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

матора, плавно возрастает от нулевого до максимального значения и исчезает, попеременно меняя направления. Этот поток называется о с н о в н ы м м а г н и т н ы м по т о ко м Ф0. За один оборот ротора основной магнитный поток 4 раза принимает максимальное значе­ ние и четырежды он равен нулю. Из рис. 134 видно, что нулевые значения потока Ф0 смещены на некоторый угол (З= 2ч-3° по на­ правлению вращения ротора от нейтральных положений Б и Г. Со­ ответствующий сдвиг имеют и максимальные значения Ф0, что -объясняется явлением г и с т е р е з и с а , т. е. отставанием изменения магнитного потока в намагничиваемом теле по сравнению с изме­ нением магнитного потока, вызвавшем это намагничивание.

В результате изменения основного магнитного потока в обмот­ ках трансформатора индуктируется переменная электродвижущая ■сила (з. д. с.), величина которой зависит от числа витков обмоток и числа оборотов ротора.

П ри п о с т о я н н о р а з о м к н у т о й п е р в и ч н о й ц е п и

•величина э. д. с. в обмотках трасформатора не будет превышать 40—60 8 в первичной обмотке и 1500—2000 в во вторичной обмотке. Такая величина э. д. с. в цепи высокого напряжения недостаточна для образования устойчивого разряда между электродами свечи и воспламенения рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Для увели­ чения э. д. с. в цепи высокого напряжения в магнето предусмотре­ но периодическое замыкание и размыкание первичной цепи с по­ мощью прерывателя.

Если первичная цепь замкнута, то под действием э. д. с. в ней течет переменный ток i, который создает вокруг ее витков и, сле­ довательно, в сердечнике трансформатора собственный магнитный поток индукции Фи, противодействующий изменению основного маг­ нитного потока Ф0. Таким образом, при замкнутой первичной цепи

всердечнике трансформатора образуются два магнитных потока

Ф0 и Фи. Складываясь, эти потоки создают результирующий маг­ нитный поток Фр, который получается меньше основного потока Ф0

и сдвигается по отношению к последнему на угол реакции якоря, равный примерно 10—14° по повороту ротора магнето. Р е а к ц и е й я к о р я называется действие индуктивного потока Фи первичной обмотки на основной магнитный поток Ф0.

В результате суммарного влияния гистерезиса и реакции якоря нулевое значение результирующего магнитного потока Фр сдвига­

чина электродвижущей силы индукции в цепи высокого напряжения будет еще меньше, чем при постоянно разомкнутой первичной цепи, так как она индуктируется результирующим магнитным потоком, который меньше основного магнитного потока, и, следовательно, изменяется менее резко.

Для того чтобы повысить напряжение во вторичной цепи, необ­ ходимо более резко изменить величину магнитного потока в сердеч-

2 5 2

нике трансформатора, что достигается размыканием первичной цепи. Наивыгоднейшим моментом размыкания первичной цепи бу­ дет момент, когда в сердечнике трасформатора магнитные потоки Ф0 и Фа равны по величине и противоположны по направлению, т. е. когда ток индукции в первичной цепи максимален, а резуль­ тирующий магнитный поток Фр=0. Этот момент соответствует по­ вороту ротора от нейтрального положения на угол абриса. В этом случае при размыкании контактов прерывателя ток i в первичной цепи и магнитный поток Фи, создаваемый им в сердечнике тран­ сформатора, быстро исчезают, а результирующий магнитный по­ ток Фр резко, почти мгновенно, возрастает от нуля до величины основного магнитного потока Ф0. В результате резкого изменения магнитного потока в сердечнике во вторичной обмотке трансфор­ матора индуктируется э. д. с. величиной до 15 000—18 000 в. Этого напряжения достаточно для пробивания сопротивления в искровом промежутке между электродами свечи и создания устойчивого иск­ рового разряда. Через некоторый промежуток времени контакты прерывателя замыкаются вновь, напряжение во вторичной обмотке уменьшается, а ток во вторичной цепи исчезает. При дальнейшем повороте ротора магнето процесс повторяется.

У магнето М-9-35М сила тока в первичной цепи достигает мак­ симума 4 раза за один оборот ротора, что позволяет четырежды совершить размыкание первичной цепи и получить четыре искры на электродах свеч. С учетом передаточного отношения привода магнето за два оборота коленчатого вала двигателя ротор магнето повернется на 2 7 ч оборота и за это время будет получено девять искр между электродами запальных свеч. Таким образом, за два оборота коленчатого вала магнето обеспечит зажигание рабочей смеси во всех цилиндрах двигателя.

Корпус

Корпус магнето является его силовой оболочкой и одновременно экраном, уменьшающим помехи радиоаппаратуре вертолета. Кор­ пус состоит из передней крышки 7 (см. рис. 131), корпуса 8 рото­ ра, верхней крышки 4, задней крышки 3 и экрана 1 распределителя. Все части корпуса отлиты из алюминиевого сплава — материала с малым электрическим сопротивлением, что значительно повыша­ ет экранирующую способность корпуса.

Передняя крышка изготовлена в виде отъемного фланца с тремя овальными отверстиями под шпильки крепления магнето к задней крышке картера. Овальность отверстий под шпильки крепления позволяет разворачивать корпус магнето на фланце задней крышки картера в пределах 10° с целью корректировки установочного угла опережения зажигания. В центре передней крышки с внутренней стороны запрессован стакан переднего шарикоподшипника ротора и маслоуплотнительная манжета для предотвращения попадания масла из привода в магнето. С внутренней стороны передняя крыш­ ка имеет дополнительно расточку для облегчения и желобок для

253

металлизации, обеспечивающей надежный электрический контакт передней крышки с корпусом ротора. С наружной стороны перед­ ней крышки выполнен цилиндрический буртик для центрирования относительно задней крышки картера. Кроме овальных отверстий, в передней крышке предусмотрены еще четыре отверстия под бол­ ты (стяжные), которые предназначены для соединения корпуса ротора с передней и задней крышками магнето. Для фиксации пе­ редней крышки 7 относительно корпуса 8 в нижнем положении применяются два установочных штифта.

Корпус 8 ротора с передней и задней стороны имеет фланцы с точно обработанными цилиндрическими расточками для центри­ рующих буртиков передней и задней крышек магнето. Для стяжных болтов в корпусе 8 предусмотрены четыре продольных отверстия. В теле корпуса 8 залиты два полюсных башмака со стойками, наб­ ранные из листовой трансформаторной стали (для уменьшения по­ терь, связанных с образованием индукционных токов Фуко). Свер-" ху корпус 8 имеет фланец с двумя резьбовыми гнездами и устано­ вочными штифтами для соединения с верхней крышкой 4.

Верхняя крышка 4 закрывает трансформатор и соединяется с корпусом 8 двумя винтами. Сверху к крышке приварена втулка, в которой смонтирована клемма 5. Клемма соединена с выводом пер­ вичной обмотки трансформатора, с переключателем магнето и пус­ ковым вибратором ПК-45 (на левом магнето). С внутренней сто­ роны к верхней крышке магнето приклепана изоляционная пласти­ на, предохраняющая проекакивание искр с вывода тока высокого напряжения трансформатора на массу.

Задняя крышка 3 спереди имеет фланцы для соединения с верх­ ней крышкой и корпусом ротора. Относительно корпуса 8 задняя крышка в нужном положении фиксируется двумя установочными штифтами. С задней стороны крышка 3 имеет фланец для соедине­ ния с распределительной колодкой и экраном 1. Экран подсоеди­ няется к задней крышке магнето тремя винтами, которые законтре­ ны пружинными замками. Для центрирования и фиксирования в нужном положении распределительной колодки задняя крышка 3 имеет соответственно цилиндрическую выточку и шпонку. Шпонка крепится к заднему фланцу крышки двумя винтами, законтренными расчеканкой.

В центре задняя крышка имеет отверстие для установки эк­ сцентричной втулки валика распределителя. Втулка изготовлена из стали и имеет буртик для крепления с помощью специального диска спереди к задней крышке магнето. Внутрь втулки запрессо­ ваны два шарикоподшипника, на которые опирается валик распре­ делителя.

Шарикоподшипники смазываются консистентной смазкой. Что­ бы исключить вытекание смазки из шарикоподшипников, внутрен­ няя полость эксцентричной втулки с обеих сторон уплотняется войлочными сальниками.

Валик распределителя соединяется с кулачковой шайбой 9 и бе­ гунком 12 (см. рис. 139). Поворотом эксцентриковой втулки при

254

сборке магнето регулируют величину зазора между зубчатыми ко­ лесами, передающими вращение от ротора магнето к валику рас­ пределителя. Большое зубчатое -колесо имеет стальную ступицу и текстолитовый зубчатый венец, что обеспечивает его бесшумную и эластичную работу при плохой смазке (смазку зубчатых колес в магнето осуществить трудно). Ступица колеса на валике распре­ делителя зафиксирована шпонкой и закреплена гайкой, которая законтрена пластинчатым замком.

Над эксцентричной втулкой задняя крышка имеет среднее от­ верстие под изолирующий щиток вывода 13 тока высокого напря­ жения и два боковых окна для прохода вывода 14 тока низкого на­ пряжения. На двигателе М-14В26 используется только правое окно. Наличие же двух окон позволяет собирать магнето как для левого, так и для правого вращения ротора. Спереди внизу задняя крышка имеет расточку, в которой запрессован стакан заднего шарикопод­ шипника ротора магнето.

В полости задней крышки с задней стороны размещаются дета­ ли прерывательного механизма и распределительного устройства. При работе магнето воздух в этой полости ионизируется за счет искрения в промежутках между электродами и контактами. Для замены ионизированного воздуха свежим на боковой поверхности

гнездами для соединения с выходным патрубком проводников тока высокого напряжения, являющегося составной частью коллектора проводов зажигания. Второй полуфланец для соединения с выход­ ным патрубком расположен на экране распределителя (также в ниж­ ней его части).

Экран распределителя внутри имеет прикрепленную пружинную пластину для прижатия распределительной колодки к задней крышке магнето.

Ротор

Ротор магнето предназначен для создания переменного по ве­ личине и направлению магнитного потока в сердечнике трансфор­ матора. Ротор состоит из постоянного магнита, полюсных наконеч­ ников 4 (рис. 135), бронзового кольца 11, валика 7, латунной втул­ ки 6 и автомата опережения зажигания (детали 1, 2, 12).

Постоянный магнит ротора представляет собой полый цилиндр, изготовленный из железоникельалюминиевого сплава и намагни­ ченный вдоль оси. С обеих сторон на ротор напрессовано по одной П-образной скобе 4 и 10 из малоуглеродистой стали, боковые поверх­ ности которых образуют четыре полюсных наконечника, смещенных относительно друг друга на 90°. Таким образом, два диаметрально противоположных полюсных наконечника намагничены одним полю-

255

нения заедания этих деталей применяется латунная втулка 6, а на наружной поверхности валика 7 выполнены винтовые канавки, ко­ торые при сборке магнето заполняются консистентной смазкой. В задней части втулка 6 соединяется шпонкой со стальным зубчатым колесом 8, передающим вращение от ротора к текстолитовому зуб­ чатому колесу валика распределителя магнето.

Валик 7 ротора изготовлен из стали и опирается в корпусе маг­ нето на два шарикоподшипника. На переднем конце валика сделан

изменения момента искрообразования при изменении оборотов ко­ ленчатого вала двигателя. На основных рабочих режимах ( я > 62%) угол опережения зажигания смеси в цилиндрах должен составлять 30±2° по углу поворота кривошипа коленчатого вала до в. м. т. в такте сжатия. При этом смесь успевает полностью сгореть к мо­ менту поворота кривошипа на 10—15° от в. м. т. в такте расшире­ ния. Если обороты коленчатого вала двигателя будут уменьшаться, пропорционально им будет увеличиваться время, отводимое на про­ цесс сгорания. Одновременно будет уменьшаться скорость сгорания смеси вследствие ее обогащения. Однако скорость сгорания смеси уменьшается медленнее, чем обороты коленчатого вала двигателя. Поэтому для обеспечения наилучших условий сгорания смеси в ци­ линдрах двигателя при уменьшении оборотов коленчатого вала не­ обходимо уменьшать угол опережения зажигания. Эта задача вы­ полняется автоматом опережения зажигания. В противном случае при малых оборотах коленчатого вала двигателя смесь может успеть

256

грузик из каждой пары устанавливается на ось 2 корпуса /, а вто­ рой—-на ось передней П-образной скобы ротора.

Принцип работы автомата основан на действии центробежных сил. При числе оборотов ротора магнето меньше 800 об/мин центро­ бежные силы пар грузиков Рц.Гр. (рис. 137) по величине будут мень­ ше сил упругости пружин, поэтому автомат опережения зажига­ ния не работает, а угол опережения зажигания смеси в цилиндрах будет минимальным. В этом случае грузики автомата занимают по­ ложение, которое показано на рис. 137, а.

При увеличении оборотов ротора магнето более 800 об/мин центробежные силы Рц.Гр. преодолевают силы упругости пружин, грузики 3 и 7 постепенно расходятся в стороны от оси вращения, изги­ бая пружины и вызывая угловое смещение полюсных наконечни­ ков 4 относительно корпуса 6 и валика 2 ротора, жестко соединен­ ных с приводом от двигателя по ходу вращения. Смещение ротора передается через зубчатую передачу кулачковой шайбе и бегунку,

увеличении оборотов ротора автомат не работает, поддерживая лишь максимальное опережение зажигания смеси в цилиндрах. В этом случае грузики будут занимать положение, которое показано на рис. 137, б.

Если обороты ротора магнето будут уменьшаться в диапазоне от 1800 до 800 об/мин, автомат под действием сил упругости пружин уменьшит угол опережения зажигания. Форма и размеры отвер­ стий а (см. рис. 136) в корпусе 6 позволяют автомату изменять угол опережения зажигания на 35±2° по углу поворота ротора магнето. Точная величина изменения угла опережения зажигания выбита числом на заднем фланце задней крышки корпуса магнето.

Важной особенностью магнето М-9-35М ярляется сохранение у него наивыгоднейшего момента разрыва первичной цепи при лю­ бых углах опережения зажигания. Это обеспечивается за счет уст­ ройства единой кинематической связи между автоматом опережения зажигания, полюсными наконечниками ротора и кулачковой шай­ бой прерывателя. Благодаря такой связи автомат опережения за­ жигания одновременно и синхронно смещает как полюсные нако­ нечники ротора, так и кулачковую шайбу прерывателя.

Трансформатор

Трансформатор предназначен для преобразования импульсов то­ ка низкого напряжения в импульсы тока высокого напряжения. Тран­ сформатор состоит из сердечника 5 (рис. 138), двух гетинаксовых щек 4, первичной 7 и вторичной 8 обмоток, конденсатора 9 и пру­ жинного контакта (мостика) 6. На концах сердечника 5 сделаны пазы, в которые проходят винты крепления трансформатора к стой­ кам полюсных башмаков.

Сердечник 5 трансформатора набран из тонких листов электро­

258

йена с переключателем магнето и с вибратором ПК-45 (у левого магнето).

Вторичная обмотка 8 выполнена из медного эмалированного про­ вода диаметром 0,07 мм и содержит около 15 000 витков, намотан­ ных в несколько десятков рядов. Начало вторичной обмотки при­ паяно к мостику трансформатора и через него связано с кондом первичной обмотки. Конец вторичной обмотки выведен к контакту вывода 2 тока высокого напряжения, от которого ток поступает к распределительной колодке магнето. Снаружи вторичная обмотка покрыта несколькими слоями изоляционной ткани 3.

Вторичная 8 и первичная 7 обмотки трансформатора намотаны так, что их электродвижущие силы складываются.

Под трансформатором устанавливается гетинаксовая пластина и войлочная прокладка, которые закрывают окно корпуса ротора магнето между полюсными башмаками, препятствуя попаданию в полость верхней крышки магнето масла, просочившегося через де­ тали привода из двигателя.

Конденсатор 9 помещен между обмотками трансформатора и состоит из двух лент алюминиевой фольги, изолированных одна от другой конденсаторной бумагой. Одна лента конденсатора присое­ динена к массе, а другая выведена к мостику трансформатора. Та­ ким образом, конденсатор подсоединяется параллельно первичной обмотке трансформатора и контактам прерывателя.

В момент размыкания контактов прерывателя в первичной цепи магнето будет появляться э. д. с. самоиндукции порядка 300—500 в. Эта электродвижущая сила направлена в ту же сторону, что и ток в первичной цепи, и поэтому будет стремиться задержать его ис­ чезновение. В результате между контактами прерывателя может возникнуть дуговой разряд, который вызовет их обгорание. С другой стороны, дуговой разряд замедляет исчезновение тока в первичной цепи, что приводит к уменьшению скорости изменения магнитного потока в сердечнике трансформатора и, следовательно, к уменьше­ нию величины э. д. с. во вторичной цепи. Наличие в первичной цепи магнето конденсатора при ее размыкании защищает контакты пре­ рывателя от обгорания и способствует более быстрому исчезнове­ нию тока в цепи. При размыкании контактов прерывателя конден­ сатор заряжается, а при их замыкании разряжается.

Лрерывательный механизм

Прерывательный механизм магнето предназначен для периоди­ ческого замыкания и размыкания первичной цепи с целью резкого увеличения скорости изменения магнитного потока в сердечнике трансформатора. Он состоит из абрисной пластины 10 (рис. 139),

рика 15 и масленки 7.

Абрисная пластина изготовлена из стали, имеет сложную кон­ фигурацию и прикреплена к задней крышке магнето двумя винта-

ми. Отверстия в пластине под винты крепления — овальные, что по­ зволяет разворачивать пластину с помощью эксцентрика 11 для ре­ гулировки угла абриса магнето. Эта операция производится только в заводских условиях, так как для определения угла абриса магнето необходимо использование специальных высокочувствительных при­ боров. Отрегулированное положение абрисной пластины отмечено рисками, смещение которых свидетельствует о разрегулировке угла абриса. Такое магнето снимается с эксплуатации.

Рис. 139. Задняя крышка магнето (собранная):

260

К абрисной пластине двумя винтами 1 и 5, которые контрятся пластинчатыми замками, крепится пластина 4 с неподвижным кон­ тактом. В подковообразном вырезе нижнего конца пластины 4 по­ мещается эксцентрик 6, поворотом которого регулируется величина максимального зазора между контактами прерывателя. Величина этого зазора А должна находиться в пределах 0,25—0,35 мм. В про­ тивном случае происходит значительное изменение момента размы­ кания первичной цепи по углу поворота ротора магнето, что соот­ ветствующим образом сказывается на величине угла опережения зажигания смеси в цилиндрах. Так, увеличение величины зазора между контактами прерывателя приводит к увеличению угла опе­ режения зажигания, а уменьшение величины зазора — к уменьше­ нию угла опережения зажигания. И то, и другое нежелательно, по­ скольку вызывает уменьшение мощности двигателя, ухудшение его экономичности, а в отдельных случаях — перегрев головок цилинд­ ров. С другой стороны, изменение момента размыкания первичной цепи приводит к изменению угла абриса магнето, что неблагоприят­ но сказывается на величине напряжения во вторичной цепи (оно уменьшается).

Рычажок с подвижным контактом соединяется с текстолитовой подушечкой, которая установлена на специальной оси, приклепан­ ной к пластине 4. Специальным выступом текстолитовая подушечка касается наружной поверхности кулачковой шайбы 9. На оси поду­ шечка зафиксирована пружинным замком.

Рабочие поверхности контактов прерывателя покрыты напайкой из платино-иридиевого сплава диаметром до 4,5 мм. В замкнутом состоянии один контакт прижимается к другому специальной пру­ жиной, которая одним концом соединена с рычажком 3, а другим — с сухариком 15. К сухарику винтом подсоединяется вывод 14 тока низкого напряжения. Таким образом, через сухарик, пружину и рычажок к подвижному контакту проходит ток низкого напряжения от первичной обмотки трансформатора магнето. Пружина прерывательного механизма для защиты от коррозии подвергается оксидно­ му фосфатированию с последующим покрытием лаком УР-231. Су­ харик изготовлен из бронзы, двумя винтами прикреплен к абрисной пластине и изолирован от нее текстолитовыми прокладками.

Кулачковая шайба 9 прерывательного механизма изготовлена из стали, устанавливается на конусной части валика распределите­ ля и фиксируется шпонкой и гайкой. На наружной поверхности ку­ лачковой шайбы имеется девять выступов, которые, набегая на выступ текстолитовой подушечки, производят размыкание контак­ тов прерывателя. Вместе с валиком распределителя кулачковая шайба вращается в 2 раза медленнее коленчатого вала двигателя, благодаря чему за два оборота коленчатого вала кулачковая шайба сделает один оборот, при этом произойдет девять размыканий пер­ вичной цепи и будет обеспечено воспламенение рабочей смеси во всех цилиндрах двигателя.

При работе выступы кулачковой шайбы смазываются фильцем специальной масленки 7, фитиль которой при техническом обслу­

261