книги из ГПНТБ / Крученок И.Л. Авиационный двигатель М-14В26

Амплитуда колебаний зависит от затяжки пружины клапана, вяз­ кости масла, числа оборотов коленчатого вала двигателя и в от­ дельных случаях равна ходу клапана. В результате колебаний происходит ступенчатый износ граней редукционного капана, что и приводит к его заеданию.

Ступенчатый износ граней и последующее заедание редукцион­ ного клапана могут быть вызваны также перекосом пружины кла­ пана из-за потери ее устойчивости (вследствие большого отношения длины пружины к ее диаметру — около 4). Перекос пружины вызы­ вает перекос клапана, что создает большие местные давления на концевых участках золотника. Кроме того, перекос пружины, защем­ ляя клапан, не дает ему проворачиваться вокруг своей оси, усили­ вая этим местный износ клапана. При перекосе клапана выжимает­ ся смазка из-под его граней, что еще больше усиливает износ кла­ пана и приводит к схватыванию материала золотника с материалом бронзового седла. Действительно, на редукционном клапане неод­ нократно обнаруживались следы наволакивания бронзы его седла.

Таким образом, основными недостатками редукционного клапа­ на, нарушающими его нормальную работу, являются вынужденные высокочастотные колебания клапана в седле вследствие пульсаций давления масла, а также перекос пружины клапана из-за потери ее устойчивости. Кроме того, необходимо иметь в виду, что заедание редукционного клапана в открытом положении может быть вызва­ но попаданием под тарелку клапана или в зазор между клапаном и седлом твердых частиц из системы двигателя;

з) недостаточный подогрев масла в баке перед запуском дви­ гателя;

и) воздушная пробка в трубопроводе подвода масла к насосу МН-14А или закупорка дренажной трубки маслобака. В этом слу­ чае падение давления масла наблюдается сразу после запуска двигателя.

Как правило, неисправность— падение давления масла на вхо­ де в двигатель ■— может быть устранена без снятия двигателя или агрегатов системы смазки с вертолета. Однако необходимо убе­ диться в исправности прибора ЭМИ-ЗКИ. Причинами отказа при­ бора могут быть; отсоединение прибора от источника питания, сме­ щение стрелки по шкале прибора или заедание стрелки. В первом и последнем случаях стрелка прибора остается неподвижной при резком изменении оборотов коленчатого вала двигателя, чего не должно быть при исправном приборе.

В зависимости от причины, вызвавшей неисправность, падение давления масла на входе в двигатель может быть устранено следую­ щими способами:

промывкой маслофильтров или маслорадиатора; устранением негерметичности соединений на линии маслобак —

насос МН-14А; дозаправкой маслом бака;

удалением из системы переразжиженного масла и заправкой в систему свежего масла;

201

регулировкой редукционного клапана маслонасоса МН-14А; тщательным подогревом масла в баке перед запуском двигателя

при низких температурах наружного воздуха; удалением воздушной пробки из магистрали подвода масла к

насосу МН-14А; прочисткой дренажной трубки маслобака.

Если же установлено, что причиной падения давления масла явилось заедание редукционного клапана в открытом положении из-за схватывания материала клапана с материалом седла, необхо­ димо заменить маслонасос МН-14А. Если же принятыми мероприя­ тиями неисправность устранить не удается, двигатель досрочно сни­ мается с эксплуатации и направляется на разработку в ремонтное предприятие, так как в этом случае наиболее вероятной причиной падения давления масла, видимо, является повышенный износ под­ шипников или маслоуплотнительных колец двигателя. Причем пос­ леднее, как правило, сопровождается отложением металлической стружки (стальной, бронзовой или алюминиевой) на маслофильт­

внешних нарушений в работе двигателя и определяется только пос­ ле полета при проверке уровня масла в баке. С другой стороны, неисправность может привести к тряске двигателя, падению давле­ ния масла и изменению окраски выхлопных газов (появляется бе­ лый дым на выхлопе).

Причинами повышенного расхода масла могут быть:

а) появление утечек масла во внешних соединениях маслопрово­ дов, картера двигателя и агрегатов системы смазки. Места утечек определяются при осмотре силовой установки вертолета после по­ лета по наличию следов подтекания масла. При обнаружении негерметичности соединений маслопроводов или следов подтекания мас­ ла из-под фланцев агрегатов неисправность устраняется путем под­ тяжки гаек, замены уплотнительных прокладок и колец. Если будет заметно подтекание масла из внешних соединений картера двигате­ ля или из-за появления трещины в картере, двигатель досрочно сни­ мается с эксплуатации и направляется на ремонтное предприятие;

б) выброс масла из системы суфлирования. Как и в первом слу­ чае, при выбросе масла из системы внешних нарушений в работе двигателя не наблюдается и лишь через некоторое время может быть замечено падение давления масла на входе в двигатель из-за уменьшения уровня в маслобаке;

в) интенсивное проникновение масла в камеры сгорания цилинд­ ров из-за повышенного износа поршневых колец или направляющих втулок клапанов механизма газораспределения и нарушения уплот­ нения,валика крыльчатки. Попавшее в камеры сгорания цилиндров масло может вызывать замасливание электродов запальных свеч, что приводит к ухудшению работы или отказу свеч в одном или не­ скольких цилиндрах. Последнее вызывает тряску при работе двига­ теля. Кроме того, масло, проникшее в камеры сгорания цилиндров,

202

сгорает и выносится вместе с выхлопными газами, что изменяет их окраску. При сгорании масла также образуется много нагара, кото­ рый, оседая на поршне, кольцах и стенках цилиндров, может выз­ вать перегрев головок цилиндров.

При наличии признаков интенсивного проникновения масла в камеры сгорания цилиндров истинную причину неисправности мож­ но определить следующим образом:

определить на ощупь плохо работающий цилиндр; снять впускную трубу этого цилиндра;

осмотреть внутренние поверхности трубы. Если она замаслена на всем протяжении, можно сделать вывод, что произошло наруше­ ние уплотнения валика крыльчатки нагнетателя. Если труба за­ маслена изнутри только в зоне крепления к цилиндру, то вероят­ нее всего произошел износ направляющей втулки клапана выпуска и надо менять цилиндр. Если труба изнутри не замаслена, то

и з - з а п л о х о й о т к а ч к и м а с л а из к а р т е р а д в и г а т е - л я. Как правило, неисправность сопровождается повышением тем­ пературы масла и последующим падением давления масла на входе

вдвигатель, двигатель дымит. Неисправность чаще всего возникает

восенне-зимний и весенний периоды эксплуатации. Причинами неисправности являются:

а) наличие воды в масле. Попадание воды в масло возможно

при заправке маслобака в дождь или снег из-за несоблюдения пред­ осторожности. Вода, попавшая в масло, внутри двигателя закипает и приводит к вспениванию масла, вследствие чего откачивающая секция маслонасоса не успевает откачать все масло из картера дви­ гателя из-за увеличения его объема. Для устранения этой причины неисправности необходимо заменить все масло в системе двигателя. Для удаления всего масла из системы, кроме открытия сливных кранов, рекомендуется также провернуть коленчатый вал двигателя на несколько оборотов с помощью ключа, вставляемого в валик привода осевого вентилятора;

б) засорение фильтра маслоотстойника нагаром. Оно возможно в том случае, если фильтр долгое время не промывался или если в систему смазки попало большое количество растворителя смол (на­ пример, бензина при разжижении масла). Поэтому после первого разжижения масла бензином в начале осенне-зимнего периода эк­ сплуатации рекомендуется слить разжиженное масло и осмотреть состояние маслофильтров двигателя;

в) частичная закупорка или заморозка сот маслорадиатора. В этом случае масло поступает в бак, минуя радиатор, через пере­ пускной предохранительный клапан под давлением 4 кГ/см2 и силь­ но вспенивается. Если в полете будет замечено непрерывное повы­ шение температуры масла при открытых створках капота, значит произошло застывание масла в сотах маслорадиатора; необходимо снизить режим работы двигателя и прикрыть на некоторое время

203

створки капота (не допуская чрезмерного увеличения температу­ ры головок цилиндров) для размораживания маслорадиатора. Пос­ ле размораживания радиатора установить створки охлаждения в требуемое положение и вывести двигатель на требуемый режим ра­ боты. Если принятыми мерами не удается снизить температуру мас­ ла в баке, произвести вынужденную посадку.

4. О т с у т с т в у е т д а в л е н и е м а с л а на в ы х о д е из д о п о л н и т е л ь н о г о н а с о с а НР-14В (загорелось световое табло с соответствующей надписью на центральном пульте). Неис­ правность возникает при запуске двигателя и свидетельствует о наличии воздушной пробки в системе подвода масла к насосу.

Для устранения неисправности следует растормозить несущие винты, включить жесткое сцепление комбинированной муфты двига­ теля и отсоединить шланг подвода масла к насосу (со стороны маслоотстойника), а также шланг отвода масла от насоса. Проворачи­ вая специальным ключом (через валик привода вентилятора) коленчатый вал двигателя, залить в шланг подвода масло МК-22 или МС-20. При появлении масла на выходе из насоса установить шланги на место, выключить комбинированную муфту двигателя и повторить запуск.

ВОПРОСЫ Д Л Я ПОВТОРЕНИЯ и САМОКОНТРОЛЯ

1.Сформулировать назначение системы смазки.

2.Перечислить и охарактеризовать виды трения.

3.Что называется динамической и кинематической вязкостью?

4.Что такое маслянистость масла?

5.Какой тип трения скольжения наиболее благоприятен для трущихся деталей?

6.Перечислить применяемые в двигателе способы смазки трущихся поверх­ ностей (привести примеры).

7.Какие масла применяются в системе смазки двигателя? Можно ли их смешивать между собой?

8. Перечислить требования, предъявляемые к маслу и к системе смазки

вцелом.

9.К какому типу относится маслосистема двигателя?

10.Объяснить циркуляцию масла в двигателе.

11.Перечислить агрегаты системы смазки и сформулировать их назначение.

12.Как работает система смазки на неработающем двигателе в одномотор­ ном полете?

13.Перечислить приборы контроля за работой системы смазки и указать допустимые значения замеряемых параметров.

14.Что такое суфлирование двигателя и почему оно необходимо?

15.Что предусмотрено конструкцией суфлера и двигателя для исключения выброса масла в атмосферу?

16.Объяснить конструкцию маслонасоса МН-14А и его работу.

17.Как подсчитать производительность маслонасоса?

18.Указать назначение обратного клапана маслонасоса МН-14А.

19.Почему производительность нагнетающей секции маслонасоса МН-14А превышает потребную прокачку масла через двигатель?

20.Почему производительность откачивающей секции маслонасоса МН-14А выше, чем у нагнетающей секции? За счет чего это достигается?

21. Как в маслонасосах устраняется расклинивание осей зубчатых колес?

22.Объяснить конструкцию и работу маслонасоса МН-14В.

23.Сформулировать назначение редукционных клапанов маслонасоса.

204

24. Объяснить работу редукционных клапанов при изменении оборотов ко­ ленчатого вала двигателя, высоты полета и вязкости масла. Перечислить силы, действующие на клапаны.

25.Что такое кавитация масла и когда она наступает?

26.Как влияет появление кавитации на давление и количество масла, посту­

пающего в двигатель?

27.Указать причины уменьшения или увеличения вязкости масла.

28.Из каких соображений устанавливаются значения минимальной- и мак­ симальной температуры масла?

29.Объяснить назначение и конструкцию маслоотстойника двигателя.

вдвигатель?

32.Каков порядок регулировки давления масла на входе в двигатель?

33.С какой целью и когда применяется разжижение масла бензином?

34.Объяснить устройство системы разжижения масла бензином.

35.Указать порядок разжижения масла бензином.

36.Какие преимущества в эксплуатации достигаются за счет применения

разжижения масла бензином?

37.Перечислить и объяснить особенности эксплуатации двигателя на раз­ жиженном масле.

38.Объяснить порядок проверки герметичности и производительности крана

ЖР-3.

39.Какие причины могут привести к падению давления масла на входе в

главную масломагистраль двигателя?

40.Каковы последствия падения давления масла в системе двигателя?

41.Каков характер изменения давления масла на выходе из насоса МН-14А

взависимости от оборотов коленчатого вала двигателя, если произойдет заеда­

ние редукционного клапана?

42.По каким причинам возможно заедание редукционного клапана масло-

насоса?

43.Как устранить уменьшение давления масла на входе в двигатель?

44.Указать признаки повышенного расхода масла в двигателе.

45.Как определить истинную причину неисправности при повышенном рас­

ходе масла?

46.Перечислить причины выброса масла из системы суфлирования.

47.Как предотвратить выброс масла из системы суфлирования?

48.Указать причины отсутствия давления масла на выходе из насоса НР-14В. Как определить и устранить эту неисправность?

49.Какие детали отбраковываются при ремонте маслонасосов?

Глава X

СИСТЕМА ТОПЛИВОПИТАНИЯ

Система топливопитания обеспечивает подачу топлива в цилинд­ ры (через нагнетатель) в количествах, необходимых для поддержа­ ния устойчивой работы двигателя на всех режимах и при любых параметрах окружающей среды.

В настоящее время на авиационных поршневых двигателях лег­ кого топлива применяются системы топливопитания двух типов: система с внешним смесеобразованием, когда топливо с воздухом перемешивается еще до поступления его в цилиндры, и система с внутренним смесеобразованием, когда топливо с воздухом переме­ шивается в цилиндрах. Неотъемлемой частью систем с внешним

205

смесеобразованием является карбюратор, установленный за возду­ хосборником двигателя и обеспечивающий подачу топлива или уже частично приготовленной смеси во всасывающий тракт двигателя. Неотъемлемой частью системы с внутренним смесеобразованием является насос непосредственного впрыска, получающий привод от двигателя и обеспечивающий впрыск топлива под большим давле­ нием через форсунки в цилиндры двигателя в начале такта всасы­ вания.

Система топливопитания двигателя М-14В26 выполнена с внеш­ ним смесеобразованием.

СРАВН И ТЕЛ ЬН АЯ ОЦЕНКА ПОРШ НЕВЫ Х АВИ АДВИ ГАТЕЛ ЕЙ

СВНУТРЕННИМ И ВНЕШНИМ СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕМ

Внастоящее время для поршневых авиадвигателей более пер­ спективно применение системы топливопитания с внутренним сме­ сеобразованием. Однако выбор типа системы топливопитания за­ висит от конкретных особенностей двигателя. В этом можно убе­ диться,производя сравнительную оценку двигателей с внутренним

ивнешним смесеобразованием с учетом конкретных особенностей

двигателя М-14В26.

1. Основным эксплуатационным недостатком двигателей с внеш­ ним смесеобразованием является отложение смол из топливо-воз­ душной смеси во всасывающем тракте двигателя. Этот недостаток может привести к зависанию в открытом положении клапанов впус­ ка, тряске двигателя, уменьшению его мощности я ухудшению эко­ номичности. Кроме того, значительно усложняется техническое обслуживание двигателя, так как требуется периодическая гонка двигателя на смеси бензина с жидкостью МПК (маслопоглотитель­ ной каменноугольной) для удаления смол из всасывающего тракта.

Доказано, что основной причиной отложения смол во всасываю­ щем тракте является наличие в некоторых бензинах большого ко­ личества непредельных углеводородов, склонных при повышении температуры я давления к полимеризации. Бензин СБ-78, применя­ емый при эксплуатации двигателей М-14В26, содержит допустимое количество непредельных углеводородов. Кроме того, давление и температура смеси на выходе из нагнетателя двигателя М-14В26 поддерживаются небольшими. Поэтому указанный недостаток внешнего смесеобразования для двигателя М-14В26 не имеет реша­ ющего значения при выборе типа системы топливопитания.

2. При прочих равных условиях двигатели с внешним смесеоб­ разованием имеют меньшую индикаторную мощность, чем двигате­ ли с внутренним смесеобразованием. Объясняется это тем, что в двигателях с внутренним смесеобразованием можно увеличить угол перекрытия клапанов впуска и выпуска, что способствует лучшей продувке цилиндров от остаточных газов и увеличению весового заряда цилиндров рабочим телом. Увеличение угла перекрытия кла­ панов возможно без дополнительных потерь топлива в окружаю­ щую среду, так как при непосредственном впрыске топливо посту­

206

пает в цилиндры уже после закрытия клапанов выпуска. Однако в маломощных двигателях прирост индикаторной мощности за счет увеличения угла перекрытия клапанов не компенсирует потерь, за­ трачиваемых на привод в действие насоса непосредственно впрыс­ ка, вследствие чего для двигателя М-14В26 более рационально при­ менение системы топливопитания с внешним смесеобразованием.

3. При прочих равных условиях двигатели с внешним смесеоб­ разованием более склонны к детонации и поэтому должны работать на топливе с большим октановым числом. Это объясняется тем, что при движении топливо-воздушной смеси по всасывающему тракту двигателя возможно перераспределение ее состава и последующее переобеднение смеси в некоторых цилиндрах. Последнее приводит к перегреву этих цилиндров, что и является в отдельных случаях при­ чиной возникновения в них детонационного сгорания. В современ­ ных условиях имеются простые и надежные средства повышения антидетонационных свойств бензинов. С другой стороны, для воз­ никновения детонации, кроме повышения температуры смеси, необ­ ходимо также значительное увеличение ее давления в конце такта сжатия. Последнее нехарактерно для двигателя М-14В26, посколь­ ку он имеет небольшую степень сжатия и невысокое давление сме­ си на выходе из нагнетателя. Поэтому двигатель М-14В26 не скло­ нен к детонации и при внешнем смесеобразовании и при невысоком октановом числе топлива.

4. Системы топливопитания с внешним смесеобразованием обла­ дают следующими положительными качествами: простота и не­ большая стоимость изготовления; нечувствительность к паровоз­ душным пробкам; хорошая технологичность в эксплуатации. Эти качества и предопределили выбор типа системы топливопитания для двигателя М-14В26.

ТРЕБОВАНИЯ, П РЕДЪ ЯВЛ ЯЕМ Ы Е К СИСТЕМЕ

К системе топливопитания предъявляются следующие требо­ вания:

1.Система должна обеспечивать оптимальные условия работы, т. е. осуществлять такой закон подачи топлива в цилиндры, при котором гарантируется наивыгоднейшее протекание характеристик двигателя. При установке элементов управления двигателем в по­ ложения, соответствующие крейсерским режимам работы, должен обеспечиваться возможно меньший расход топлива. В случае не­ правильной дозировки топлива не только ухудшается экономич­ ность двигателя, но из-за чрезмерного обогащения или обеднения смеси двигатель может работать неустойчиво, неравномерно или даже заглохнуть.

2.Система должна обеспечивать тщательное распыление, испа­ рение и равномерное перемешивание топлива с воздухом на всех режимах работы, при всех возможных положениях вертолета и

особенно на режиме малого газа, при больших высотах полета, а также на переходных режимах, т. е. при увеличении или уменыпе-

207

нии оборотов коленчатого вала двигателя. Неравномерность соста­ ва смеси по цилиндрам или неоднородность смеси по объему каме­ ры сгорания одного цилиндра ухудшает экономичность, уменьшает мощность двигателя и может вызвать его тряску.

3.Система должна обеспечивать легкий запуск двигателя при любых атмосферных условиях.

4.Система должна способствовать хорошей приемистости, т. е.

возможности быстрого перевода двигателя с режима малого газа на взлетный или номинальный режим и обратно.

5. Система должна обеспечивать нормальную работу двигателя на повышенных режимах, насколько это возможно без опасности его повреждения. При этом не должно быть повышения температу­ ры головок цилиндров сверх допустимого значения.

6. Изменение подачи топлива в зависимости от режима работы двигателя, а также поддержание установленной подачи топлива на данном режиме работы при всех условиях полета должно осущест­ вляться по возможности автоматически, без усложнений управле­ ния двигателем.

7. Хорошая доступность ко всем элементам системы, требую­ щим регулировки и периодического технического обслуживания. Несложным также должен быть процесс замены агрегатов системы.

8.Малый вес и габариты агрегатов системы.

9.Простота конструкции, надежность в эксплуатации и безо­ пасность в пожарном отношении.

Система топливопитания двигателя М-14В26 в основном удов­ летворяет перечисленным выше требованиям.

СХЕМА ПИТАНИЯ Д ВИ ГА ТЕ Л Я ТОПЛИВОМ

Принципиальная схема системы топливопитания двигателя М-14В26 показана на рис. 114.

Система состоит из трех мягких бензобаков (двух передних и одного заднего) и магистралей: заправки баков под давлением, дре­ нажа баков, запуска двигателей, питания двигателей на режимной работе.

Бензобаки имеют общую емкость 630±15 л. Задний бензобак установлен в центроплане вертолета за редуктором, а передние бен­ зобаки —■в верхней части фюзеляжа вертолета между шпангоута­ ми № 4 и 5. Между собой бензобаки соединены двумя трубопрово­ дами 8. Задний бак имеет горловину 1, через которую можно за­ правлять баки топливом с помощью заправочного пистолета.

Заправку топливных баков можно производить также под давле­ нием с помощью наземного топливного насоса (централизованная заправка). При заправке под давлением внешняя магистраль под­ соединяется к штуцеру 3, который расположен на левом борту фю­ зеляжа вертолета. Магистраль заправки под давлением включает в себя агрегат заправки 4 с фильтром, перекрывным и сливными кра­ нами, трубопровод 5 и клапан уровня 6. Клапан уровня поплавко­ вого типа установлен в заднем баке. При полном заполнении баков

208

Рис. 114. Принципиальная схема системы топливопитания:

топливом -поплавок всплывает и клапан перекрывает доступ топлива из трубопровода 5 в задний бак.

К магистрали дренажа баков относятся два трубопровода 9. Один дренажный трубопровод соединяет правый передний бензо­ бак с задним бензобаком и выведен выходным отверстием на левый борт вертолета в передний обтекатель. Второй дренажный трубо­ провод соединяет левый передний бензобак с задним бензобаком и выведен выходным отверстием на правый борт вертолета в задний обтекатель.

Магистраль запуска двигателей состоит из трубопроводов, двух заливочных шприцев 23 и 24, заливочных форсунок, баллонов с эжекторами. Работа и устройство основных элементов магистрали запуска подробно изложены в гл. XII.

В магистраль питания двигателей на режимной работе входят такие элементы:

фильтр-отстойник 11, в корпусе которого установлены два обратных клапана 28, перекрывной 26 и сливной 25 краны; пожар­ ные краны 12 с электромеханизмами ЭПВ-150М, приводимыми в действие переключателями из кабины пилотов;

трубопроводы 14 питания левого и правого двигателей; бензонасосы 15 подкачки топлива из баков к карбюраторам; карбюраторы 18 левого и правого двигателей.

Кроме того, в магистрали питания топливом правого двигателя предусмотрен перекрывной кран 13 отбора топлива к бензообогре­ вателю 2140.

209

мешанное с воздухом, подается во входной клапан двигателя, при­ чем карбюратор обеспечивает приготовление топливо-воздушной смеси требуемого состава в зависимости от режима работы двига­ теля.

Состав смеси, приготовляемой карбюратором, характеризуется коэффициентом избытка воздуха.

Выбор требуемого состава топливо-воздушной смеси для того или иного режима работы двигателя производится из следующих соображений (рис. 115).

При работе двигателя на режиме малого газа смесь должна обогащаться до значений а^0,5ч-0,6. Это способствует лучшей воспламеняемости смеси, так как при меньшей подаче топлива вследствие плохой его испаряемости возможно переобеднение сме­ си в камерах сгорания цилиндров. Кроме того, обогащение смеси на режиме малого газа обеспечивает надежный и быстрый переход двигателя на более высокие режимы, т. е. обеспечивает хорошую приемистость двигателя.

Относительно бедные смеси с коэффициентом а = 0,8-1-0,95 до­ пустимы на средних режимах работы. При этом достигается наи­ меньший удельный расход топлива, а температура головок цилинд­ ров не превышает допустимую величину вследствие относительно небольшого числа циклов в единицу времени.

При переходе двигателя на повышенные режимы (номинальный и взлетный) необходимо обогащение смеси до значений а = 0,7ч-0,8. В противном случае вследствие увеличения числа циклов в едини­ цу времени возможно чрезмерное повышение температуры головок цилиндров.

Кроме указанных коэффициентов избытка воздуха, работа системы топливопитания характеризуется такими данными:

часовой расход топлива при полете вертолета Ка-26 на экономи­ ческой скорости составляет 90—100 кГ/ч на два двигателя;

километровый расход топлива при полете вертолета Ка-26 на наивыгоднейшей скорости находится в пределах 0,85—1,05 кГ/км на два двигателя;

аварийный остаток топлива равен 53 ±5 л.

210