опробования должен быть по возможности кратковременным Далее проверяют работу системы зажигания, для чего снижают частоту вращения (обычно иа 200—300 1/мии), а затем путем поочередного выключе­ния магнето проверяют работу двигателя (участок 7—8) Об ис правности работы двигателя на каждом из магнето судят по вели­чине снижения частоты вращения.

После проверки работы системы зажигания проверяют работу винта и регулятора частоты вращения, для чего рычаг управления

винтом перемещают на себя и от себя, а при этом винт затяжеляют и обчегчают (участки 9—13)^ Этим проверяют исправность работы механизма поворота лопастей и обеспечивают прогрев масла в цц. линдровой труппе Затем рычагом управления винтом устаиавлн. вают равновесную (заданную) частоту вращения (14) и проверяют I работу регулятора и винта на этом режиме. Для этого, не трогав рычаг управления впитом, меняют величину наддува плавным из — ■ менениём положення рычага управлення двигателем При умснь шении наддува обычно наблюдается некоторое снижение частоты вращения, а затем она восстанавливается При увеличении надду­ва, наоборот, частота вращения сначала несколько увеличивается, а затем восстанавливается (участок 14—1S). Небольшие отклоне­ния частоты вращения от равновесной при изменении наддува до­пустимы, она являются результатом некоторого запаздывания в ра­боте системы регулирования.

После этой проверки винт полностью облегчают, а двигатель переводят кратковременно на взлетный режим (участок 16—17), 1

на котором проверяют главным образом взлетную частоту враще — , ния, величину наддува, отсутствие тряски и перебоев в работе. Ра­бота двигателя на взлетном режиме проверяется лишь в том случае, когда предполагается использование этого режима при взлете. Затем проверяют приемистость двигателя, для чего рычаг управле­ния двигателем энергично в течение 1—2 с перемещают в полном Диапазоне в одном и другом направленнях (участки 17—19); при этом не должно наблюдаться перебоев в работе двигателя, а ре­жим работы должен изменяться от пш до пюл н обратно не более чем за 1,5—2 с На участке 20—21 проверяется работа двигателя на малом газе. Для этого РУД убирается полностью на себя (до упора) и проверяется частота вращения и устойчивость работы двигателя При этом не допускается отклонение частоты вращения выше установленных пределов. Увеличение частоты вращения вы­зывает увеличение мощности двигателя, что может затруднить по­садку и руление самолета. Уменьшение частоты вращения может вызвать неустойчивую работу двигателя.

На этом опробование двигателя заканчивается. Перед останов­кой его охлаждают, для чего режим работы несколько повышают (участок 22 —23), что улучшает обдув двигателя и откачку масла из картера. Непосредственно перед остановом рычаг управления двигателем кратковременно перемещают вперед (участок 23—24). Повышение режима работы двигателя способствует самоочищению (прожигу) свечей и улучшению очередного запуска. После прожи­га свечей РУД убирают, а двигатель выключают. Для поршневого двигателя охлаждение, кроме снижения температурных напряже­ний, обеспечивает более устойчивую их остановку, а также умень­шает возможность перетекания масла в иижние головки цилиндров звездообразного двигателя Перетекание масла вызывается пониже­нием его вязкости при высоких температурах двигателя. В связи с этим необходимо проворачивать винт перед запуском двигателя для исключения гндроудара.

254

Глава 16