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

Что такое воздушок на двигателе

Воздушное охлаждение двигателя: принцип работы, преимущества и недостатки

Большинство автолюбителей знакомо лишь с традиционными типами двигателей с жидкостной СОД. А ведь существуют и моторы, где используется воздушное охлаждение двигателя, и это не только ЗАЗ 968. Давайте подробно рассмотрим устройство, принцип действия воздушной системы охлаждения, а также недостатки и преимущества такого решения. Эта информация будет полезна для каждого автолюбителя.

СО2 воздушки

Начнем с CO2 – это красивые, но малопрактичные изделия. Обычно на CO2 идут те изделия, которые были объявлены браком для других целей.

Реально можно стрелять из CO2 пистолетов на расстояние до 10 метров, по бумажной мишени. Бутылку шарик не пробивает. CO2 винтовки в России редкое явление, в виду своей бесполезности.

Единственным плюсом CO2 пневматики является дешевизна и мультизарядность. Так, к примеру, Дрозд позволяет вести огонь очередями до тех пор, пока не закончится боезапас в бункере или углекислота в CO2 баллончике.

Где ставятся клапаны спуска воздуха

В любой системе водяного отопления есть места, где установка воздухоотводчиков обязательна. Если говорить о кранах Маевского, то их нужно ставить на все батареи, дабы стравливать собирающийся воздух. Точное место – в пробке верхнего угла, отдаленного от точки подключения подающей магистрали к прибору. Воздушный пузырь образуется именно там.

Если котел оборудован встроенным воздухоотводчиком, то на подаче его ставить не нужно

Автоматический воздушный клапан необходимо устанавливать строго вертикально в следующих точках сети отопления:

  • в группе безопасности котла, присоединенного к системе закрытого типа;
  • на обоих коллекторах теплого пола;
  • если самой высокой точкой является трубопровод, а не радиатор, то в него врезается поплавковый воздухоотводчик;
  • в буферную емкость и бойлер косвенного нагрева, если это предусмотрено конструкцией;
  • на змеевик полотенцесушителя;
  • в общую распределительную гребенку сложной и разветвленной системы (на оба коллектора);
  • на гидравлический разделитель контуров (гидрострелку).

Кроме указанных точек, воздухосбрасыватели ставятся в проблемных местах тепловой сети, где в силу сложных условий прокладки трубы образуют П-образные петли, повернутые кверху. Например, магистраль обходит дверной проем либо лестничный марш поверху, а затем снова опускается вниз. В подобных компенсаторах воздушные пробки образуются с вероятностью 100%, поэтому там нужен воздухоотводчик, лучше – автоматический.

Когда высшей точкой сети является труба или компенсатор, на него монтируется клапан

Совет. Никогда не врезайте кран Маевского напрямую в трубопровод, поскольку пузырьки пройдут мимо него вместе с потоком теплоносителя и клапан окажется бесполезным. Для правильной работы ручному «спускнику» нужна камера для сбора воздуха (у «автомата» есть собственная). Сделайте врезку в магистраль вертикальной трубой, которая послужит воздухосборником, а сверху установите кран.

Если при заполнении тепловой сети водой вы не желаете бегать между радиаторами с отверткой, поставьте вместо вентилей Маевского автоматические угловые воздухоотводчики. Данный вариант подойдет и жильцам квартир, обогреваемых централизованно: в чугунных батареях частенько возникают воздушные пробки, а удалить их оттуда нет возможности.

Еще совет. Чтобы колба углового воздухосбрасывателя не торчала на виду и не цеплялась за шторы, возьмите мини-модель клапана, встроенного в радиаторную крышку.

Что такое тепловой удар в двигателе и почему его нужно опасаться?

Тепловой удар в ДВС — последствие перегрева двигателя, которое происходит, когда внутреннее тепло автомобиля становится причиной химической реакции в моторном масле, в результате которой, масло меняет вязкость. Когда двигатель нагревается выше критической температуры, моторное масло начинает деградировать.

Что такое вязкость моторного масла?

Вязкость (или «плотность») моторного масла — это способность находиться на металлических деталях двигателя при высоких и низких температурах, при этом сохраняя текучесть. Изменение вязкости, вызванное тепловым ударом, приводит к повышенному расходу масла двигателем, в результате чего, металлические поверхности деталей внутри двигателя повреждаются из-за трения механических частей без смазки. Хотя потеря текучести чаще возникает у моторного масла, ему также подвержены и другие жидкости автомобиля, например, трансмиссионное масло, которое также подвержено тепловому разрушению. Чтобы этого не произошло, следите за сроками замены масла в трансмиссии.

Тепловой удар также становится причиной потери полезных свойств масленых добавок. Это приводит к образованию и выбросу газов, кислот и других вредных нерастворимых соединений, которые приводят к серьезным повреждениям внутри двигателя, так как через него они циркулируют.

Поверхностное натяжение моторного масла

При этом, также будет ухудшаться поверхностное натяжение масла. Это термодинамическая характеристика, которая при тепловом пробое уменьшает производительность масляного насоса, а также ухудшает текучесть масла, масло перестает смазывать металлические стенки деталей двигателя отторгаясь от них и пытаясь собраться в сферическую форму. Ухудшение поверхностного натяжения моторного масла вялотекущий процесс и наносит двигателю повреждения не так быстро, как изменение вязкости масла.

Читать еще:  Polo sedan как прогреть двигатель

Какие моторные масла больше подвержены тепловому удару?

Моторные масла на основе нефти (минеральные масла) чрезвычайно чувствительны к изменениям температуры, и чем ниже уровень очистки масла, тем быстрее оно поддастся тепловому пробою. Очищается масло от природных нефтяных соединений, которые повышают уязвимость перед тепловым разрушением. Именно природные соединения при высоких температурах подвергают масло окислению. Чем выше уровень очистки масла от природных соединений, тем лучше оно противостоит повышению температуры в двигателе, а, следовательно, снижает риск получить тепловой удар. Цена такого масла, соответственно выше среднего.

К сожалению, невозможно полностью очистить минеральное масло от вредных соединений, поэтому, несмотря на то, что масло с высоким уровнем очистки дольше будет сохранять полезные свойства, оно все равно будет иметь шанс получить тепловой удар. Что касается синтетических масел, то они способны выдержать более широкий диапазон температур, и поэтому устойчивей к тепловому пробою, чем моторные масла, полученные на основе очищенной нефти.

Чтобы избежать теплового пробоя следует регулярно менять масло в двигателе автомобиля. Некоторые двигатели (их еще называют «горячие») нагреваются сильнее и имеют низкий порог к термальным повреждениям, поэтому в высокопроизводительные двигатели нужно заливать только высококачественное масло для снижения риска теплового удара.

Запомните, чтобы избежать неприятностей с двигателем, придерживайтесь рекомендаций производителя, касательно сроков замены моторного масла.

О винтовках с предварительной накачкой (РСР)

Это усовершенствованный вариант мультикомпрессионной пневматической винтовки. Устройство представлено встроенным или съемным резервуаром с атмосферным воздухом или азотом. Для закачки используют отдельный насос или предварительно заготовленный большеобъемный баллон.

Резервуары в винтовках РСР рассчитаны на 20 выстрелов. Если резервуар накачан полностью, то выпущенная пуля летит со скоростью 350 м/с. На такие «духовики» ставят специальные понижающие редукторы, благодаря которым мощность выстрела всегда неизменна. Кроме того, с таким редуктором выпускной клапан прослужит гораздо дольше.

Можно ли сделать воздушку самостоятельно?

Вопрос о том, как сделать воздушку из подручных материалов, интересует очень многих. В целом, осуществить сборку вполне возможно, однако эффективность такого оружия будет минимальной, и очевидно, что оно будет малопригодным для охоты. Для того чтобы успешно охотиться на зайца или других животных, необходимо надежное оружие от известного производителя.

Для того чтобы усилить свое оружие, можно осуществить тюнинг. Основная цель тюнинга винтовки заключаться в установке новых прицелов и прицельных приспособлений. К примеру, на пневматическую винтовку, как и на огнестрельное оружие, можно прикрепить оптический прицел, лазерный целеуказатель или ночной фонарь, что позволит производить стрельбу правильно при любых погодных условиях. Здесь все будет зависеть от владельца оружия, его пожелания и потребностей. Также, оружие можно пристрелять, для того чтобы точность с новым прицелом или оптикой была максимально высокой.

реактивное движение

Максимальная скорость привычных водных транспортных средств ограничена. В их двигателях происходит непрямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды: через преобразование в механическую энергию различного рода движителей (гребных винтов, турбин, насосов). Неизбежные при непрямом преобразовании потери приводят к ограничению на максимальную скорость — на уровне 100-130 км/ч (это связано с кавитацией, разрушающей лопасти винтов, импеллеров и др.). Но это ограничение преодолеть можно.

В Центре импульсно-детонационного горения (Центр ИДГ) при Институте химической физики им. Н.Н. Семенова Российской академии наук (ИХФ РАН) разработаны, созданы и испытаны экспериментальные образцы прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя, работающие на иных физических принципах и не имеющие мировых аналогов. В новом движителе происходит прямое преобразование химической энергии топлива в энергию движения воды. В результате надводному объекту сообщается гидрореактивная тяга, ускоряющая его до скоростей, недостижимых при использовании традиционных движителей. Отличительная особенность нового движителя — применение наиболее энергоэффективного и энергосберегающего рабочего цикла: цикла Зельдовича* с управляемым детонационным горением смеси моторного топлива с окислителем. Кроме того, в нем нет подвижных механических частей.

Экспериментальные образцы спроектированы специалистами ИХФ РАН на основе гидродинамических расчетов, позволивших оптимизировать параметры движителя. Конструкция и принцип работы движителя просты (рис. 1). Он представляет собой водовод (профилированную трубу с водозаборным устройством и соплом, погруженную в воду) с введенной в него импульсно-детонационной трубкой. Импульсно-детонационная трубка — сердце движителя — предназначена для генерации коротких, но очень интенсивных периодических импульсов давления в виде ударных волн, выходящих в водовод и выбрасывающих забортную воду из водовода через сопло. Каждый импульс давления в импульсно-детонационной трубке — это детонационная волна, образованная в результате зажигания топливной смеси и последующего быстрого, но управляемого перехода горения в детонацию — ускорения пламени от

Читать еще:  Что такое двигатель liberty

2000 м/c. Каждая ударная волна, выходящая в водовод, вовлекает воду в движение к соплу и, следовательно, придает движителю импульс силы — реактивной тяги.

Рис. 1. Схема плоского прямоточного водометного движителя

Важнейший фактор, влияющий на передачу количества движения от ударной волны к воде, а значит, и на энергоэффективность,— это сжимаемость воды, которая сильно зависит от содержания в ней газов. Вода в таком движителе всегда насыщена пузырьками с газообразными продуктами детонации предыдущего цикла, а при высокой скорости — еще и кавитационными пузырьками. Сжимаемость пузырьковой среды велика, больше, чем сжимаемость чистого газа. Расчет показывает, что при газосодержании в 20-25% прибавка скорости воды за ударной волной в водоводе может достигать 30-40 м/c.

На рис. 2 показан пример расчета одного цикла (частота циклов 10 Гц) на установившемся режиме работы плоского прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ИДГРД) при набегающем со скоростью 5 м/с потоке воды. Сверху вниз на шести картинках показана эволюция распределения объемной доли. Верхняя и нижняя картинки очень похожи, значит, начальные условия для каждого рабочего цикла хорошо воспроизводятся. К такому же выводу приводит рис. 3, на котором показана расчетная зависимость мгновенной тяги движителя от времени в первых семи рабочих циклах. Повторяемость формы импульсов достигается уже после двух-трех начальных «выстрелов», а средняя тяга в них положительна, то есть направлена против набегающего потока воды. Если разделить значение средней тяги на секундный расход топливной смеси, придем к ключевому показателю энергоэффективности — удельному импульсу тяги. Расчеты показали, что такой прямоточный движитель может иметь удельный импульс на уровне 400 с при начальном давлении топливной смеси в импульсно-детонационной трубке, близком к атмосферному. Это выше, чем у самых современных ракетных двигателей (200-300 с на уровне моря) при очень высоком давлении в их камере сгорания.

Рис. 2. Рабочий цикл прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя при частоте 10 Гц. Красный цвет соответствует газу, синий — воде, а промежуточные цвета — воде с разным объемным газосодержанием. Расчет проведен для половины движителя

Рис. 3. Расчетная зависимость мгновенной тяги прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя от времени при рабочей частоте 10 Гц. Горизонтальная штриховая линия — средняя тяга после нескольких первых циклов

На рис. 4 показана схема экспериментального образца импульсно-детонационного гидрореактивного движителя (ЭО ИДГРД). Как и в расчетной схеме (см. рис. 1), ЭО состоит из импульсно-детонационной трубки и из прямоточного водовода с водозаборным устройством и соплом. Всего создано и испытано шесть ЭО ИДГРД разных конфигураций: пять в бесклапанном исполнении и один с механическим клапаном.

Рис. 4. Схема экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя

Компоненты топлива — горючее (бензин) и окислитель (кислород) — подаются в импульсно-детонационную трубку раздельно. Чтобы исключить преждевременное воспламенение топливной смеси, непосредственно перед ее подачей в трубку кратковременно подается продувочный газ — азот.

Система зажигания состоит из электронного модуля зажигания и двух автомобильных свечей. Система управления включает блок управления и исполнительные устройства — электромагнитные клапаны подачи кислорода и азота, форсунки и модуль зажигания. Программное обеспечение блока управления позволяет задавать интервалы подачи топливных компонентов, продувочного газа и импульса зажигания .

Для организации быстрого перехода горения в детонацию и образования детонационной волны в импульсно-детонационной трубке установлены турбулизаторы-завихрители. Трубка изгибается, так что донорная детонационная волна выходит в сопло водовода соосно (параллельно) потоку воды и, трансформируясь в ударную волну, передает воде запасенное количество движения.

Для проведения огневых испытаний ЭО ИДГРД изготовлен испытательный стенд. Схема испытательного стенда — бассейна с системой создания затопленной струи воды — представлена на рис. 5. Для измерения тяги используется тягоизмерительная рама с датчиком усилия (рис. 6). При обтекании ЭО струей воды без подачи топливных компонентов показания датчика усилия принимаются за ноль, а при работе ЭО датчик измеряет тягу.

Читать еще:  Что такое двигатель селективной сборки

Рис. 6. Экспериментальный образец прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя на тягоизмерительной раме

Фото: Сергей Фролов

Рис. 5. Схема испытательного стенда

Система создания затопленной струи включает мотопомпу, а также приемный и подающий водоводы. Вода засасывается в мотопомпу через приемный водовод и вводится обратно в бассейн в виде затопленной струи через подающий водовод. Выходной диаметр сопла подающего водовода практически совпадает с входным диаметром водозаборного устройства ЭО, так что через него проходит большая часть водяного потока, и лишь небольшая часть обтекает ЭО снаружи. Таким образом, испытания проводятся в условиях, когда внешним гидродинамическим сопротивлением можно пренебречь.

На рис. 7 показаны примеры записей датчика усилия при работе ЭО ИДГРД с частотой 1 и 20 Гц. Экспериментальные записи мгновенной тяги очень похожи на расчетные (см. рис. 3), причем средняя тяга в эксперименте также существенно положительна.

Рис. 7. Измерения мгновенной тяги при работе экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя с частотой 1 Гц (сверху) и 20 Гц (снизу)

На рис. 8 показана итоговая экспериментальная зависимость основного показателя энергоэффективности движителя — удельного импульса тяги — от рабочей частоты для всех испытанных ЭО ИДГРД. Видно, что с увеличением рабочей частоты удельный импульс тяги в среднем снижается от

1000 с при частоте 1 Гц до

300 с при 20 Гц, причем при частоте 10 Гц эксперимент хорошо согласуется с расчетом (см. рис. 3). При этом средняя измеренная тяга возрастает с увеличением рабочей частоты от

10 Н при частоте 1 Гц до

40 Н при частоте 20 Гц. Как и в расчете, при экспериментальном определении тяги и удельного импульса первые рабочие циклы не учитывались. В отдельных сериях испытаний показано, что удельный импульс тяги возрастает с увеличением скорости набегающего потока. Это связано с улучшением наполнения водовода водой перед следующим рабочим циклом. Следует подчеркнуть, что во всех испытаниях начальное давление топливной смеси в импульсно-детонационной трубке было близким к атмосферному .

Рис. 8. Измеренные зависимости удельного импульса тяги экспериментального образца прямоточного импульсно-детонационного гидрореактивного движителя от рабочей частоты (разные значки для разных образцов)

Отдельно отметим низкий уровень шума при работе ИДГРД и практически полное отсутствие вредных веществ в выхлопных газах. Низкий уровень шума связан с быстрым затуханием ударных волн в струе пузырьковой среды, а отсутствие вредных веществ — с использованием детонационного горения топлива, при котором высокотемпературные химические превращения происходят в режиме самовоспламенения с очень большой скоростью и высокой полнотой реакции.

Таким образом, впервые в мире спроектированы, изготовлены и испытаны ЭО движителя нового типа для скоростного водного транспорта — прямоточного ИДГРД с прямым преобразованием химической энергии топлива в движение воды.

Испытания проведены на специально разработанном стенде, позволяющем создавать набегающий поток воды со скоростью до 10 м/с. Для лучших образцов движителя экспериментально получены удельные импульсы тяги на уровне 1400 с при низкой рабочей частоте (1 Гц) и 400 с при высокой рабочей частоте (20 Гц). То есть удельный импульс оказался значительно выше, чем у современных жидкостных ракетных двигателей с высоким давлением в камере сгорания (до 200-300 атм.).

Создание практического ИДГРД должно стать одной из приоритетных задач для отечественного скоростного флота. Но новый движитель может использоваться и на тихоходных судах, особенно на мелководье и в арктических водах, где ледяная шуга вызывает эрозию гребных винтов. Он отличается энергоэффективностью, простотой конструкции, отсутствием видимых ограничений по быстроходности, чистотой выхлопных газов и низкой шумностью. Для него также характерны: простота регулирования тяги за счет изменения рабочей частоты, простота масштабирования тяги за счет укрупнения и/или изменения количества импульсно-детонационных трубок, простота регулирования вектора тяги без использования поворотных рулей, а также способность работать на любом топливе, причем при использовании воздуха в качестве окислителя.

Сергей Фролов, доктор физико-математических наук, Институт химической физики им. Н.Н. Семенова РАН, профессор НИЯУ-МИФИ

(По материалам проекта Минобрнауки «Разработка технологии создания гидрореактивной тяги в водометных двигателях высокоскоростных водных транспортных средств и создание стендового демонстрационного образца гидрореактивного импульсно-детонационного двигателя»).

*О демонстрационном образце ракетного двигателя с детонационным горением, использующем цикл Зельдовича, «Наука» рассказывала в февральском номере.

PDF-версия

  • 32
  • 33
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector