Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель Найта

Что такое двигатель Найта?

Шестицилиндровая двухдверка Willys-Knight Great Six 1930 года — один из самых массовых автомобилей, когда-либо использовавших двигатель Найта. Всего с 1914 по 1932 год включительно под маркой Willys-Knight были выпущены сотни тысяч автомобилей нескольких моделей с бесклапанными ДВС на 4, 6 и 8 цилиндров.

В 1903–1905 годах американский изобретатель Чарльз Найт построил и испытал экспериментальный четырёхтактный ДВС, в котором за газораспределение отвечали не клапаны, а концентрическая пара подвижных гильз, вложенных в рабочий цилиндр. Уже внутри этой пары гильз двигался рабочий поршень. Каждая гильза была снабжена крупными окнами с одного края. При смещении гильзы вверх и вниз эти вырезы периодически совпадали с впускным или выпускным окном в боковой стенке цилиндра. В движение гильзы приводили кривошипно-шатунный механизм и газораспределительный эксцентриковый вал, заменивший кулачковый.

На Чикагском автошоу 1906 года Найт и его деловой партнёр Лаймен Кильбурн представили автомобиль Silent Knight с четырёхцилиндровым 40-сильным бесклапанным мотором. В соответствии с названием, главным преимуществом новичка в сравнении с тогдашними самобеглыми колясками был несравненно более низкий уровень шума. Эта машина поначалу не слишком заинтересовала покупателей, но зато незамедлительно вызвала большой интерес в самой индустрии и в последующие годы породила целую волну подражаний по обе стороны Атлантики, волну, спавшую только после Второй мировой войны.

Разные вариации двигателей с гильзовым золотниковым распределением начали проектировать и строить не только в США, но и в Европе, в основном — в Великобритании и Франции. Такие моторы компании создавали по лицензии Найта и нередко при его же непосредственном участии (в конце первого десятилетия XX века изобретатель несколько лет проработал в Европе, а потом вернулся на родину).

В разные годы моторами с гильзовым газораспределением оснащались легковушки марок Daimler, Willys, Mercedes, Peugeot, Voisin, Panhard-Levassor и ещё нескольких других. При этом идея Найта развивалась, а механизм совершенствовался. Так, в моторах шотландской компании Argyll применялся оригинальный вариант бесклапанного распределения с единственной подвижной гильзой, которая по мере прохождения рабочих тактов одновременно и сдвигалась вверх-вниз, и совершала неполный поворот вокруг продольной оси. Благодаря этому она одна могла отвечать и за впуск и за выпуск.

Двигатели Найта обладали рядом преимуществ перед четырёхтактными ДВС с традиционными клапанами. У бесклапанных моторов были очень крупные окна для впуска и выпуска, что улучшало газообмен. Такие механизмы не боялись высоких оборотов коленвала, тогда как клапаны в аналогичной ситуации требовали всё более и более сильных пружин, что увеличивало потери на трение в приводе. Вместе все эти особенности позволяли получать на двигателях Найта высокие по тем временам мощности. Кроме того, в начале XX века, в 1920-х и даже в 1930-х годах газораспределительные механизмы Найта были во много раз долговечнее клапанных механизмов.

Однако обычные газораспределительные системы быстро совершенствовались, а вот схема Найта так и не смогла избавиться от изначально присущих ей недостатков. Среди них: проблемы с обеспечением герметичности цилиндров, проблемы с приработкой внутренней гильзы и поршневых колец, проблемы с подводом смазки ко всем частям и собственно очень высокий расход масла. Эти слабые места вынудили двигатели Найта уйти с массовой сцены, хотя на протяжении всего XX века отдельные изобретатели продолжали попытки усовершенствовать такую схему. Но дальше выпуска всякой экзотики вроде крохотных моторчиков для авиамоделей дело не пошло.

Уникальный двигатель Московского автозавода

Какая огромная разница была между серийной продукцией АЗЛК и его экспериментальными разработками. Завода давно уже нет, но то, что ним было создано, не перестаёт удивлять.

Читать еще:  Генератор холодного тумана на двигателе

Потребителю АЗЛК предлагал машины простые и сравнительно неприхотливые, которые до сих пор еще встречаются в глубинке, в то время как конструкторы работали над проектами, идущими в ногу с лучшими мировыми автомобильными компаниями. Не каждая из них разрабатывала моторы для «Королевских гонок» Формулы-1. Инженеры АЗЛК такой мотор сделали, и он даже сохранился до наших дней.

Двигатель ГД-1. Объем 1495 см3. Мощность, по расчетам, составляет 200 л.с. при 10 500 об/мин.

В то время, когда по дорогам нашей необъятной страны колесили «Москвичи» второго поколения, на заводе единичными экземплярами строились спортивные машины.

В движение их приводил модернизированный мотор от серийной машины, облегчённый, увеличенного рабочего объема и мощности. Но всё же, как не тюнингуй двигатель от гражданского седана, «боевым», полноценно гоночным он не станет.

Тем не менее, московские машины и заводские гонщики одерживали победы, а конструкторы создавали V8 с сухим картером, уникальным составным коленчатым валом, и целым набором технических решений, которые даже в наши дни вызывают удивление.

Гоночная тема на Московском автозаводе всесторонне поддерживалась замом главного конструктора Игорем Гладилиным. По сути, большая часть гоночных «Москвичей» появилась по инициативе этого человека.

В составе команды разработчиков был Лев Шугуров, конструктор, впоследствии автомобильный журналист. Благодаря ему о существовании советского «формульного» мотора узнал весь мир.

Любопытный факт. Информация о том, что русские создали гоночный мотор, понемногу просачивалась на Запад. В частности, заметка о двигателе была в западногерманском автомобильном журнале. В то, что двигатель соответствует стандартам «Формулы-1» (на то время) на Западе не верили.

Это невозможно, если кто-то утверждает, что русские построили двигатель для «Формулы-1», то он говорит неправду. Примерно так заявлял директор департамента по связям с общественностью самой General Motors. Свои сомнения он аргументировал недостаточным (для таких проектов) уровнем развития нашего автопрома.

Задача действительно была не из лёгких. Коленвал пришлось делать составным, по так называемой схеме «Хирг». Части детали стыковались на торцевых шлицах и стягивались специальными болтами.

Дело в том, что шатуны этого мотора цельные. Подходящих вкладышей в СССР не было, и вместо них применили роликовые подшипники. Такое решение увеличивало надежность мотора на высоких оборотах, но за это пришлось расплатиться сложностью изготовления коленчатого вала. Подшипники, кстати, тоже разработаны инженерами Московского автозавода.

Аналогичные решения применялись в Европе в 1950-х. Коленвал первого гоночного Porsche 550 был такой же конструкции.

Привод четырёх распредвалов шестеренный. Шестерни на шарикоподшипниках. Такая конструкция хоть и добавляла лишний вес, но исключала встречу клапанов с поршнем, да и в работе она более надёжна.

Система зажигания тут тоже интересная. На каждый цилиндр приходится по две свечи зажигания. Это специальные гоночные свечи «Lodge», которые пришлось покупать за границей. Контактные прерыватели не могли работать на 10 000 об/мин, а электронных систем зажигания наша промышленность тогда не выпускала.

Инженерам пришлось идти на хитрость. От распределителя зажигания отказались полностью. Торцы каждого из четырёх распредвалов соединялись с прерывателями, способными работать на высоких оборотах. Каждый из прерывателей управлял четырьмя катушками зажигания. От катушки напряжение шло на свечу.

В системе питания четыре синхронизированных карбюратора Weber 280DKB. Эти карбюраторы покупали за рубежом и ставили на гоночные «Москвичи».

Система смазки с сухим картером, с масляным радиатором. Картер блока цилиндров отлит из алюминиевого сплава. Часть из магниевого сплава.

С двигателем агрегатируется пятиступенчатая механическая коробка передач. Сцепление однодисковое, сухое.

Работы над мотором шли с 1963 по 1965-й год. В течении нескольких месяцев двигатель проходил стендовые испытания в НАМИ. На испытаниях удалось снять мощность 162 л.с., правда, на максимум мотор не выводили, ограничившись 6000 об/мин.

Читать еще:  Венто версо 150сс тюнинг двигателя

К сожалению, история этого мотора так и завершилась на этапе стендовых испытаний, он так и не увидел трассу. Причин было несколько.

Новый регламент FIA разрешил с 1966 –м году использовать двигатели объемом 3 литра. 17-й чемпионат стал первым, на котором команды выступили на таких моторах. То есть, даже если бы команда из СССР участвовала в «Королевских гонках», мотор пришлось бы строить заново.

Возможно, изменение регламента стало одной из причин, по которой было урезано финансирование на спортивные разработки АЗЛК, из-за чего дальнейшие работы над V-8 пришлось прекратить.

Жаль, ведь у двигателя ГД-1 и без Формулы-1 был огромный потенциал. Радует хотя бы то, что этот единственный созданный опытный двигатель вообще дошел до наших дней. Oldtimer

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)

Двигатель постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) В этом двигателе (рисунок 1) обмотка возбуждения подключена к отдельному источнику питания. В цепь обмотки возбуждения включен регулировочный реостат rрег, а в цепь якоря — добавочный (пусковой) реостат Rп. Характерная особенность ДПТ НВ — его ток возбуждения Iв не зависит от тока якоря Iя так как питание обмотки возбуждения независимое.

Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)

Механическая характеристика двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ)

Уравнение механической характе­ристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения имеет вид

где: n — частота вращения вала двигателя при холостом ходе. Δn — изменение частоты вращения двигателя под действием механической нагрузки.

Из этого уравнения следует, что механические характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения (ДПТ НВ) прямолинейны и пересекают ось ординат в точке холостого хода n (рис 13.13 а), при этом изменение частоты вращения двигателя Δn, обусловленное изменением его механической нагрузки, пропорционально сопротивлению цепи якоря Rа =∑R + Rдоб. Поэтому при наименьшем сопротивлении цепи якоря Rа = ∑R, когда Rдоб = 0, соответствует наименьший перепад частоты вращения Δn. При этом механическая характеристика становится жесткой (график 1).

Механические характеристики двигателя, полученные при номинальных значениях напряжения на обмотках якоря и возбуждения и при отсутствии добавочных сопротивлений в цепи якоря, называют естественными рисунок 13.13, а (график 1 Rдоб = 0 ).

Если же хотя бы один из перечисленных параметров двигателя изменен (напряжение на обмотках якоря или возбуждения отличаются от номинальных значений, или же изменено сопротивление в цепи якоря введением Rдоб), то механиче­ские характеристики называют искусственными .

Искусственные механические характеристики, полученные введением в цепь якоря добавочного сопротивления Rдоб, называют также реостатными (графики 2 и 3).

При оценке регулировочных свойств двигателей постоянного тока наибольшее значение имеют механические характеристики n = f(M). При неизменном моменте нагрузки на валу двигателя с увеличением сопротивления резистора Rдоб частота вращения уменьшается. Сопротивления резистора Rдоб для получения искусственной механической характеристики, соответствующей требуемой частоте вращения n при заданной нагрузке (обычно номинальной) для двигателей независимого возбуждения:

где U — напряжение питания цепи якоря двигателя, В; Iя — ток якоря, соответствующий заданной нагрузке двигателя, А; n — требуемая частота вращения, об/мин; n — частота вращения холостого хода, об/мин.

Частота вращения холостого хода n представляет собой пограничную частоту вращения, при превышении которой двигатель переходит в генераторный режим. Эта частота вращения превышает номинальную nном на столько, на сколько номинальное напряжение Uном подводимое к цепи якоря, превышает ЭДС якоря Ея ном при номинальной нагрузки двигателя.

На форму механических характеристик двигателя влияет величина основного магнитного потока возбуждения Ф. При уменьшении Ф (при возрастании сопротивления резистора rpeг) увеличивается частота вращения холостого хода двигателя n и перепад частоты вращения Δn. Это приводит к значительному изменению жесткости механической характеристики двигателя (рис. 13.13, б). Если же изменять напряжение на обмотке якоря U (при неизменных Rдоб и Rрег), то меняется n, a Δn остается неизменным [см. (13.10)]. В итоге механические характеристики смещаются вдоль оси ординат, оставаясь параллельными друг другу (рис. 13.13, в). Это создает наиболее благоприятные условия при регулировании частоты вращения двигателей путем изменения напряжения U, подводимого к цепи якоря. Такой метод регулирования частоты вращения получил наибольшее распространение еще и благодаря разработке и широкому применению регулируемых тиристорных преобразователей напряжения.

Читать еще:  Давление при детонации двигателя

Используемая литература: — Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам

Беседы о ракетных двигателях

Просто о том, что кажется сложным

  • Привет!
  • Статьи
  • Ссылки
  • Об авторах
  • Карта сайта

Импульсный ракетный двигатель

Автор публикации: Редколлегия · 12 января 2016 · Комментариев нет

ИМПУЛЬСНЫЙ РАКЕТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ — работает в режиме кратковременных периодических включений (импульсов), суммарное число которых составляет обычно многие тысячи. Характерным является режим импульсной модуляции с импульсами тяги постоянной амплитуды и переменной длительности (ширины) и частоты (от нескольких десятков импульсов в секунду до 1 в несколько суток). По значению суммарного импульса тяги, развиваемого за определённое время, импульсный ракетный двигатель равноценен РД, работающему непрерывно при меньшей тяге. Однако достоинством импульсного ракетного двигателя является возможность путём изменения режима работы двигателя быстро и с большой точностью получать различные значения суммарного импульса тяги, что неосуществимо при использовании РД, работающего непрерывно. К импульсному ракетному двигателю предъявляются требования быстродействия, стабильности характеристик, выдачи минимального значения единичного импульса тяги, малого потребления электроэнергии управляющими клапанами. Идеальный импульсный ракетный двигатель должен выдавать импульсы тяги прямоугольной формы, совпадающие по времени с электрическими командами. В реальном импульсном ракетном двигателе импульсы тяги имеют трапецеидальную или колоколообразную форму; они шире командных импульсов и запаздывают относительно их. Неэкономное расходование ракетного топлива в процессе многократных режимов запуска и останова снижает результирующий удельный импульс РД. Импульсные ракетные двигатели развивают малую тягу, большинство их относится к ракетным микродвигателям. Импульсные ракетные двигатели применяются в индивидуальных ракетных двигательных установках и являются основным типом РД реактивных систем управления КА. Быстродействие импульсных ракетных двигателей обеспечивает управление полётом при малом расходе рабочего тела. При совершении манёвров, связанных с относительно большими затратами энергии, импульсные ракетные двигатели работают непрерывно (при изменении местоположения синхронных ИСЗ — до нескольких часов).

Импульсные ракетные двигатели работают как на двухкомпонентном самовоспламеняющемся топливе, так и на однокомпонентном топливе. Примером импульсного ракетного двигателя на двухкомпонентном топливе может служить Р-4Д, созданный для реактивных систем управления космического корабля «Аполлон». В качестве однокомпонентного топлива широко используется гидразин. В частности, типичная реактивная система управления связного ИСЗ, стабилизируемого вращением (обычно с частотой

1 с -1 ), содержит несколько пар гидразиновых импульсных ракетных двигателей тягой

20 Н каждый. Недостатками гидразиновых импульсных ракетных двигателей являются разрушение и потеря качества катализатора при большом числе «холодных» включений. Увеличение ресурса импульсных ракетных двигателей достигается поддержанием катализатора при повышенной температуре (например, 600 К) путём электрообогрева ДУ. Созданы гидразиновые импульсные ракетные двигатели с числом включений свыше 1 миллиона.

Импульсный режим работы характерен для газовых ракетных двигателей, отличающихся хорошими динамическими характеристиками. К импульсным ракетным двигателям относятся также некоторые ЭРД.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector