ПРО ДВИГУНИ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ (ДВЗ)
Щоб створити надійний авіаційний двигун, потрібно врахувати багато суперечливих вимог. Він повинен бути потужним і мати малу вагу, повинен бути легким і досить міцним.
Адже ні в якій іншій машині так не небезпечна навіть дрібна поломка, як в авіадвигуні, де вона може загрожувати безпеці польоту. Крім того, авіадвигун повинен бути дуже економічним. Це необхідно перш за все тому, що не можна завантажувати літак надто великою кількістю палива.
Адже завдання літака перевозити по повітрю пасажирів і вантажі, а не паливо для власних двигунів. Двигун першого літака, що піднявся в повітря в 1903 році, розвивав потужність всього лише 12 к.с. (1 к. с. = 735,5 Вт). Цей двигун мав чотири .циліндра, розташованих в ряд.
Такі двигуни назвали рядними. В процесі роботи двигун нагрівається. Щоб уникнути перегріву, його охолоджують. Рядні двигуни охолоджуються рідиною, тому їх і називають двигунами рідинного охолодження. Однак рідина для охолодження, яку доводиться возити на літаку, зменшує корисне навантаження. Інженери вирішили використовувати для охолодження повітря, обтічний двигун в польоті.
Для того щоб двигун віддавав якомога більше тепла, його циліндри розташовують не уздовж напрямку польоту, а поперек, у вигляді променів зірки. Звідси і назва-зіркоподібні двигуни. Для поліпшення охолодження поверхні на циліндрах зіркоподібного двигуна роблять спеціальні реберця. З розвитком авіації зростали вимоги до швидкості літаків, а отже, потрібні були все більш потужні двигуни.
Число циліндрів двигунів збільшувалося - їх стали розташовувати в два ряди у вигляді латинської букви V (V-подібні). З'явилися Дворядні і багаторядні зіркоподібні двигуни. Але, незважаючи на всі старання конструкторів, кожна одиниця додаткової потужності викликала, як правило, збільшення ваги двигуна.
Так тривало до тих пір, поки в практику літакобудування не увійшли реактивні двигуни-двигуни невеликої ваги, що розвивають значну тягу. Двигуни, використовувані в авіаційних моделях, відносяться до мікролітражних і мають всього один циліндр. Це поршневі двигуни; вони працюють на рідкому паливі і входять до групи так званих карбюраторних двигунів. Карбюраторними їх називають тому, що горюча суміш утворюється в спеціальній частині двигуна — карбюраторі.
Широке використання поршневих двигунів для моделей пояснюється тим, що вони універсальні, прості по конструкції і в експлуатації. Компресійний (компресія — стиснення) мікродвигун для моделей (рис. 1) складається з поршневої групи (поршень і циліндр) і кривошипного механізму, в який входять колінчастий вал і шатун, що перетворює поступальний рух поршня в обертальний рух вала.
Всі ці деталі монтуються в корпусі, званому картером. Робочий процес двигуна внутрішнього згоряння складається з чотирьох циклів: впуску горючої суміші, її стиснення, згоряння робочої суміші і випуску продуктів згоряння. Двигуни внутрішнього згоряння бувають чотиритактні і двотактні. Для авіаційних моделей використовуються двотактні. Розглянемо процес роботи двотактного двигуна (рис. 2).
При переміщенні поршня в верхнє крайнє положення, зване верхньою мертвою точкою (ВМТ), в порожнині під поршнем створюється розрідження. Створювана таким чином різниця тисків сприяє наповненню порожнини картера горючою сумішшю. При русі поршня вниз робоча суміш стискається і по перепускному каналу проходить через перепускне вікно гільзи в циліндр над поршнем, де відчуває подальше стиснення рухомим вгору поршнем (рис. 2, /). Стиснута до певних меж, робоча суміш самозаймається.
Згорілі гази, розширюючись, з силою тиснуть на поршень і змушують його рухатися вниз, повертаючи колінчастий вал двигуна. Так відбувається робочий хід поршня. Під час руху поршня вниз спочатку відкривається випускне вікно, а потім перепускне, або продувне.
Відпрацьовані гази виходять через випускне вікно, а через продувне вікно робоча суміш під тиском рухомого поршня спрямовується в робочий об'єм над поршнем і допомагає виходу відпрацьованих газів (рис. 2, //). Таким чином, в двотактному двигуні протягом одного такту, тобто при переході поршня від нижньої мертвої точки (НТМ) до верхньої, над поршнем відбувається стиснення робочої суміші, а під поршнем всмоктування горючої суміші в картер двигуна.
Протягом іншого такту, тобто при ході поршня від ВМТ до НМТ, над поршнем здійснюється робочий хід і продування, а під поршнем попереднє стиснення робочої суміші. Карбюратор готує робочу суміш, дозує і розпорошує паливо. Повітря, що всмоктується в картер через всмоктуючий патрубок в місці розташування жиклера (в найбільш вузькому місці), створює розрідження, під дією якого паливо з бака спрямовується в жиклер і випливає через отвір, регульоване голкою.
У патрубку воно розпорошується і змішується з повітрям, утворюючи горючу суміш, яка при подальшому русі заповнює картер двигуна. Обертаючи голку (див. 1), можна міняти прохідний перетин жиклера, а отже, і кількість палива, що надходить в патрубок карбюратора, збагачуючи або збіднюючи горючу суміш паливом.. Обертаючи гвинт 10 регулювання ступеня стиснення і змінюючи кількість палива, що надходить, можна змінювати частоту обертання валу двигуна і повітряного гвинта і домагатися бажаної швидкості їх обертання.
Якщо відрегульований на землі режим роботи двигуна в польоті змінюється в гіршу сторону, то це означає, що відбувається збіднення або збагачення суміші в режимі подачі палива. В цьому випадку регулювати режим подачі палива слід зміною кута зрізу дренажної трубки на паливному баку (рис. 3) по відношенню до набігає потоку, тобто зміною піддавання палива на вході в двигун.
При збагаченні суміші кут зрізу необхідно зменшити при збідненні-збільшити. Паливний бак-важливий елемент в паливній системі двигуна. Баки бувають різних конструкцій і виготовляються з різних матеріалів. Для виготовлення жорстких баків (їх конструкція показана на малюнку) використовують жесть, латунь, для м'яких — еластичну гуму або пластмаси, стійкі до впливу палив.
Приступаючи до складання паливної суміші для двигуна, потрібно пам'ятати наступне. Для суміші слід підготувати чистий посуд з герметичними пробками.
Готову суміш треба відфільтрувати. Компоненти суміші для компресійних двигунів з'єднують в такому порядку: касторове і мінеральне масло розчиняють в ефірі, потім додають гас або соляровое масло, і, в останню чергу — присадки.
Присадки-це речовини, що сприяють підвищенню потужності двигуна. Для компресійних двигунів в якості присадок використовують амілнітрит і нітробензол.
