Преимущества авиационных дизельных/Jet A1 двигателей

Существует два основных различия между карбюраторным двигателем и двигателем Jet A1.

• Дизельные/Jet A1 двигатели управляются качественными параметрами, а карбюраторные двигатели - количественными.

• Дизельные/Jet A1 двигатели не имеют системы зажигания.

В карбюраторных двигателях воздух подается во впускную систему двигателя, где он смешивается с топливом посредством впрыска топлива или карбюрации. Затем топливо-воздушная смесь поступает в цилиндр, где подвергается сжатию. Эта смесь сгорает, когда система зажигания подает искру. Мощность, развиваемая двигателем, контролируется дроссельным клапаном, регулирующим количество поступающей в камеру сгорания топливо-воздушной смеси. Соотношение топлива и воздуха в смеси остается все время практически постоянным.

В дизельных двигателях не применяется высоковольтная система зажигания (свечи зажигания). Двигатель, работающий на дизельном топливе, сжимает воздух в цилиндре до высоких значений давления и температуры (обычные значения коэффициентов сжатия от 15:1 до 21:1); дизельное топливо обычно впрыскивается прямо в цилиндр в конце такта сжатия.

Под воздействием высокой температуры в цилиндре дизельное топливо вступает в реакцию с кислородом в смеси (горение или окисление), нагревая и расширяя горящую смесь, в результате чего энергия тепла/ давления превращается в механическую работу, т.е. в движение поршня. Для запуска двигателя применяются свечи подогрева, которые перед запуском подогревают цилиндры до минимальной рабочей температуры. Высокие коэффициенты сжатия и работа без дроссельного клапана делают дизельные двигатели
более эффективными, чем многие двигатели с искровым зажиганием. Двигатели на дизельном топливе также дают больший крутящий момент.

Поскольку в дизельных двигателях нет зажигания, они могут работать все время, пока подается топливо. Обычно топливо подается топливным насосом. Плотность дизельного топлива приблизительно 0,85 кг/л (7,09 фунтов на галлон США), что на 18% больше чем плотность бензина - 0,72 кг/л (6,01 фунтов на галлон США). Процесс получения дизельного топлива из нефти в целом проще, чем процесс получения бензина.

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 аналогичныхвоздушных судов с карбюраторными двигателями.

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). Он приводится в действие одним рычагом управления, двигатель 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.

Этот двигатель создан на базе современного автомобильного двигателя, что позволяет авиационному рынку в целом пользоваться преимуществами получившей огромное развитие автомобильной промышленности для решения проблем, связанных с технической надежностью, а также других проблем, которые могут возникать при разработке новых конструкций и решены уже давно. Сэкономленные время и усилия можно потратить на решение вопросов применения двигателя в авиации, таких как разработка дублирующих систем, где они необходимы, или доводка двигателя для работы на большей высоте и при более низкой температуре.

Применение двигателя массового производства дает ГA возможность использовать наработки передовых технологических процессов производства двигателей. В прошлом ГA была лишена этой возможности вследствие малых объемов производства и связанными с ним затратами на производство.

Рис 1. Двигатель AE 300 общий вид.

Модификация автомобильного двигателя в авиационный.

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.

В двигателе AE300 имеется отлитый из чугуна внутренний контур. Поэтому для него не нужны отдельные гильзы цилиндра. Расположение его 4 цилиндров - рядное, а не горизонтально-оппозитное.

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. Поскольку конструктивно AE300 является двигателем с рядным расположением цилиндров с жидкостным охлаждением, то картер включает в себя как цилиндры, так и каналы для охладителя.

На рисунках изображен внешний вид картера, а также вид сверху цилиндра с рубашками охлаждения. Зазоры между цилиндрами составляют 90 мм (3,543 дюйма), отверстие цилиндра - 83 мм (3,268 дюйма). Объем одного цилиндра составляет 498см3 (30,4 куб. дюйма), что дает общий объем двигателя 1991 смз (121,5 куб. дюйма). Ход поршня составляет 92 мм (3,622 дюйма). Конструкция картера позволяет устанавливать внутренний маслонасос, а также водяной насос, работающий от приводного ремня. Картер соддержит поддон и масло для двигателя.

Дата добавления: 2014-01-15