Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство воздушного транспорта (росавиация)

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ульяновский институт гражданской авиации имени главного маршала авиации Б.П. Бугаева»

Факультет безотрывных форм обучения

Реферат

По дисциплине: конструкция и лётная эксплуатация авиационных двигателей

Тема: конструкция и лётная эксплуатация двигателя АЕ-300

Выполнил:

Алпатов И.А.

Ульяновск 2019

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. КОНСТРУКЦИЯ

2. ЛЕТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ

Отличия в процессе сгорания в двигателе Jet-A1 обусловливают его уникальные характеристики: Для смешивания и сгорания топлива требуется минимальное время. Вот почему двигатели Jet-A1 как правило имеют более низкие предельные значения количества оборотов в минуту, чем карбюраторные двигатели, что важно для авиационных двигателей, работающих на относительно небольшой скорости. Спонтанное сгорание в двигателях Jet-A1 происходит при значительно высших коэффициентах сгорания, обычно вдвое больших, чем в карбюраторных двигателях подобного назначения. Топливо подается позднее в цикле, и детонация для двигателей Jet A1 не является проблемой. Jet-A1 не работают на стехиометрическом составе топлива, а это значит, что обычно имеется больше воздуха для сгорания, чем необходимо. На низких значениях мощности контрольное давление наддува значительно менее критично, чем в карбюраторном двигателе. Температура кипения и температура воспламенения топлива Jet-A1 гораздо выше, чем у бензина, кроме того оно является гораздо менее летучим, а поэтому - и гораздо более безопасным топливом. Обычное топливо Jet-A1 можно использовать и при низких температурах, приблизительно до -47 градусов Цельсия Воздушные суда с двигателями Jet-A1 обычно потребляют меньше горючего, чем эквивалентные бензиновые двигатели, и выбрасывают меньше парникового газа. Эта экономия достигается за счет более высокого содержания энергии в каждом литре дизельного топлива и конструктивной эффективности дизельного двигателя. Хотя вследствие более высокой плотности дизельного топлива каждый литр его дает при сгорании больший выброс парникового газа, чем бензин, однако за счет повышенной на 20-40% экономии топлива, достигнутой в современных воздушных судах с дизельными двигателями, общий выброс парниковых газов на 10-20 процентов меньше, чем у аналогичных воздушных судов с карбюраторными двигателями.

1. КОНСТРУКЦИЯ

AE 300 представляет собой Jet-A1 двигатель объемом 1991 см3 (121,5 куб. дюйм) с турбонаддувом, двойным верхним распредвалом с 4 расположенными в ряд цилиндрами, в каждом из которых по 4 клапана, с аккумуляторной топливной системой высокого давления, управляемый EECU (электронным блоком управления двигателем) (рис.42). Он приводится в действие одним рычагом управления, оснащен редуктором, гасителем крутильных колебаний и подготовлен для установки пропеллера с разным направлением вращения. Максимальная мощность двигателя составляет 123,5 кВт (168л.с.). Управление пропеллером осуществляет стандартный регулятор, контролируемый EECU.

Компания AE разработала авиационный двигатель, соответствующий стандарту EASA CS-E, с новыми конструкциями поддона картера, заборного канала, систем выхлопа и турбонаддува, генератора и системы предварительного разогрева, в соответствии с условиями нового применения автомобильного двигателя. Клапанный механизм состоит из 4 клапанов на каждом цилиндре(два впускных и два выпускных), приводимых в действие гидрокомпенсатором и не требующими регулировки в течение всего срока службы двигателя. Гидрокомпенсаторы приводятся в действие двумя верхними распредвалами, которые вращаются коленвалом через самонатягивающуюся, не требующую техобслуживания цепь. Четыре клапана на цилиндр улучшают впуск и выпуск в камере сгорания, повышая эффективность и мощность. В двигателе AE300 имеется отлитый из чугуна внутренний контур. Поэтому для него не нужны отдельные гильзы цилиндра. Воздух из картера пропускается через маслоотделитель. После маслоотделителя воздух из картера выпускается через трубопровод сапуна в окружающую среду. Двигатель развивает свою максимальную мощность 123,5 кВт (168 л.с.) при 3880 об/мин, поэтому для достижения максимальной скорости пропеллера в 2660 об/минAE установила редуктор с соотношением 1,69:1 с гасителем крутильных колебаний. Гаситель крутильных колебаний изолирует двигатель от пропеллера. Вследствие высоких степеней сжатия поршни двигателей Jet-A1 ходят не настолько плавно, как карбюраторные двигатели, и резко останавливаются при выключении.

Изоляция двигателя от тяжеловесного пропеллера уменьшает износ двигателя и повышает комфорт. Наконец, AE устанавливает электронную систему управления двигателем EECU. Кроме того, что этот двигатель работает на топливе Jet-A1, он также отличается от традиционного авиационного поршневого двигателя следующим:

1) расположение его 4 цилиндров - рядное, а не горизонтально-оппозитное; поршневой двигатель редуктор колебание

2) охлаждение двигателя-жидкостное. Его преимущество состоит в том, что поток охладителя можно контролировать, и резкое охлаждение в условиях полета с быстрым потоком воздуха и низкой мощностью не является проблемой;

3) в нем имеется промежуточное охлаждение. Подаваемый воздух, после прохождения через турбонагнетатель, охлаждается, что повышает мощность и эффективность. Необходимость этого охлаждения вызвана высоким давлением наддува приблизительно в 2300 мбар (33,358 фунтов/кв. дюйм) и связанным с ним повышением температуры подаваемого воздуха.

Рисунок 1 Двигатель АЕ 300: а) Вид спереди

б) Вид сверху

в) Вид слева

г) Вид справа и сзади

Редуктор. Двигатель AE300 оснащен редуктором для снижения количества оборотов в минуту от максимального значения3900 об/мин для двигателя до2300 об/мин для пропеллера. Передаточное число редуктора- 1,69:1. На рисунке 43изображены картер редуктора и крышка картера разобранного редуктора. Редуктор содержит три шестерни. Картер редуктора изготовлен из литой, а шестерни-из кованной стали. К верхней части редуктора прикреплен регулятор, контролирующий шаг пропеллера.

Рисунок 2. Вид редуктора

Смазка редуктора осуществляется главным образом посредством маслонасоса, расположенного внутри редуктора. Масло для редуктора подается отдельно от масла для двигателя.

Гаситель крутильных колебаний(TVD). Гаситель крутильных колебаний - это устройство, соединенное с коленвалом двигателя для снижения крутильных колебаний. При каждом сгорании в цилиндрах к коленвалу прикладывается крутящий момент. Под его воздействием коленвал отклоняется, что приводит к вибрации при снятии крутящего момента. Для предотвращения этой вибрации к передней части коленвала прикрепляется гаситель крутильных колебаний. Этот гаситель состоит из двух элементов: гири и рассеивателя энергии. Гиря сопротивляется ускорению вибрации, а рассеиватель энергии поглощает вибрации. TVD устанавливается между корпусом двигателя и редуктором. Другая задача TVD состоит в том, чтобы изолировать пропеллер от вибраций двигателя в процессе работы с целью защиты коленвала от повреждений. Это достигается посредством двух наборов пружин с нарастающей упругостью. Пилот не вмешивается в работу TVD.

Коленчатый вал. Изготовлен из кованной стали повторным формованием. Коленвал имеет 5 коренных подшипников (рис. 3).

Рисунок 3 Вид коленвала

Поршни. Поршни AE 300отлиты из алюминия со стальнымивставками под кольца. Днище поршня куполообразное свыточками для оптимизации сгорания. На стенках поршня имеются тефлоновые подушки для уменьшения трения и повышения сопротивления прихватыванию.

Картер двигателя. Картер двигателя AE300 представляет собой цельную деталь, изготовленную литьем под давлением. Такая конструкция (чугунного литья) избавляет от необходимости изготовлять отдельные гильзы цилиндров. Литая чугунная конструкция картера обеспечивает отказоустойчивую работу и уменьшение уровня издаваемого шума. ПосколькуконструктивноAE300 является двигателем с рядным расположением цилиндров с жидкостным охлаждением, то картер включает в себя как цилиндры, так и каналы для охладителя. Конструкция картера позволяет устанавливать внутренний маслонасос, а также водяной насос, работающий от приводного ремня. Картер содержит поддон и масло для двигателя.

Клапаны. В AE300 имеется16 клапанов: 8 впускных и8 выпускных. На каждый цилиндр приходится по4 клапана: двавпускных и два выпускных. Клапаны расположены по кругу вокруг центра камеры сгорания, что повышает эффективность сгорания.

Головка блока цилиндров. Головка блока цилиндров изготовлена из высокопрочного алюминиевого сплава. Она оснащена распредвалом с цепным приводом. Впуск в цилиндр и выпуск из него улучшены за счет расположения клапанов. Распределительные валы управляют работой16 клапанов-8 впускных и 8 выпускных с гидравлической компенсацией зазора клапана. Форма камеры сгорания в AE 300 определена главным образом формой поршня. Клапаны расположены так, чтобы впускаемый воздух поступал в камеру сгорания в виде завихрения, что повышает эффективность сгорания. Инжектор топлива занимает центральное положение по отношению к четырем клапанам. Рядом с отверстием инжектора расположено отверстие для свечей подогрева, применяемых для предпускового подогрева. Остальные отверстия в головке блока цилиндров являются каналами для охладителя. Степень сжатия двигателя составляет 17,5:1.

Генератор. Двигатель оснащен генератором переменного напряжения, установленным на тыльной стороне двигателя и работающим от приводного клиновидного ремня (рис. 4). В нем имеется встроенный регулятор напряжения, во всем диапазоне скорости вращения двигателя он вырабатывает ток в70 Апри28 В. Во избежание повреждения генератора, при неработающем двигателе, регулятор напряжения должен быть отключен.

Рисунок 4 Вид редуктора

Блок управления свечами подогрева. Блок управления свечами подогрева(GPC) необходим для холодного запуска системы и активирует свечи подогрева в зависимости от температуры охладителя. Система подогрева разработана так, чтобы она активировалась только тогда, когда воздушное судно находится на земле, а температурное реле охладителя фиксирует низкое значение температуры охладителя. Для этого в конструкции воздушного судна должна быть предусмотрена индикация "ВС на земле". Двигатель оснащен 4 свечами подогрева. В зависимости от температуры двигателя (температуры охладителя) определяется соответствующее время предпускового разогрева для двигателя. Время может составлять от5 до40 секунд. В течение этого времени предпускового разогрева камера сгорания подогревается свечами подогрева. После пуска двигателя EECU определяет дополнительное время после пускового подогрева, которое составляет около 60 сек., и продолжает подавать питание на свечи подогрева. Четыре свечи потребляют суммарный ток в 100 A при напряжении 24В в течение 2 секунд запуска.

2. ЛЕТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ

Хотя сама компания Diamond не слишком велика (выпускает порядка 150-180 самолетов в год, объем продаж - от 50 до 70 млн долл.), она владеет рядом представляющих большой интерес технологий. В частности, производства и использования композитных материалов, а также авиационного роторного двигателя Ванкеля и дизельного авиационного двигателя АE300. Двигатели серии АE300 обеспечивают самолетам Diamond одно из их главных конкурентных преимуществ - низкий расход топлива. Двухдвигательный DA42 расходует менее 20 литров горючего на час полета. Вместе с очень легким планером благодаря применению стеклопластика экономичные двигатели обусловливают высокую общую весовую эффективность самолетов Diamond.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Руководство по летной эксплуатации DA-42NG

2. Руководство по техническомуобслуживаниюDA-42NG

3. Руководство по эксплуатации двигателя АЕ 300: Е4.01.01; Е4.08.04

Размещено на Allbest.ru