Motor de pistons d'avió: visió general, dispositiu i característiques

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Durant molt de temps, des de finals del segle XIX fins a mitjans del segle XX, el motor d'avió de pistons va continuar sent l'únic motor que proporcionava vols d'avió. I només als anys quaranta del segle passat, va donar pas als motors amb altres principis de funcionament: turborreactor. Però malgrat que els motors de pistons han perdut les seves posicions, no han desaparegut de l'escena.

Aplicacions modernes per a motors alternatius

Actualment, els motors de pistons d'aviació s'utilitzen principalment en avions esportius, així com en avions petits fets per comanda. Una de les principals raons per les quals els motors d'aquest tipus s'utilitzen molt poc és que la relació entre la potència unitària i la massa unitària d'un motor de pistó és significativament menor en comparació amb les turbines de gas. Pel que fa a la velocitat, els motors de pistó no poden competir amb altres motors utilitzats en la indústria aeronàutica. A més, la seva eficiència no supera els 30%.

Tipus de motors d'avions de pistons

Els motors d'avions de pistons difereixen principalment en l'ordre dels cilindres en relació amb el cigonyal. Com a resultat, hi ha un nombre bastant gran de diferents tipus de motors de pistons. Els més utilitzats són els següents:

• motors en forma de V;
• motor radial alternatiu on els cilindres estan disposats en estrella;
• motor boxer, els seus cilindres estan en línia.

motors en V

Són els tipus de motors de combustió interna més famosos i utilitzats a la indústria aeronàutica i no només. El seu nom està associat a la disposició característica dels cilindres en relació amb el cigonyal. Al mateix temps, tenen un nivell d'inclinació diferent entre ells. Pot variar entre 10 i 120 graus. Aquests motors funcionen amb els mateixos principis que altres motors de combustió interna.

Els avantatges dels motors amb una disposició de cilindres en forma de V inclouen la seva relativa compacitat mantenint el rendiment de potència, així com la capacitat d'obtenir un parell decent. El disseny permet aconseguir acceleracions importants de l'eix a causa del fet que la inèrcia creada durant el funcionament és molt superior a la d' altres tipus de motors de combustió interna. En comparació amb altres tipus, aquests es caracteritzen per la menor alçada ilongitud.

Els motors d'aquest tipus tenen una gran rigidesa del cigonyal. Això proporciona una major resistència estructural, que augmenta la vida útil de tot el motor. Les freqüències de funcionament d'aquests motors difereixen en grans rangs. Això us permet guanyar impuls ràpidament, així com treballar de manera constant en modes límit.

Els desavantatges dels motors d'avions de pistons amb un motor en V inclouen la complexitat del seu disseny. Com a resultat, són molt més cars que altres tipus. A més, es diferencien en una amplada força gran del motor. A més, els motors en forma de V es caracteritzen per un alt nivell de vibració, dificultats d'equilibri. Això porta al fet que cal ponderar especialment les seves diferents parts.

Motor de pistons radials d'avió

En l'actualitat, els motors de pistons radials tornen a ser demandats a l'aviació. S'utilitzen activament en models d'avions esportius o en aquells fets per encàrrec. Tots ells són de mida petita. El dispositiu d'un motor de pistons d'aviació de tipus radial, a diferència d' altres motors, rau en el fet que els seus cilindres es troben al voltant del cigonyal en angles iguals, com els raigs radials (asteriscs). Això li va donar el nom: en forma d'estrella. Aquests motors estan equipats amb un sistema d'escapament que divergeix en feixos radials. A més, un motor d'aquest tipus pot tenir diverses estrelles - compartiments. Això és possible a causa del fet que la longitud del cigonyal augmenta. Per regla general, els motors radials es fabriquen amb un nombre imparell de cilindres. Això permet que s'apliqui una espurna al cilindreun. Però també fabriquen motors radials amb un nombre parell de cilindres, però el seu nombre ha de ser superior a dos.

El major desavantatge dels motors radials és la possibilitat que l'oli penetri als cilindres inferiors del motor quan l'avió està estacionat. Aquest problema sovint condueix a l'aparició d'un cop d'ariet instantani, que provoca l'avaria de tot el mecanisme de manivela. Per evitar aquests problemes abans d'arrencar el motor, cal una comprovació constant de l'estat dels cilindres inferiors per assegurar-se que no hi ha penetració d'oli.

Els avantatges dels motors radials inclouen la seva petita mida, facilitat d'operació i potència decent. Normalment s'instal·len en aeromodels esportius.

Motor de pistó d'avió oposat

En l'actualitat, els motors d'avions boxer comencen a experimentar el seu renaixement. A causa del fet que són de mida petita i de pes relativament lleuger, es col·loquen en avions esportius lleugers. Són capaços de desenvolupar prou potència i proporcionar velocitats molt altes.

Els motors Boxer tenen diversos tipus de dissenys:

1. Motor fabricat segons el mètode "boxer" (Subaru). En aquests motors, els pistons dels cilindres situats un davant de l' altre es mouen de manera equidistant. Això resulta en un al punt mort superior i l' altre al punt mort inferior cada cicle.

2. motors,equipat amb un dispositiu OROS (Opposed Piston Opposed Cylinder). En aquests motors, els cilindres es troben horitzontalment en relació amb el cigonyal. Cadascun d'ells conté dos pistons, que es mouen l'un cap a l' altre durant el funcionament. El pistó més llunyà està connectat al cigonyal mitjançant una biela especial.

3. Un motor fet sobre la base del principi aplicat al motor soviètic 5TDF. En aquest tipus de producte, els pistons es mouen un cap a l' altre, treballant per parells en cada cilindre individual. Quan els dos pistons arriben al punt mort superior, s'injecta combustible entre ells. Els motors d'aquesta varietat poden funcionar amb diversos tipus de combustible, des de querosè fins a gasolina. Per augmentar la potència dels motors boxer, es subministren un turbocompressor.

El principal avantatge dels motors boxer és la compacitat, les dimensions reduïdes. Es poden utilitzar en avions molt petits. El seu poder és bastant alt. Ara s'utilitzen cada cop més en avions esportius.

El principal desavantatge és l'elevat consum de combustible i sobretot l'oli de motor. En relació als motors d' altres tipus, els motors boxer consumeixen el doble de combustible i lubricants. Requereixen canvis d'oli constants.

Motors d'avions moderns

Els motors d'avions de pistons moderns són sistemes molt complexos. Estan equipades amb unitats i conjunts moderns. El seu treball és proporcionat i controlat per sistemes i dispositius moderns. A causa de l'aplicaciótecnologia avançada, el pes característic del motor es redueix significativament. Les seves capacitats han augmentat, fet que contribueix al seu ús generalitzat en l'aviació de motor lleuger i esportiu.

Olis d'aviació

El petroli dels motors d'avions alternatius funciona en condicions força difícils. Es tracta de temperatures elevades a les zones dels anells dels pistons, a les parts internes dels pistons, a les vàlvules i altres components. Per tant, per garantir el funcionament d' alta qualitat del motor en condicions de temperatures, pressions i càrregues importants, utilitzen olis d' alta viscositat, que se sotmeten a una neteja especial. Han de tenir una alta lubricitat, romandre neutres als metalls i altres materials estructurals del motor. Els olis d'aviació per a motors de pistons han de ser resistents a l'oxidació quan s'exposen a altes temperatures, per no perdre les seves propietats durant l'emmagatzematge.

Motors d'avions de pistons domèstics

La història de la producció de motors de pistó a Rússia comença el 1910. La producció en sèrie va començar durant la Primera Guerra Mundial. A la Unió Soviètica, el 1922 es van començar a crear motors d'avions de pistons soviètics de disseny propi. Amb el creixement de la producció industrial, inclosa l'aviació, el país va començar a produir en massa motors de pistó de 4 fabricants. Aquests eren els motors de V. Klimov, A. Shvetsov, planta número 29, A. Mikulin.

Després de la guerra, comença el procés de modernització de l'aviació de l'URSS. Es dissenyen i construeixen motors d'avions per a avions nous. El reactiuconstrucció d'avions. El 1947, tots els avions militars que operaven a altes velocitats van passar a la propulsió a reacció. Els motors d'avions de pistó només s'utilitzen en avions d'entrenament, esportius, de passatgers i de transport militar.

El motor d'avió de pistons més gran

El motor d'avió de pistons més potent es va crear als EUA el 1943. Es deia Lycoming XR-7755. Era un motor de trenta-sis cilindres. El seu volum de treball era de 127 litres. Va ser capaç de desenvolupar una potència de 5000 cavalls de força. Dissenyat per a l'avió Convair B-36. Tanmateix, la sèrie no va sortir. Es va crear en dues còpies, com a prototips.