Выхлопные коллекторы рядных моторов

Коллектор рядного мотора (рис.6.15) состоит из выхлопных патрубков о, число которых равно числу выхлопных окон, собственно коллектора 6 и отводящей трубы е. Площадь сечения выхлопного патрубка равна площади выхлопного окна мотора.

Коллектор имеет по своей длине переменное сечение, увеличивающееся по мере подключения к нему цилиндров. Конусность коллектора оканчивается за местом присоединения последнего цилиндра.

Для получения минимальных гидравлических сопротивлений выхлопные патрубки, подводящие газы от выхлопных окон цилиндров к коллектору, должны иметь такую кривизну, чтобы газы входили в коллектор под углом не больше 45°, а закругления в месте пересечения патрубка с коллектором должны иметь радиус не меньше 12—15 мм.

Все сказанное выше о величине площади сечения коллектора звездообразного двигателя, о креплении и отводе выхлопной трубы целиком применимо и для коллекторов рядных двигателей.

Для уменьшения противодавления на выхлопе, а также с целью упрощения, выхлопной системы выхлопные патрубки часто ставят отдельно на каждое выхлопное окно. На рис.6.16 показаны одинарный и двойной выхлопные патрубки рядного мотора.

Расположение коллектора в капоте

При установке выхлопного коллектора в капоте необходимо предусмотреть зазоры 12—15 мм между коллектором и капотом во избежание повреждения последнего от высоких температур.

Между коллектором и деревянными частями самолета должны быть зазоры не меньше 100 мм.

В капоте, вследствие плохого обдува, наиболее страдают от высокой температуры магнето и электропроводка. Коллектор должен быть расположен так, чтобы ни при каких случаях температура в местах расположения системы зажигания не превышала 115°. Зазоры между коллектором и электропроводкой должны быть не менее 20 мм. Коллектор нельзя располагать вблизи бензонасоса. Бензопроводы должны проходить также возможно дальше от коллектора.

Выхлопные коллекторы должны обдуваться по всей длине.

Выхлопное отверстие следует располагать с той стороны фюзеляжа, по отношению к которой лопасти винта движутся сверху вниз; в противном случае будет заброс выхлопных газов закрученной струей винта в кабину пилота.

Отвод выхлопных газов в атмосферу нельзя делать вблизи слива бензина из баков, перед впускным отверстием в карбюратор, перед радиаторами и маслоохладителями.

Место выхлопа газов должно удовлетворять требованиям пожарной безопасности.

Глушители

Основными источниками шума самолета являются мотор и винт, причем наибольшая часть шума мотора падает на долю выхлопа.

Для того чтобы уменьшить шум самолета, употребляются различные средства, воздействующие на те или иные источники шума самолета. В частности, для уменьшения шума выхлопа применяются глушители, которые устанавливаются вместо выхлопных патрубков. Постановка глушителей имеет смысл для высотных дальних бомбардировщиков.

Глушители могут быть осуществлены двумя способами: 1) путем уменьшения колебаний давления выхлопа за счет постепенного расширения газов на пути их движения от выхлопного окна к выходу; 2) путем помещения в выхлопные коллекторы звуковых фильтров, пропускающих только плохо воспринимаемые ухом колебания.

Глушители первого типа представляют собой лабиринтные камеры, решетки, воронки, вызывающие постепенное расширение газов на пути их движения к выходу. Для того чтобы такой глушитель дал сколько-нибудь заметный эффект, он должен значительно поднять противодавление на выхлопе двигателя; при этом последний теряет до 7% мощности. Вследствие этого такие глушители в авиации распространения не получили.

В авиации применяются глушители второго типа, основанные на принципе акустических фильтров и почти не создающие противодавления на выхлопе.

На рис 6.17 представлен глушитель RAE (Англия), который состоит из двух секций, отделенных одна от другой конической перегородкой. Каждая секция глушителя состоит из низкочастотного и высокочастотного фильтров.

Высокочастотный фильтр состоит из центральной трубы, окруженной трубой большего диаметра. Пространство, образованное трубами, разделено перегородками на ряд кольцевых камер а. В обеих трубах просверлен ряд отверстий, расположенных на равном расстоянии друг от друга.

В качестве низкочастотного фильтра служит внутренняя полость б каждой секции.

Этот глушитель на расстоянии 15 м уменьшает шум на 25 децибелов (для оценки этой величины укажем, что разговор обычным голосом имеет громкость около 50 децибелов). Противодавление, создаваемое глушителем на выхлопе двигателя, равно 1000 мм вод.ст. Вес Глушителя около 17 кг.

На рис 6.18 показан глушитель Воукз (Англия). В этом глушителе выхлопные газы поступают в камеру а, имеющую форму трубки Вентури, и проходя по ней, расширяются. Затем большая часть газов протекает вдоль отражателя 6, стоящего в конце камеры, и проходит вдоль наружной стенки камеры а. Часть газов проходит в следующую камеру через отверстие в центре отражателя; газы, протекающие обратно и расширяющиеся на пути, опять засасываются в камеру инжекционным действием вновь поступающих газов. Из последней камеры газы выходят через небольшое сопло в хвостовую часть глушителя и оттуда наружу.

В глушителе таких звеньев может быть произвольное число, причем их взаимное расположение может быть разнообразным; например, звенья могут быть расположены в коллекторном кольце звездообразного двигателя.

Глушитель Вокез уменьшает шум на 20÷23 децибела на расстоянии 15 м; противодавление на выхлопе двигателя равно 200—250 мм вод. ст.

Необходимо отметить, что в связи с развитием выхлопных реактивных патрубков применение глушителей отодвигается на второй план.