Основные характеристики зарубежных масел для поршневых авиадвигателей


ЛЕКЦИИ

КОНСТРУКЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ АВИАЦИОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

А.С. ГЛАЗКОВ. М.Ф.Кужим

(учебный курс для студентов ФЛЭ, специализация ЛЭГВС)

 

 

Санкт-Петербург

 

 

Перечень сокращений, применяемых в тексте конспекта

 

ЛА – летательный аппарат;

ВС – воздушное судно;

РЛЭ – руководство по лётной эксплуатации;

ВПП – взлётно-посадочная полоса;

ТРД – турбореактивный двигатель;

ТВД – турбовинтовой двигатель;

ПД – поршневой двигатель;

КПН – конструктивно-производственная недоработка;

ГСМ – горюче-смазочные материалы;

МСА – международная стандартная атмосфера( температура у земли +15°С, атмосферное давление 760 мм рт. ст, плотность воздуха 1,27 кг/м3);

ОЧК – отъёмная часть крыла;

РУД – рычаг управления двигателем;

РУВ – рычаг управления шагом винта;

ТЗ – топливозаправщик;

РД – рулёжная дорожка;

СОК – средства объективного контроля;

 

О Г Л А В Л Е Н И Е

1.Вводная часть. Понятие о двигателях внутреннего сгорания как о тепловых машинах. Краткая теория работы. Физика и химия процесса. Сгорание топлива.

2.Экскурс в историю. Первые двигатели внутреннего сгорания и их изобретатели и конструкторы. Двигатели в авиации. Первые самолёты и первые полёты. Трудный опыт. Достоинства и недостатки. Тупиковые ветви. Совершенствование и зрелость. Предел. Современное состояние.(С таблицами основных данных)

3.Общие сведения по конструкции. Цилиндро-поршневая группа. Картер. Редуктор. Привода. Нагнетатель.

4.Системы:газораспределение, зажигание, запуск, смазка, питание топливом, системы автоматического регулирования поршневых двигателей(FADEC и т.п.);

5.Контроль параметров двигателя. Температура головок цилиндра. Давление масла. Температура масла. Давление топлива. Обороты коленчатого вала. Давление на впуске. Температура выхлопных газов. Контроль состава смеси.

6. Краткое описание конструкции двигателя М-14П.

7.Краткое описание двигателя Lycoming.

8.Лётная эксплуатация двигателей. Предполётный осмотр. Подготовка к запуску. Запуск и опробование. Руление. Эксплуатация в полёте. Действия в особых случаях. Охлаждение и останов. Послеполётный осмотр

9.Горюче-смазочные материалы и специальные жидкости. Состав и химические характеристики. Присадки. Применяемость. Взаимозаменяемость. Контроль качества. Сертификаты.

10. Контроль знаний по курсу лекций. Тесты.

11. Перечень литературы.

 

 

1. Вводная часть

Двигатели внутреннего сгорания, на каком бы виде транспорта не применялись, можно различать по следующим признакам:

- по рабочему циклу - двухтактные(один оборот коленчатого вала за цикл и соответственно два хода поршня) и четырёхтактные(два оборота коленчатого вала за цикл и четыре хода поршня);

- по конструктивному исполнению камер сгорания и кинематической схеме преобразования тепловой энергии в механическую работу) – поршневые и роторо-поршневые(последние могут также называться по имени конструктора – Феликса Ванкеля). В начале 50-х годов была создана серия авиадвигателей ВП-760, ВП-1300, ВП-2650 — пятилучевых двухтактных звёзд мощностью от 40 до 130 л. с. и весом от 25 до 100 кг авиационного инженера В. Полякова, созданных для лёгкой авиационной техники и прошедших успешные испытания в небольшой серии в ДОСААФ. Позднее, в 90-х годах, в Научно-техническом центре ВАЗ были созданы ВАЗ-416, ВАЗ-426, ВАЗ-526

- по типу охлаждения цилиндров – с жидкостным или воздушным охлаждением, последнее, в свою очередь, может быть как естественным (например, применительно к двигателям М-14П - на всех самолётах семейства «Як»), так и принудительным, путём применения специальных вентиляторов охлаждения, как например, на вертолётах Ка-26 или Ми-34, и на некоторых двигателях боевых самолётов времён Второй мировой войны, например, BMW-801, устанавливавшемся на самолёте ФВ-190 );

- по количеству цилиндров и их расположениюрядные(могут быть как и с вертикальным расположением цилиндров в ряд с верхним расположением камеры сгорания, так и перевёрнутые, горизонтальные или расположенные наклонно). При этом существует отдельный класс рядных двигателей, преимущественно, дизелей, у которых имеется два коленчатых вала, единая для пары поршней камера сгорания, где поршни движутся навстречу друг другу(например, двухтактные дизели 2Д100 и 5ТДФ);оппозитные(некоторые из которых могут быть установлены как с расположением цилиндров в горизонтальной плоскости, так и в вертикальной);V-, W-, H-, X-образные, наибольшее распространение из которых получили V-образные; звездообразные, причём преимущественно 3 - ,5-,7-,9-цилиндровые(нечётное число цилиндров);

- по типу применяемого топлива и способу воспламенения – двигатели тяжёлого топлива(дизельное топливо, нефть) с воспламенением от сжатия и лёгкого(бензины) с воспламенением от извне подводимой электрической искры;

- по способу питания двигателя топливомкарбюраторные и с непосредственным впрыском топлива(инжекторные), последние, в свою очередь, подразделяются на двигатели с центральным впрыском и распределённым. И те и другие могут иметь как механическое управление впрыском, так и автоматическое электронное;

- по типу управления режимом работы – механическим газораспределением, зажиганием и подачей топлива, автоматическим управлением подачей топлива и зажиганием и автоматическим управлением подачей топлива, зажиганием и изменением фаз газораспределения.

 

 

5.Контроль параметров двигателя.

Для правильной эксплуатации двигателя одним из важнейших моментов является точное выдерживание таких режимов, для которых он спроектирован конструктором, иными словами – сохранение ресурса, надёжности и экономичности двигателя всецело зависит от умения лётного состава поддерживать его важнейшие параметры в пределах, предписанных требованиями Руководства по лётной эксплуатации.

 

5.1. Температура головок цилиндра.

Измеряется на наиболее нагруженном цилиндре. Как правило, для измерения температуры используется косвенный способ: измерение разности потенциалов между спаем разнородных металлов(хромель-копель, хромель-алюмель) при помощи микровольтметра, шкала которого проградуирована в градусах. В частности, на самолёте Як-18Т применяется хромель-копелевая термопара, состоящая из кольца и компенсационных проводов. Которая устанавливается под заднюю свечу 4-го цилиндра. На приборной доске устанавливается указатель ТЦТ-1 или ТЦТ-13, шкала которого отградуирована от -50 до +350°С с ценой деления 10°С.

5.2. Давление масла. Температура масла. Давление топлива.

Параметры измеряются косвенным способом, методом логометрического моста, в измерительную диагональ которого включено сопротивление, размещаемое в определённом датчике. Так, для контроля температуры и давления масла и давления бензина используется комплект электрического моторного индикатора ЭМИ-3К, состоящего из трёхстрелочного указателя УК-3\1, датчика давления бензина П-1Б, давления масла П-15Б и температуры масла П-1. Датчик температуры масла устанавливается в маслокармане и представляет собой термосопротивление, величина которого с увеличением температуры падает, соответственно, ток в измерительной обмотке возрастает и отклоняет стрелку указателя, шкала которого проградуирована в градусах Цельсия от 0 до 150°с ценой деления 10°. Датчики давления масла и топлива конструктивно одинаковы, отличие лишь в жёсткости чувствительного элемента – мембраны, которая соединена с поводком переменного резистора, включенного в измерительную диагональ соответствующего моста. В измерительную диагональ включены обмотки логометров, шкалы которых ,соответственно, отградуированы в кг/см2: от 0 до 15 для масла и от 0 до 1 кг/см2 для бензина. Цена деления для масла – 1 кг/см2, для бензина – 0,1 кг/см2.

5.3.Обороты коленчатого вала.

Измеряются в большинстве схем косвенно, при помощи электрического комплекта, состоящего из датчика и указателя. Датчик типа ДТЭ-1 или ДТЭ-6 представляет собой трёхфазный генератор переменного тока, частота которого пропорциональна оборотам коленчатого вала, а указатель ИТЭ-1 – электродвигатель переменного тока, ротор которого вращает алюминиевый диск, помещённый в отклоняемую магнитную систему с постоянными магнитами. При вращении ротора электродвигателя возникающие вихревые токи отклоняют магнитную систему, с которой соединена стрелка прибора. Шкала прибора отградуирована в % от максимальных оборотов коленчатого вала от 0 до 100% с ценой деления в 1%.

В некоторых конструкциях используется указатель тахометра, показывающий непосредственно обороты двигателя посредством гибкого валика, соединённого с приводом на его картере. Другой конец валика соединён с чувствительным элементом указателя, аналогичной с применяемой на ИТЭ-1. На некоторых указателях устанавливается механический счётчик моточасов

 

 

5.4.Давление на впуске.

Давление наддува замеряется непосредственно в корпусе смесесборника двигателя: корпус смесесборника трубкой соединяется с корпусом барометрического указателя МВ-16, анероидная коробка которого соединена через передаточный механизм со стрелкой, показывающей величину давления в миллиметрах ртутного столба. Шкала имеет градуировку от 300 до 1600 мм рт.ст. с ценой деления 20 мм рт. ст

 

 

5.5. Температура выхлопных газов. Контроль состава смеси

 

6. Краткое описание конструкции двигателя М-14П.

 

 

 

Рис.1 Общий вид авиадвигателя М-14П

Авиадвигатель М-14П создан коллективом специалистов и конструкторов(руководителем коллектива которых некоторое время являлся А.И.Ивченко – отсюда инициалы «Аи») Воронежского моторного завода на базе авиадвигателей Аи-14Р, М-14, М-14В26, М-14Б и на сегодняшний день является единственным доступным отечественным поршневым авиадвигателем, применяемым на учебных и спортивных самолётах, лёгких вертолётах и некоторых самолётах самодельной постройки. По своим удельным показателям, компактности, конструкции и оснащённости необходимыми агрегатами для обеспечения нормальной работы силовой установки и систем самолёта или вертолёта этот двигатель являлся лучшим образцом отечественной авиационной промышленности, несмотря на относительно невысокий межремонтный и назначенный ресурс.

Двигатель М-14П и его модификации(М-14ПТ,М-14ПФ) устанавливались на самолётах Як-18Т, Як-52, Як-53, Як-50, Як-55 и Як-55М, Ан-14, Як-54, Як-58, Су-26МХ, Су-29, Су-31, вертолётах Ка-26 и Ми-34, а также на многих разновидностях аэросаней и аэроглиссерах.

М-14П – это четырёхтактный бензиновый девятицилиндровый, однорядный со звездообразным расположением цилиндров и карбюраторным смесеобразованием двигатель воздушного охлаждения. Двигатель невысотный, но для улучшения эксплуатационных характеристик имеет низконапорный нагнетатель. Установленный на двигателе редуктор понижает обороты вала воздушного винта относительно оборотов коленчатого вала. Двигатель охлаждается встречным потоком воздуха через жалюзи, равномерное охлаждение цилиндров обеспечивается дефлекторами, установленными на цилиндрах и специальной формой капота. Смазка основных узлов и деталей производится под давлением от установленного на двигателе маслонасоса и разбрызгиванием(барботажем). Зажигание топливо-воздушной смеси в цилиндрах осуществляется электрической искрой тока высокого напряжения, подаваемого на свечи от двух магнето с автоматическим изменением угла опережения зажигания. Каждый цилиндр имеет две свечи зажигания.

Запуск двигателя осуществляется сжатым воздухом, подаваемым в цилиндры в соответствующей последовательности от распределителя сжатого воздуха через пусковые клапаны каждого цилиндра. Перед запуском двигателя в его смесесборник впрыскивается топливо при помощи ручного заливочного насоса, устанавливаемого в кабине.

Крепление двигателя к кольцу моторамы выполнено восемью болтами, проходящими через отверстия бобышек смесесборника. На двигателе установлены следующие агрегаты:

- регулятор числа оборотов воздушного винта Р-2(носок картера);

- карбюратор АК-14П(смесесборник);

- два магнето М9-35М(задняя крышка картера);

- генератор постоянного тока напряжением 27 В ГСР-3000М(задняя крышка картера);

- распределитель сжатого воздуха РСВ-1(задняя крышка картера);
- компрессор АК-50Т серии 3(задняя крышка картера);

- датчик тахометра ДТЭ-1 или ДТЭ-6М(задняя крышка картера);

- маслонасос МН-14А(задняя крышка картера);

- бензонасос 702МЛ(задняя крышка картера);

Генератор и компрессор имеют устройства направленного обдува набегающим потоком воздуха в виде специальных раструбов и дефлекторов.

На самолёте Як-18Т 36-й серии двигатель М-14П работает совместно с воздушным трёхлопастным винтом изменяемого шага чешского производства типа АВ-803 с металлическими лопастями. На самолётах Як-18Т ранних серий устанавливался двухлопастный воздушный винт изменяемого шага отечественного производства В-530ТА-Д35 с лопастями деревянной конструкции или трёхлопастный воздушный винт с лопастями деревянной конструкции отечественного производства МТВ-9 или ВВ-9.

Основные данные двигателя:

- Число цилиндров и их нумерация: 9, против часовой стрелки, если смотреть на двигатель со стороны задней крышки картера и считать верхний цилиндр первым;

- Размерность(диаметр цилиндра×ход поршня, мм) - 105×130;

- Рабочий объём всех цилиндров, л – 10,161;

- Степень сжатия – 6,3±0,1;

- Направление вращения коленчатого вала и редуктора винта – против часовой стрелки, если смотреть со стороны задней крышки картера;

- передача на винт и степень редукции – через планетарный редуктор с шестью сателлитами и передаточным числом 0,658;

- тип нагнетателя – приводной, центробежный, одноступенчатый, односкоростной;

- передаточное число от коленчатого вала к крыльчатке нагнетателя – 8,16;

- высотность – невысотный;

- сорт топлива – бензин Б-91\115 , Avgas 100LL. Также допускается применение автомобильных бензинов российского производства А-92, «Премиум»-95(ГОСТ Р51105-97), стандарта США AS TMD4814, стандарта Европейского сообщества EN228 и стандартов других стран, в которых требования к качеству автомобильных бензинов не ниже, чем предусмотренные вышеупомянутыми стандартами;

- тип карбюратора - АК-14П, беспоплавковый, всасывающий с автоматическим высотным корректором, с датчиком измерения температуры воздуха на входе в карбюратор, установленным на съёмном воздухозаборнике;

- топливный насос – коловратный, 702МЛ;

- сорт масла - МС-20 или МК-22;

- маслонасос – шестерёнчатый двухступенчатый МН-14А;

- удельный расход масла на крейсерских режимах – 8 г\л.с. ч;

- параметры газораспределения(регулировка выполняется в градусах поворота коленвала по цилиндру №4):

- начало впуска до ВМТ - 20±4°;

- конец выпуска после НМТ - 54±4°;

- продолжительность фазы впуска - 254±8°;

- начало выпуска до НМТ - 66±4°;

- конец выпуска после ВМТ - 25±4°;

- продолжительность фазы выпуска 271°;

- зазор между роликами рычага коромысла и штоком клапана впуска и выпуска, устанавливаемые на двигателе в холодном состоянии: для работы – 0,3±0,15мм; для проверки фаз газораспределения – 1,1 мм;

 

- порядок работы цилиндров: 1 – 3 – 5 – 7 – 9 – 2 – 4 – 6 – 8;

- магнето – два экранированных типа М9-25М, четырёхискровых, с углом опережения зажигания 25° по углу поворота ротора, изменяемого автоматом центробежного типа в зависимости от изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя;

- свечи – неразборные, типаСД49СММ, экранированные;

- опережение зажигания в градусах поворота коленчатого вала для левого и правого магнето до ВМТ в такте сжатия - 23±1°;

- система запуска двигателя – воздушная;

- распределитель сжатого воздуха – золотниковый РСВ-1;

- воздушный компрессор – одноцилиндровый, двухступенчатый, типа АК-50Т с принудительным охлаждением, рабочее давление – 50 кгс/см2;

- регулятор числа оборотов – механический, центробежный Р-2(или Р-2 4-й серии);

- генератор – постоянного тока, воздушного охлаждения ГСР-3000М;

- датчик тахометра – ДТЭ-1 или ДТЭ-6М для работы с указателем, рассчитанным на измерение оборотов в процентах от максимальной частоты вращения коленвала;

- фильтр-сигнализатор раннего обнаружения появления стружки в маслосистеме двигателя – электрический с пластинчато-щелевым элементом;

- фильтр тонкой очистки топлива – отстойного типа, 8Д2.966.064 с чистотой фильтрации бензина от механических примесей размером более 30 мкм

- сухая масса двигателя, кг(без генератора и датчика тахометра) - 214±2%;

- диаметр двигателя по крышкам клапанных коробок, мм - 985±3;

- длина двигателя(без втулки винта), мм - 924±3;

На самолётах Як-18Т 36-й серии двигатель М-14П комплектуется воздушным винтом AV-803-1-K-C\CL-412, основные данные которого следующие:

- тип винта: тянущий, автоматический, изменяемого в полёте шага(прямой схемы работы);

- направление вращения – левое;

- диаметр – 2504 мм;

- число лопастей – 3;

- минимальный угол установки лопастей(измеренный на радиусе 950 мм) - 12°30´;

- максимальный угол установки лопастей - 35°30´;

- диапазон поворота лопастей - 23°;

- вес винта – 63 кг;

Температурные режимы двигателя М-14П:

1)Головки цилиндров(температура замеряется датчиком из хромель-копелевого сплава, установленного под задней свечой цилиндра №4):

- минимально допустимая перед запуском двигателя в холодное время года(при температурах наружного воздуха ниже +5°С):25-30°С;

- минимально допустимая перед опробованием и для нормальной работы двигателя: 120°С;

- минимальная при длительной работе двигателя: 140°С;

- рекомендуемая в полёте: 140 - 190°С;

- максимальная при длительной работе двигателя:220°С;

- максимально допустимая на взлёте и наборе высоты в течение 15 мин(но не более 5% от межремонтного ресурса): 240°С;

- минимально допустимая перед остановом двигателя:150°С;

Примечание: Перед остановом двигателя разность температур между головками цилиндров и окружающим воздухом не должна превышать 140°С, поэтому при выключении двигателя при температурах головок более 150°С масло со стенок верхних цилиндров быстро стекает, что вызовет повышенный износ двигателя при последующем запуске и может привести к гидроудару из-за его скопления в нижних цилиндрах.

2)Масло(температура замеряется для входящего масла):

- минимально допустимое для запуска двигателя в холодное время года:15°С;

- минимально допустимая: 40°С;

- рекомендуемая:50 - 65°С;

- максимальная при длительной работе – не выше 75°С;

- максимально допустимая в течение 15 мин. работы – не более 85°С;

- максимально допустимая температура выходящего масла - 125°С;

- перепад температур между входящим и выходящим маслом - 50°С.

3)Воздух на входе в карбюратор:

- минимально допустимая - 10°С;

- рекомендуемая – 20…25°С;

 

Примечание: При температуре наружного воздуха на входе в карбюратор ниже 10°С нарушается устойчивая работа двигателя из-за ухудшения приемистости и жидкообразного поступления испарившегося бензина в цилиндрах, соответственно, разжижается и частично смывается смазка, вызывая интенсивный износ цилиндров, поршней и поршневых колец.

Время работы двигателя на режимах:

- взлётном – не более 5 мин;

- при максимально допустимых оборотах – не более 1 мин;

- в перевёрнутом полёте(на номинальном режиме работы) – не более 2 мин;

- на остальных режимах – неограниченно;

 

99,4% по указателю ИТЭ-1 соответствуют 2900 об/мин;

 

Максимально допустимое число оборотов – 2930 об/мин(101%);

Максимальный заброс оборотов при переводе РУД полностью от себя в полёте с темпом максимальной приемистости (продолжительностью не более 1 с и за весь ресурс не более 30 мин) – 109%;

Время перехода с режима малого газа до взлётного(приемистость) – не более 3 с;

Давления масла:

- на рабочих режимах – 4 – 6 кг/см2;

- не режиме малого газа – не менее 1 кг/см2;

Примечание. 1. Если в течение 20 с после запуска двигателя давление масла не достигнет 1,5 кг/см2, следует его немедленно остановить.

2. После запуска холодного двигателя возможно кратковременное падение давления масла с его последующим восстановлением до эксплуатационных значений.

Давления топлива:

- на рабочих режимах – 0,2 – 0,5 кг/см2;

- на режиме малого газа – не ниже 0,15 кг/см2.

Рабочие режимы двигателя М-14П:

  Режим Мощность у земли (приведённая) Частота вращения коленчатого вала Давление за нагнетателем, мм рт.ст. Удельный расход топлива, г/л.с.ч.
Л.с. кВт % об/мин
взлётный 360-2% 265-2% 99-4(на земле) 99+1-2 (в воздухе) 2900±1% 125 – 15(изб.) 285 - 315
1 номинальный 290-2% 213-2% 2400±1% 95 – 15(изб.) 280 - 310
2 номинальный 240-2% 177-2% 2050±1% 75 – 15(изб.) 265 - 300
1 крейсерский 180(0,75 замеренной от 2 номинального) 1860±1% 735 ± 15(абс.) 210 - 230
2 крейсерский 144(0,6 замеренной мощности от 2 номинального) 1730±1% 670 ±15(абс.) 215 - 235
малый газ не замеряется не более 26 не более 700    

Примечания:

1. Избыточное давление за нагнетателем – величина давления в мм рт.ст.,измеренная мановаккууметром, превышающее атмосферное давление среды. Например, при давлении на аэродроме 760 мм рт.ст значение наддува на взлётном режиме составит 870…..88 мм рт.ст., на номинальном – 840…..855 и т.п.);

2. Данные таблицы приведены для ненагруженных генераторе и компрессоре(при их работе на холостом ходу);

3. Верхний предел мощности и давления наддува за нагнетателем на взлётном и обоих номинальных режимах не ограничивается;

4. Обороты коленчатого вала по унифицированному тахометру типа ИТЭ-1 в процентах(99,4% соответствуют 2900 об\мин)

5. Длительная работа двигателя на режиме малого газа приводит к замасливанию свечей.

 

Диаграмма газораспределения.

 

 

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ М-14П

Характеристики винтомоторной группы снимаются в лабораторных условиях с целью выявления его важнейших параметров для выбора и оптимизации его рабочих режимов, а также выявлений граничных условий эксплуатации. Характеристики реальных двигателей на самолётах могут отличаться от эталонных значений, главным образом, из-за условий эксплуатации, качества сборки и регулировки конкретного экземпляра, от степени наработки двигателя, загруженности агрегатов двигателя(генератора, компрессора), состояния применяемых топлив и масел и т.п.

1.Внешняя характеристика – зависимость эффективной мощности и удельного расхода топлива от числа оборотов при работе двигателя на земле с полностью открытой дроссельной заслонкой, но переменной внешней нагрузкой(т.е. изменением угла установки лопастей винта)

2. Винтовая характеристика – зависимость эффективной мощности и удельного эффективного расхода топлива от числа оборотов при постоянном зафиксированном положении лопастей винта, но переменном положении дроссельной заслонки карбюратора.

3. Высотная характеристика – зависимость эффективной мощности и удельного расхода топлива от изменения высоты полёта при постоянном числе оборотов и наивыгоднейшем составе смеси.

 

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВИГАТЕЛЯ М-14П

1. ЦИЛИНДРО-ПОРШНЕВАЯ ГРУППА.

Цилиндро-поршневая группа включает в себя цилиндры, поршни, поршневые кольца и поршневые пальцы. Цилиндр вместе с поршнем образует камеру, в которой происходит сгорание топливо-воздушной смеси и преобразование тепловой энергии в механическую работу.

Цилиндр состоит из головки и гильзы, соединённых между собой при помощи резьбы.

 

 

Рис.1.Конструкция цилиндра. Рис.2. Разрез цилиндра.

Поршень воспринимает давление газов и передаёт их работу через шатун на коленчатый вал. При этом поршень, совместно с кольцами, в условиях высоких температур и давлений должен создавать непроницаемую перемещающуюся перегородку между изменяющимся объёмом цилиндра и внутренней полостью картера.

 

Рис. Разрез поршня Схема сил, действующих на цилиндр

 

 

 

2.КРИВОШИПНО-ШАТУННЫЙ МЕХАНИЗМ

 

 

 

Рис.3. Схема сил,действующих Рис. 4. Шатуны двигателя

 

 

на КШМ

 

 

 

Кривошипно-шатунный механизм двигателя М-14П состоит из одного главного и восьми прицепных шатунов, сочленённых с главным шатуном шарнирно при помощи пальцев. Главный шатун устанавливается в цилиндре №4. Коленчатый вал совместно с шатунами преобразует работу поступательно движущихся поршней во вращательную энергию воздушного винта. Кроме того, он обеспечивает перемещение поршней в течение их нерабочих ходов и приводит в действие механизмы газораспределения, нагнетатель и агрегаты, установленные на двигателе.

 

Рис.5. Коленчатый вал в разрезе

 

 

Коленчатый вал в сборе

 

 

 

Рис.6. Схема работы маятникового противовеса

 

 

3.РЕДУКТОР

Редуктор служит для уменьшения частоты вращения воздушного винта по сравнению с частотой вращения коленчатого вала, что позволяет форсировать мощность двигателя увеличением частоты вращения коленчатого вала при сохранении относительно небольших окружных скоростей винта. Повышение мощности двигателя М-14П без увеличения его габаритов и массы достигнуто именно за счёт повышения частоты вращения коленчатого вала.

 

 

Схема работы редуктора

 

Разрез редуктора

 

 

 

Детали редуктора

 

При сравнительно небольшой скорости самолёта для получения высокого КПД винта частота вращения должна быть меньше частоты вращения коленвала. Применение редуктора связано с понижением эффективной мощности двигателя на 3 – 5% из-за потерь на трение в зубчатой передаче и подшипниках вала винта, но получаемый при этом выигрыш в КПД винта до 10% с избытком компенсирует и уменьшение механического КПД двигателя и оправдывает усложнение и утяжеление конструкции. Увеличение же КПД винта позволяет иметь высокую тягу на взлёте, сокращение длины разбега и увеличивает скороподъёмность. В полёте при работе на крейсерской мощности и с неизменной частотой вращения коленчатого вала самолёт развивает большую скорость, за счёт чего имеет меньший километровый расход топлива, чем самолёт с безредукторным двигателем.

4.КАРТЕР

Картер является основным силовым корпусом двигателя. В нём расположен коленчатый вал с опорными подшипниками, шатунный механизм, редуктор винта и механизм газораспределения. К картеру крепятся цилиндры и агрегаты. Картер крепится к мотораме двигателя и через неё передаёт тягу от винта на планер самолёта.

 

 

6. ПРИВОДЫ АГРЕГАТОВ

Приводы всех агрегатов, за исключением регулятора оборотов и механизма газораспределения расположены на задней крышке картера.

 

 

 

Передаточные числа приводов двигателя М-14П:

Привод агрегата Передаточное число Направление вращения(по ГОСТ 1630-46)
Магнето 1,125 Левое для обоих магнето
Генератор 2,5 Левое
Компрессор 0,9 Правое
Датчик тахометра 0,5 Правое
Распределитель сжатого воздуха 0,5 Левое
Откачивающая ступень маслонасоса 1,125 Левое
Нагнетающая ступень маслонасоса 1,79 Левое
Бензонасос 1,125 Левое
Крыльчатка нагнетателя 8,162 Левое
Кулачковая шайба газораспределения 0,125 Правое(в 8 раз медленнее коленвала)
Регулятор оборотов 1,045 Правое
Редуктор 0,658 левое

 

 

7.НАГНЕТАТЕЛЬ

Применение нагнетателя повышает мощность двигателя до заданной величины у земли, а также способствует хорошему смесеобразованию и равномерному распределению смеси по цилиндрам. На двигателе М-14П устанавливается нагнетатель центробежного типа с механическим невыключающимся односкоростным приводом.

 

 

 

Схема работы центробежного приводного нагнетателя.

 

 

8.МЕХАНИЗМ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ.

Механизм газораспределения необходим для своевременного открытия и закрытия клапанов впуска и выпуска в соответствии с установленным порядком работы цилиндров двигателя. Он состоит из следующих узлов:

- привода кулачковой шайбы;

- кулачковой шайбы;

- направляющих втулок толкателей;

- тяг, заключённых в кожухи;

- рычагов клапанов;

- впускных и выпускных клапанов с пружинами

 

9. СИСТЕМА СМАЗКИ, СУФЛИРОВАНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

Одним из основных условия надёжной работы двигателя является стабильная смазка трущихся поверхностях. В момент запуска двигателя наблюдается полужидкостное и полусухое трение, когда к трущимся поверхностям не подведено достаточное кол-во смазки. Граничное трение наблюдается при трении поршневых колец о стенки цилиндров и в местах соприкосновения зубьев шестерён. Жидкостное трение происходит при работе трения, когда к трущимся поверхностям деталей подведено достаточное количество масла под давлением, что обеспечивает минимально возможный коэффициент трения.

Однако, даже при наличии достаточной смазки деталей работа сил трения в двигателе отнимает около 8 – 12% индикаторной мощности. Для обеспечения надёжной смазки и охлаждения трущихся деталей через двигатель должно прокачиваться определённое количество масла в единицу времени, которое называется циркуляционным расходом масла. Для двигателя М-14П это число составляет1,7 кг/л.с.ч или 612 кг/ч, т.е. 10,2 кг\мин.

Итак, основными функциями маслосистемы являются:

- уменьшение трения, износа и нагрева трущихся деталей;

- охлаждение трущихся поверхностей;

- отвод тепла от деталей цилиндро-поршневой группы, нагреваемых при сгорании рабочей смеси;

- предохранение внутренних поверхностей двигателя и его деталей от коррозии;

- унос частиц, отделяющихся от трущихся поверхностей в результате износа.

Основными агрегатами системы смазки двигателя(внутренней) являются:

- масляный насос;

- маслоотстойник;

- фильтр-сигнализатор стружки;

- сетчатые фильтры и внутренние каналы двигателя.

Масляный насос МН-14А – шестерёнчатый, двухступенчатый, имеет нагнетающую и откачивающую ступени. Производительность откачивающей ступени насоса в 1,5 – 2 раза выше производительности нагнетающей, т.к. масло, откачиваемое из картера, имеет большое содержание пены, меньшую вязкость и увеличенный объём. Нагнетающая ступень подаёт необходимое количество масла в двигатель под давлением 6 кгс/см2 с производительностью (на взлётном режиме при температуре масла 50 – 65°С) 25 л/мин, а откачивающая – откачивает масло из маслоотстойника в маслобак с производительностью 34 л/мин. Насос рассчитан на работу с авиационными минеральными маслами. В корпусе насоса установлен редукционный клапан, поддерживающий постоянное давление в маслосистеме в пределах 4…6 кгс/см2.

Маслоотстойник является резервуаром для сбора масла, стекающего из внутренних полостей картера двигателя.

Фильтр-сигнализатор позволяет обнаружить наличие металлической стружки в маслоотстойнике при разрушении или интенсивном износе деталей работающего двигателя и очищает масло, поступающее из двигателя в маслонасос.

 

Система суфлирования сообщает полости картера с атмосферой. Суфлирование двигателя через маслобак уменьшает выбрасывание масла в атмосферу через суфлёры и предотвращает забрасывание маслом фонаря кабины пилотов. При полётах в холодную погоду происходит накапливание воды в маслобаке из-за конденсации водяных паров продуктов сгорания. Накапливание воды в маслобаке за несколько лётных дней может являться одной из причин выбрасывания вспененного масла из двигателя через систему суфлирования на режиме набора высоты после взлёта. Вода, поступающая вместе с маслом в двигатель, превращается в пар и резко повышает давление в картере, пары воды интенсивно вспенивают масло в картере. Выходя через систему суфлирования, они увлекают за собой вспененное масло, быстро заполняющее воздушную полость масляного бака, а затем непрерывно выходят через дренажную трубку маслобака в атмосферу.

Система охлаждения.

 

10. СИСТЕМА ПИТАНИЯ ТОПЛИВОМ

Система питания двигателя топливом включает в себя:

- бензонасос;

- карбюратор;

- воздухозаборник карбюратора с раструбами подвода горячего воздуха;

- пылефильтр;

11.СИСТЕМА ЗАЖИГАНИЯ

 

12.СИСТЕМА ЗАПУСКА ДВИГАТЕЛЯ

 

13.ВОЗДУШНЫЙ ВИНТ И РЕГУЛЯТОР ОБОРОТОВ

Общие сведения

Воздушный винт АВ-803

 

Регулятор оборотов Р-2

Совместная работа винта и регулятора оборотов:

- работа винта и регулятора на равновесном режиме;

-принудительное изменение шага винта;

 

14. ОСОБЕННОСТИ ЛЁТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

14.1. Лётная эксплуатация двигателя М-14П.

Предполётный осмотр

Процедуры перед запуском

Запуск

Прогрев

Опробование

Охлаждение

Останов

Послеполётный осмотр

 

14.2. Лётная эксплуатация двигателя «Лайкоминг»

 

9.Горюче-смазочные материалы и специальные жидкости.

К рассматриваемым в настоящем разделе ГСМ будут относится топлива и масла для двигателей.

Авиационные бензины

Источником бензина как продукта является нефть – горючая маслянистая жидкость, состоящая из большого числа химических соединений с различным молекулярным весом и различными физико-химическими свойствами. Поэтому, если нефть постепенно нагревать, то в парообразное состояние переходят сначала соединения с наиболее низкой температурой кипения, а затем, по мере выкипания – все более высококипящие. На этом основана простейшая переработка нефти – так называемая её прямая перегонка. С ростом потребности в нефтепродуктах была разработана деструктивная переработка нефти : термическое расщепление молекул, или крекинг-процесс(термический или каталитический, когда расщепление происходит не только под действием тепла, но и в присутствии катализаторов). Такой процесс и в том и другом случае проводится без доступа воздуха.

Нефть в основном состоит из углеводородов: парафиновых(метан, этан, пропан, бутан, пентан и т.д.), нафтеновых(цикланы, циклопарафины, циклогексаны) и ароматических(бензол, толуол, этилбензол). Кроме того, в состав нефти входят сернистые, кислородные, азотистые и другие соединения и свободная сера. Основными химическими элементами, составляющими нефть, являются углерод и водород.

Требования к авиабензинам

Современные авиабензины должны удовлетворять целому ряду требований, связанных с экономичностью, надёжностью и долговечностью работы авиадвигателя:

- оптимальный фракционный состав, обеспечивающий устойчивый процесс сгорания на всех режимах работы двигателя и не вызывающий образования паровых пробок в топливной системе при высотных полётах;

- отсутствие вредного влияния топлива и продуктов его сгорания на детали топливной системы ЛА и двигателя;

- обеспечение надёжной работы двигателей в широком интервале внешних условий, температур, давлений, влажности и т.п.;

- сохранение своего состава и свойств при длительном хранении;

- безопасность при хранении и отсутствие вредного влияния на организм человека.

 

Основные эксплуатационные характеристики авиабензинов

1. Теплота сгорания – одна из важнейших характеристик, позволяющих оценивать энергетические возможности топлива. Теплота сгорания – количество тепловой энергии в килокалориях, выделяемое при сгорании 1 кг или 1 л топлива в атмосфере кислорода или воздуха. Теплота сгорания определяется опытным путём и для авиабензинов составляет примерно 10 520 ккал/кг(или 7582 ккал/л)

2. Испаряемость – способность жидкости переходить в газообразное состояние. Испаряемость значительно влияет на процессы смесеобразования и горения, на потери топлива при высотных полётах, на возможность образования паровых пробок в топливопроводах. Об испаряемости судят по двум показателям: фракционному составу и давлению насыщенных паров. Фракционный состав определяется в лабораторных условиях на специальной установке.

3. Давление насыщенного пара – давление паров над жидкостью в закрытом сосуде, при котором достигается динамическое равновесие: число молекул покидающих поверхность этой жидкости равно числу молекул возвращающихся в жидкость. Давление насыщенных паров сильно зависит от температуры. Для авиабензинов при изменении объёма жидкой фазы в 5 раз давление насыщенных паров при температуре 0° увеличивается примерно в 3 – 3,5 раза, а при температуре +50°С – в 2 – 2,5 раза.

4. Вязкость- свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной её части относительно другой. Другими словами, вязкость – характеристика внутреннего трения между частицами жидкости. Вязкость бензинов настолько мала, что практически не оказывает влияния на эксплуатационные характеристики топливных систем ЛА с ПД.

5. Стабильность – способность сохранять неизменным химический состав и свойства в процессе хранения, транспортировки и подачи в камеру сгорания двигателя. Оценка химической стабильности топлива производится по наличию в нём фактических смол, по величине индукционного периода и по показателю термической стабильности.

Фактические смолы – продукты, которые остаются в виде твёрдого или полужидкого остатка в стеклянном стакане после быстрого и полного выпаривания из него топлива. Их количество в мг/100 мл определяют в лабораторных условиях. Индукционный период – склонность топлива к смолообразованию. Чем больше индукционный период, тем более устойчиво топливо в отношении смолообразования, тем дольше его можно хранить, не опасаясь образования смол. Эта характеристика определяется лабораторным путём на специальной установке. Термическая стабильность топлива характеризует устойчивость к образованию осадков при нагревании в присутствии воздуха и металлов. Результаты выражаются в мг осадка на 100 мл топлива.

6. Коррозионная стойкость – способность топлива не вызывать коррозию деталей камеры сгорания и топливных систем. Коррозионная агрессивность топлива обуславливается присутствием в топливе серы и сернистых соединений, воды, нафтеновых кислот и т.п. Коррозионные свойства топлива оцениваются по:

- испытанию на медной пластинке, при которых выявляют сохранение первоначального цвета пластинки при выдерживании её определённое время в испытуемой пробе топлива;

- количеству серы, определяемом при сжигании 1,5 – 5 мл испытуемого топлива в специальном приборе и количеству образовавшегося после этого сернистого ангидрида;

- наличию в топливе соединений кислотного характера, способных вызвать коррозию металлов(проверка на органическую кислотность);

7. Детонационная стойкость – способность топлива сгорать без детонации.

Детонация – ненормальная работа двигателя, обусловленная детонационным сгоранием топлива, т.е. сгоранием, при котором пламя распространяется со скоростью1500 – 2500 м/с, т.е. примерно в 100 раз превышает скорость распространения пламени при нормальном сгорании в двигателе. Признаками детонации являются характерный резкий металлический стук в цилиндрах, тряска, перегрев головок цилиндров, падение мощности, чёрный дым на выхлопе. Сильная детонация приводит к перегреву двигателя, пригоранию колец, прогоранию поршней и клапанов, разрушению подшипников и т.п. На процесс детонации влияют:

- влажность воздуха: при её повышении детонация ослабевает или исчезает, т.к. влага, находящаяся в воздухе, способствует снижению теплового напряжения;

- дросселирование: при полностью прикрытой дроссельной заслонке наполнение цилиндра рабочей смесью снижается и детонация может быть полностью прекращена;

- момент искрообразования: с увеличением угла опережения зажигания возрастают максимальные температура и давление сгорания, т.е. ускоряется образование перекисей в топливе, что благоприятно сказывается для возникновения детонации. Соответственно, при использовании бензинов с более высоким октановым числом требуется увеличивать угол опережения зажигания и наоборот;

- наддув: с увеличением давления и повышения температуры смеси при наполнении, сжатии и сгорании усиливается окисление топлива и усиливается детонация;

- температура головок цилиндров(охлаждение двигателя):чем выше температура стенок цилиндров, тем выше температура, воздействию которой подвергается рабочая смесь, тем более вероятно возникновение детонации. Интенсивное охлаждение значительно её ослабевает;

- степень сжатия: её повышение вызывает повышение температуры и давления при сжатии и сгорания, что увеличивает скорость окисления и при прочих равных условиях – вероятность детонации;

- температура смеси: повышение температуры рабочей смеси, поступающей в цилиндры, увеличивает склонность к детонации.

Для повышения детонационной стойкости топлива в его состав добавляют различные присадки, наиболее распространённой из которой в отечественных топливах являлся тэтраэтил свинец(ТЭС) Pb(C2H5)4, представляющий собой бесцветную ядовитую жидкость, которая замедляет процесс образования взрывчатых перекисей. Тетраэтилсвинец вводится в бензины в составе этиловой жидкости в смеси с т.наз. «выносителями», служащими для удаления металлического свинца и его окиси из цилиндров вместе с выхлопными газами.

Кроме того, в состав бензинов вводятся этиловые жидкости трёх марок: Р-9, 1-ТС и П-2, а в США и Великобритании 1-Т.

Для оценки детонационной стойкости топлив применяют два метода:

- моторный, сущность которого заключается в том, что при работе специального одноцилиндрового двигателя ИТ-9-2 на испытуемом топливе устанавливается стандартная интенсивность детонации. Затем подбирается такое эталонное топливо, которое при данной степени сжатия и составе смеси, соответствующем максимальной интенсивности детонации, даёт такую же картину, что и испытуемое топливо. При этом в качестве эталонного топлива применяют смесь изооктана и п-гептана. Детонационная стойкость изооктана(малодетонирующее топливо) принимается за 100. Детонационная стойкость гептана(легкодетонирующее топливо) принимается за нуль. Оценка детонационной стойкости испытуемого топлива производится по так называемому октановому числу.

Октановое число – процентное(по объёму) содержание изооктана в смеси с нормальным гептаном, эквивалентное по своей детонационной стойкости испытуемому топливу. Так, например, если октановое число бензина 70, это означает, что топливо детонирует так же, как смесь 70% изооктана и 30%гептана.

- температурный, который применяется для определения детонационной стойкости высокооктановых авиационных бензинов. В отличие от моторного метода, мерой интенсивности детонации при температурном методе принято повышение температуры головки цилиндра, а не величина импульса давления;

- авиационный, при котором испытание топлив производится на специальных стандартных одноцилиндровых двигателях ИТ-9-1 с постоянной степенью сжатия(ɛ = 7). Детонационный режим установки достигается изменением наддува двигателя. Интенсивность детонации устанавливается на слух или специальными приборами по величине вибрации стенок цилиндра.

Величина сортностидля эталонных топлив установлена опытным путём при испытании их на одноцилиндровых установках с различными цилиндрами серийных авиадвигателей. При этих испытаниях двигатель доводили до появления детонации и замеряли мощность, которая по существу являлась максимально возможной для каждого эталона. Было, в частности, установлено, что чистый изооктан имеет сортность 100, изооктан с концентрацией ТЭС 0,76 мл/кг имеет сортность 130, т.е. это топливо при работе специального одноцилиндрового двигателя обеспечивает прирост мощности на 30% по сравнению с чистым изооктаном.Чем выше сортность топлива, тем лучше его детонационная стойкость на богатых смесях в условиях наддува.

8. Низкотемпературные свойства – изменение свойств топлива при понижении температуры эксплуатации. О низкотемпературных свойствах топлива судят по:

- температуре помутнения: температура, при которой топливо начинает мутнеть вследствие выделения микроскопических капелек воды, микрокристаллов льда или углевордородов;

- температуре начала кристаллизации – максимальной температуре, при которой в топливе появляются первые кристаллы, видимые невооружённым глазом

9. Огнеопасность топлива определяют по температурам вспышки и по температуре самовоспламенения.

Температура вспышки – минимальная температура, при которой пары топлива, нагреваемого в стандартных условиях, образуют с окружающим воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении к ней пламени. Для авиабензинов она находится в пределах -41…-38°С(при плотности 0,739….0,720).

Температура самовоспламенения – минимальная температура, при которой топливо загорается само, без постороннего источника огня.

Кроме вышеперечисленных характеристик, применяют также контрольные показатели топлива, которыми являются:

- плотность – масса вещества, заключённая в единице объёма. При понижении температуры плотность увеличивается, при повышении – уменьшается. Такая же картина наблюдается и при изменении давления: с увеличением давления возрастает и плотность. Плотность измеряется ареометром, гидростатическими весами или пикнометром;

- йодное число – количество йода, выраженное в граммах, присоединившегося к 100 г топлива. По йодному числу судят о наличии в топливе малостабильных непредельных углеводородов;

- зольность – является косвенной характеристикой склонности топлива к нагарообразованию;

- содержание механических примесей и воды. Механические примеси в топливе весьма опасны, т.к. приводят к быстрому износу деталей топливной аппаратуры и закупорке фильтров. Механические примеси в топливе определяют весовым способом. Содержание примесей в топливе менее 0,0001% принимают за их отсутствие. Так как все топлива гигроскопичны, для количественного определения воды в бензинах применяют специальную установку, где результат определяется по объёму выделившегося водорода расчётом в весовых процентах;

- содержание водорастворимых кислот и щелочей. Минеральные кислоты и щёлочи в топливах совершенно недопустимы, так как вызывают сильную коррозию металлов топливной аппаратуры. Присутствие водорастворимых кислот или щелочей выявляется по реакции на лакмус водной вытяжки;

- анилиновая точка – это такая температура, при которой топливо и анилин смешиваются между собой в любых соотношениях. Методом анилиновых точек пользуются для количественного определения ароматических углеводородов в топливе.

Кроме того, в некоторых зарубежных странах существуют собственные методы оценки эксплуатационных свойств топлив. Некоторые из них приводятся ниже.

1. Коэффициент теплотворности – произведение плотности топлива на анилиновую точку. Путём определения этого коэффициента косвенно контролируется теплота сгорания;

2. Точка дымления. В Великобритании и США является характеристикой нагарообразующей способности топлив;

3. Коэффициент дымления и летучести– аналогично п.2;

4. Содержание высококипящих ароматических углеводородов– то же, что и п.2;

5. Термическая стабильность– сохранение параметров топлива в широких пределах изменения температуры;

6. Люминометрическое число– показатель температуры пламени горения топлива при постоянной интенсивности излучения пламени. Исследуется в основном, для топлив для ГТД.

7. Чистота топлива– проверяется по визуальной оценке состояния поверхности раздела топливо – вода. Показатель оценивается в баллах от 1(поверхность чистая) до 4.

 

Авиабензины в СССР и РФ

Изначально, авиационный бензин – лёгкая фракция нефти, выкипающая в пределах 40 - 180° с упругостью паров не выше 380 мм рт. ст. с октановым числом 60 – 78 без добавления антидетонаторов. Современные авиационные бензины изготавливаются путём смешивания лёгких фракций нефти или продуктов каталитического крекинга с различными высокооктановыми компонентами. Фракционный состав авиабензинов лежит в пределах 40 - 180°, упругость паров не выше 360 мм рт. ст. Деление бензинов на сорта основывается на антидетонационных качествах бензинов при работе на богатых и бедных смесях. Этот принцип классификации определяется тем, что современные авиабензины по всем другим физическим свойствам практически одинаковы. Различия их в химическом составе ярче всего проявляются в антидетонационных характеристиках, являющихся наиболее важными эксплуатационными свойствами. В СССР согласно указанному принципу производились следующие авиабензины: Б-70, Б-89, Б-91/115, Б-95/130, Б-100/130, где в числителе даны октановое число или сортность на бедной смеси, а в знаменателе – сортность на богатой смеси.

Некоторые характеристики авиабензинов, применявшихся в авиации до конца 50-х годов:

Показатели Октановое число, не менее Этиловая жидкость Р-9,мл/кг Упругость паров, мм РТ ст Т замерзания, не выше, °С Фактическ. Смолы, мг/100, не более Сера, %, не более Сортность, не менее
Б-70 ГОСТ 1012-54              
Б-89 ГОСТ 1042-46 - 60 0,05  
Б-92/120 ГОСТ 1012-46 прямой перегонки - 60 0,05  
Б-95/115 ГОСТ 1012-46 - 60 0,05
Б-95/130 бакинский ГОСТ 1012-46 - 60 0,05
Б-95/130 каталитический ГОСТ 3784-48. Бензин каталитического крекинга в чистом виде или с добавками алкилата и изопентана - 60 0,05
Б-100/130 каталитический ГОСТ 3784-48 3,3 - 60 0,05
Авиабензин «БА» ГОСТ 5760-51   240..360 - 60 0,05
Кислотность, мг КОН на 100 мл – не более 1,2; йодное число, г йода на 100 г, не более 6; Теплота сгорания, кал/г – не менее 10 400
Авиабензин бакинский 2-го сорта. Прямой перегонки из бакинских нефтей, применялся до 1936 г. Около 70 Плотность при 15°С 0,743…0,749
Авиабензин грозненский 1-го сорта. Прямой перегонки из грозненских нефтей, применялся до 1936 г. Около 60 Плотность при 15°С 0,695…0,715
Авиабензин СБ-78(смесевой) ТУ4-60 ТЭС в 1 кг - 0,6 г   - 60 0,05  
Теплота сгорания не менее 10 300 ккал/кг, давление насыщенных паров, мм РТ ст – не менее 210, не более 360;кислотность, мг КОН на 100 мл топлива не более 1

Взамен бензинов, выпускавшихся по ГОСТ 1012-46, 3737-47 и 3784-48 введены марки бензинов Б-100/130, Б-95/130, Б-91/115 и Б-70. Это бензины прямой перегонки и каталитического крекинга с добавкой высокооктановых компонентов, этиловой жидкости и антиокислителя.

Их некоторые химические характеристики:

Показатели Б-100/130 Б-95/130 Б-91/115 Б-70
ТЭС, г на 1 кг бензина, не более 2,7 3,3 2,5
Детонационная стойкость: октановое число по моторному методу, не менее 98,6
Сортность на богатой смеси, не менее -
Теплота сгорания низшая, ккал/кг, не менее -
Давление насыщенных паров, мм РТ ст, не менее -
Давление насыщенных паров, мм РТ ст, не более
Кислотность, мг КОН на 100 мл бензина не более 1,0 1,0 1,0 1,0
Температура начала кристаллизации, не выше °С -60 -60 -60 -60
Йодное число, г йода на 100 г бензина, не более
Ароматические углеводороды, % не более - - -
Фактич.смолы в 100 мл бензина, мг не более
Сера, % не более 0,05 0,05 0,05 0,05
Испытание на медную пластинку Выдерживают
Водорастворимые кислоты и щелочи, механические примеси и вода Отсутствуют
Цвет Ярко-оранжевый Жёлтый Зелёный Бесцветный
Прозрачность прозрачный
Средняя плотность при 20°С, г/см3   0,730 0,735 0,740
Кинематическая вязкость при 20°С, сст   0,45 0,45 0,50
Концентрационные пределы взрывоопасных смесей на земле,% объёма   0,98 - 5,48 0,89 – 5,76 0,79 – 5,76
Элементарный состав:Н\С   15/85 15\85 14,5/85,5
Пределы давления насыщенных паров, когда образуются взрывоопасные смеси, мм РТ ст   8 – 95 8- 95 8 – 95
Температура нагретой поверхности, при контакте с которой бензин воспламеняется, средняя, °С  
Ядовитость паров бензинов и допустимые концентрации, мг/л   0,3 0,3 0,3
           

Авиационный бензин СБ-78(смесевой) применялся в гражданской авиации как в готовом виде от промышленности, так и приготовлялся в эксплуатационных подразделениях путём смешивания стандартных авиабензинов Б-91\115(25%) и Б-70(75%) или Б-95/130(20%) и Б-70(80%). Также промышленностью выпускался бензин БА(ГОСТ 5760-51), равноценный бензину производства США 115/145.

Химические характеристики авиабензинов производства Великобритании и США

Показатели Великобритания США
100/130 91/96 100/130 91/96
Спецификация 5572В 5572В
Октановое число
Сортность на богатой смеси
Содержание ТЭС в бензинах(фактически 2,2 г/кг) 4,2 4,2 4,0 4,0
Давление насыщенных паров, мм рт.ст 280..380 280…380 ….380 …380
Теплота сгорания, ккал/кг, не менее
Кислотность, мг КОН на 100 мл, не более - - - -
Содержание серы, %, не более 0,05 0,05 0,05 0,05
Температура замерзания, °С, не выше -60 -60 -60 -60
Фактические смолы, мг/100 мл, не более
Цвет Зелёный Голубой Зелёный Голубой
Вода, механические примеси, водорастворимые кислоты и щелочи отсутствуют

 

Авиационные масла.

Общие сведения об авиационных маслах

Главным назначением смазки любого механизма является уменьшение износа трущихся деталей и снижение затрат мощности на трение. Кроме этого, смазочные материалы выполняют ряд других важных функций: отводят тепло от нагретых деталей машин, предохраняют детали от коррозии, очищают пространство между трущимися поверхностями от продуктов износа. Для правильного подбора и применения смазочных масел необходимо знать основные закономерности процессов трения и изнашивания деталей машин, знать условия, в которых работают масла, знать качество, состав и возможные изменения в них при работе в двигателях и других машинах.

Различают три принципиально отличных друг от друга вида трения:

- жидкостное, когда две движущиеся друг по другу поверхности разделены слоем масла, т.е. трение между слоями и молекулами масла. Коэффициент жидкостного трения лежит в пределах 0,001 – 0,010. При этом виде трения надёжность смазки возрастает с увеличением скорости движения трущихся поверхностей и с увеличением вязкости масла;

- граничное, когда при повышении нагрузки на масляную плёнку, понижении вязкости масла или при снижении скорости движения уменьшается толщина плёнки и через неё начинают проступать отдельные неровности поверхностей, приводящие к их механическому контакту. С увеличением числа контактируемых точек область граничной смазки будет постепенно расширяться за счёт уменьшения жидкостной смазки.Такое состояние также называют полужидкостной или смешанной смазкой;

- сухое, когда масляная плёнка практически отсутствует и происходит перемещение с непосредственным контактом одной поверхности по другой.

Авиационные смазочные материалы разделяются на три основные группы:

- жидкие смазки;

- консистентные смазки, представляющие собой пластичные, мазеобразные вещества;

- твёрдые смазки(графит, дисульфид молибдена, слюда и т.п.), применяемые как в виде компонентов к маслам и смазкам, так и в виде самостоятельных смазок в узлах, где другие смазочные материалы неприменимы.

По роду исходного сырья масла подразделяются на нефтяные, растительные, животные и синтетические.

По целевому назначению авиационные масла делятся на следующие виды:

- масла для авиационных ТРД, маловязкие, с низкой температурой застывания;

- масла для авиационных ТВД, мало- и средневязкие, с низкой температурой застывания и высокой смазывающей способностью;

- масла для авиационных ПД, высоковязкие, подвергнутые глубокой очистке;

- масла для редукторов вертолётов(трансмиссионные масла)высоко- и средневязкие, с хорошей смазывающей способностью;

- агрегатные и приборные масла, маловязкие, подвергнутые глубокой очистке, с низкой температурой застывания.

Основные требования к авиационным маслам:

Прежде всего, масло должно обеспечивать хорошую смазку трущихся деталей и предотвращать их износ. Желательно, чтобы даже при кратковременных нарушениях жидкостного режима смазки(в моменты запуска и останова) масло хорошо защищало от износа трущиеся детали. Масло в любых условиях эксплуатации должно надёжно подаваться к трущимся и охлаждаемым деталям. При длительной работе масло должно сохранять свои свойства и не давать отложения на деталях, так как отложения способствуют перегреву и загрязнению двигателя или агрегата. Масло не должно вызывать коррозии деталей, оно должно защищать детали от внешних коррозионных факторов. Необходимо, чтобы масла имели невысокую стоимость. Одним из важных требований к маслам является их нетоксичность и малая огнеопасность.

Исходя из этого, желательно, чтобы масла имели следующие свойства:

- возможно меньшую вязкость, но достаточную для создания надёжного жидкостного слоя в зазорах при максимальной рабочей температуре;

- резкое возрастание вязкости с повышением давления;