Загрузил uniongames2013

826309 Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ АКАДЕМИКА С.П. КОРОЛЕВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
(СГАУ)
Реферат
на тему: «Поршневой авиационный
двигатель М 25».
Выполнил
студент
гр.
/////////////////////
Руководитель
……………………………………………………//////////////////////
Самара 2020 г.
…….
Оглавление
Оглавление ..................................................................................................... 2
Введение......................................................................................................... 3
1. Основные технические характеристики двигателя ............................... 5
2. Кривошипно-шатунный механизм .......................................................... 8
2.1. Коленчатый вал моторов М-25 первых серий. ............................... 8
2.2. Шатунный механизм ....................................................................... 11
2.3. Прицепные шатуны и их пальцы.................................................... 12
2.4. Поршни, поршневые кольца и пальцы .......................................... 12
3. Газораспределительный механизм ........................................................ 15
4. Система охлаждения ............................................................................... 20
5. Система смазки........................................................................................ 23
6. Система питания ..................................................................................... 27
7. Система зажигания ................................................................................. 32
7. Система пуска .......................................................................................... 33
8. Достоинства и недостатки двигателя М-25 .......................................... 34
Заключение .................................................................................................. 35
Список использованной литературы ........................................................ 36
2
Введение
M-25 — авиационный двигатель, выпускавшийся в СССР в 1930-е и 40е годы по лицензии на американский двигатель Wright «Cyclone» R-1820 F3.
Договор о лицензии на Wright R-1820 и технической помощи по
освоению его производства был заключён 22 апреля 1933 года. Для освоения
и адаптации двигателя был создан завод № 19 в Перми, техническим
директором и главным конструктором которого был назначен Аркадий
Дмитриевич Швецов. Завод был введен в строй в 1934 году и сразу же начал
выпуск серийных моторов М-25.
Первый двигатель, собранный из комплектов деталей, поставленных из
США, вышел на заводские испытания 1 июня 1934 года. Первая попытка
пройти 100-часовые гос. испытания оказалась неудачной, но повторные
испытания в июле-августе 1935 года закончились успешно. В феврале 1936
года его ресурс был увеличен до 150 ч., а в апреле уже до 350 ч. — самый
большой ресурс отечественного мотора в то время.
По конструкции мотор был одним из самых совершенных по тому
времени, технологически довольно простым и вполне надежным. К
особенностям его относились: мощное оребрение цилиндров, применение
дефлекторов для интенсификации охлаждения задней стороны головок и
гильз цилиндров, что позволяло также снизить расход воздуха на охлаждение
мотора (а следовательно, и уменьшить аэродинамическое сопротивление
винтомоторной
группы),
подшипник
главного
шатуна
с
заливкой
свинцовистой бронзой, крепление головки цилиндра к гильзе на резьбе
специального (пилообразного) профиля с натягом, гарантирующим вполне
надежное соединение. В производстве этого мотора были применены многие
технологические
новинки
(азотизация
зеркала
цилиндра,
шлифовка
ответственных резьб, повышенные точности и чистоты обработки трущихся
поверхностей и др.), которые в дальнейшем были успешно освоены и на
других заводах, что немало способствовало повышению надежности и
усовершенствованию советских моторов.
3
Единственным отличием первых двигателей М-25 от американского
аналога было указание размеров в метрической системе. В двигателях
первых серий использовались американские детали — клапанные пружины,
поршневые кольца, подшипники, от их использования отказались с начала
1936 года. С марта 1937 года двигатели собирались на конвейере.
Таким образом, цель реферата: изучить конструктивные особенности,
выявить недостатки и преимущества двигателя.
4
1. Основные технические характеристики двигателя
По конструкции мотор был одним из самых совершенных по тому
времени, технологически довольно простым и вполне надежным. К
особенностям его относились: мощное оребрение цилиндров, применение
дефлекторов для интенсификации охлаждения задней стороны головок и
гильз цилиндров, что позволяло также снизить расход воздуха на охлаждение
мотора (а следовательно, и уменьшить аэродинамическое сопротивление
винтомоторной
группы),
подшипник
главного
шатуна
с
заливкой
свинцовистой бронзой, крепление головки цилиндра к гильзе на резьбе
специального (пилообразного) профиля с натягом, гарантирующим вполне
надежное соединение. В производстве этого мотора были применены многие
технологические
новинки
(азотизация
зеркала
цилиндра,
шлифовка
ответственных резьб, повышенные точности и чистоты обработки трущихся
поверхностей и др.), которые в дальнейшем были успешно освоены и на
других заводах, что немало способствовало повышению надежности и
усовершенствованию советских моторов.
Единственным отличием первых двигателей М-25 от американского
аналога было указание размеров в метрической системе. В двигателях
первых серий использовались американские детали — клапанные пружины,
поршневые кольца, подшипники, от их использования отказались с начала
1936 года. С марта 1937 года двигатели собирались на конвейере.
Мотор М-25 имел выхлопные клапаны с охлажденным натрием. При
работе мотора расплавленный натрий интенсивно переносит тепло от
нагретой тарелки клапана к менее нагретому штоку и от него через
клапанную
втулку
к
головке
цилиндра,
что
существенно
снижает
температуру клапана и повышает его надежность. Это мероприятие вместе с
наваркой фасок клапанов стеллитом обеспечило на весь последующий
период возможность существенного форсирования моторов, выхлопной
клапан перестал быть деталью, ограничивающей развитие моторов. Моторы
М-25 были высотными и имели регуляторы постоянства давления наддува,
5
которые освобождали летчика от необходимости вручную поддерживать
наддув постоянным. Кроме того, мотор имел на носке коленчатого вала
вывод масла под давлением для управления винтом, который при взлете мог
быть установлен на малый шаг переключением крана. На большой шаг винт
устанавливался действием центробежных сил, действующих на его лопасти я
установленные на них противовесы, при постановке крана на слив масла из
гидропривода винта. Это, естественно, улучшало характеристики самолета
при взлете и наборе высоты и было первым шагом к применению винтов с
переменным шагом и постоянной частотой вращения (ВИШ).
Моторы М-25 выполнялись в большой серии, их ставили на многие
самолеты, в том числе на знаменитые истребители И-15 и И-16, разведчики
Р-10. 12 ноября 1936 года на самолете И-15 с советским мотором М-25 В.
Коккинаки был установлен мировой рекорд высоты 14575 м.
Некоторое количество М-25 было собрано в 1938-1939 годах заводом
№ 27 в Казани из комплектов деталей, полученных из Перми. Всего до
начала 1942 года было выпущено 13888 единиц M-25 различных
модификаций. М-25В — модификация мотора М-25, созданная в 1936 году.
От прототипа отличался увеличенной до 775 л.с. взлетной мощностью и
высотностью 3000 м. Устанавливался на те же типы самолетов, что и М-25.
Двигатель М-25 устанавливался в СССР на следующих типах
самолётов: И-14, Р-10, И-15, И-15 бис, И-16, И-153, ДИ-6, КОР-1, ИП-1.
Условное обозначение: М-25
Рабочий объем, л: 29,87
Степень сжатия: 6,4
Масса мотора, кг: 433
Взлетный режим
-мощность, л.с.: 625
-частота вращения, об/мин: 1950
Номинальный режим
-мощность у земли, л.с.: 625
6
-мощность на высоте 2000 м, л.с.: 700
Номинальные удельные параметры
-удельная масса, кг/л.с.: 0,69
-литровая мощность, л.с./л.: 20,90
Рисунок 1 - Двигатель М-25: общий вид и продольный разрез.
Рисунок 1.2 – Внешняя и дроссельная характеристики мотора
7
2. Кривошипно-шатунный механизм
Кривошипно-шатунный
механизм
состоит
из
одноколенного
коленчатого вала, главного шатуна, опирающегося на кривошипную шейку
коленчатого вала, и 8 прицепных шатунов, связанных пальцами с главным
(рис. 2.1)
Рисунок 2.1 - Коленчатый вал. 1 – Штифт, 2 – пробка (заглушка) , 3 –
суфлер (собранный), 4 – роликоподшипник, 5 – гайка суфлера, 7 – прокладка,
8 – пробка, 9 –винт, 10 – шайба, 11 – прокладка с сеткой, 12 – коленчатый
вал, 13 – задняя опора суфлера, 14 – замок, 15 – крышка, 16 – винт, 17 –
шлицевая муфта вала агрегатов, 18 – втулка задней щеки, 19 – втулка заднего
противовеса, 20 – палец заднего противовеса, 21 – гайка, 22 –
ограничительная планка, 23 – болт, 24 – гайка, 25 – рликоподшипники, 26 –
задний маслоотражатель, 27 – гайка, 28 – стяжной болт коленчатого вала, 29
– винт, 30 - замок
2.1. Коленчатый вал моторов М-25 первых серий.
На
моторах
первых
серий
устанавливались одно
демпферные
коленчатые валы. К нижней части передней щеки прямоугольного сечения
четырьмя заклепками крепился неподвижный противовес.
Коленчатые валы с одним подвижным противовесом, смонтированным
на задней щеке коленчатого вала, не обеспечивали снятия нагрузок от
крутильных колебаний. Эти коленчатые валы имели зоны критических
оборотов: на земле - при 2120 - 2180 об/мин и в воздухе - при 1960 - 2100
об/мин.
8
Критические обороты были вызваны отсутствием переднего демпфера,
и в случае заклинивания заднего демпфера нагрузки от крутильных
колебаний неснимались - наступало разрушение коленчатого вала. Во
избежание разрушения коленчатого вала работа мотора на критических
оборотах была запрещена.
Внутри
носка
коленчатого
вала
помещалась
суфлерная
труба
обеспечивающая суфлирование картера.
На носке коленчатого вала, за передним опорным роликовым
подшипником имеются три радиальных отверстия, расположенные в разных
плоскостях. Все три отверстия сообщены с кольцевой1 полостью,
образованной суфлерной трубой и внутренней полостью носка коленчатого
вала. Из этой кольцевой полости масло через отверстие поступает на втулку
двойной шестерни газораспределения; через отверстие «б» на втулку
кулачковой шайбы; через отверстие «в» на механизм редуктора и
обеспечивает подвод масла к регулятору оборотов.
Со стороны передней щеки в полость носка коленчатого вала
монтировалась задняя опора суфлера, которая контрилась болтом, ввернутым
в опору и переднюю щеку.
Резьба гайки крепления ведущей шестерни редуктора не омеднялась.
Пустотелая шатунная шейка коленчатого вала с передней и задней сторон
глушилась
пробкой.
Внутри
шатунной
шейки
была
запрессована
развальцованная по краям медная трубка, по которой поступало масло для
смазывания
втулки
главного
и
прицепных
шатунов.
Диаметр внутренней расточки шатунной шейки был на 6 мм больше. Лыска
на наружной поверхности шатунной шейки была длиной 56 мм. Отверстие с
жиклером в шатунной шейке для улучшения смазывания рабочих
поверхностей поршней и цилиндров отсутствовало. Коренная шейка задней
части коленчатого вала имела сквозное отверстие, которое с одной стороны
глушилось крышкой. В заднюю щеку запрессовывалась шлицевая муфта
валика привода агрегатов, которая имела 36 шлиц.
9
Рисунок 2.2 – Дфухдемпферный коленчатый вал моторов М 25 более
поздних выпусков
На моторах М 25 более поздних выпусков устанавливались коленчатые
валы такие же, как и на моторах последней серии, т.е. двухдемпферные.
На носке коленчатого вала за передним опорным роликовым
подшипником имеются три радиальных отверстия а, б и в (рис. 2.2), они
обеспечивают подвод масла из кольцевой полости, образованной суфлерной
трубой и внутренней полостью носка коленчатого вала: 1) на смазку втулки
двойной шестерни газораспределения (отверстие а); 2) на смазку втулки
кулачковой шайбы (отверстие б); 3) на смазку механизма редуктора и к
регулятору оборотов (отверстие в).
Резьба, гайки крепления ведущей шестерни редуктора не омеднялась.
Для увеличения прочности шатунной шейки коленчатого вала диаметр
внутренней расточки шатунной шейки, как и на коленчатом валу мотора
последней серии, уменьшен на 6 мм и ось расточки смещена на 3 мм в
сторону, противоположную противовесам.
Балансировочный вес двухдемпферного коленчатого вала меньше веса
однодемпферного в среднем на 70 г.
10
2.2. Шатунный механизм
Рисунок 2.3 – Шатунный механизм 1 - заднее кольцо, 2 - главный
шатун, 3 - втулка поршневой головки шатуна, 4 - палец прицепного шатуна, 5
- прицепной шатун, 6 - втулка шатуна, 7 - замок, 8 - болт, 9 - втулка главного
шатуна, 10 - замок втулки главного шатуна, 11 - пружина, 12 - переднее
кольцо маслоуплотнения втулки главного шатуна.
Шатунный
механизм
состоит
из
одного
главного
шатуна,
установленного в цилиндре, и 8 прицепных шатунов, соединенных с
главными пальцами (рис 2.3).
Главный шатун - на моторах М 25 применяют главные шатуны,
имеющие втулку с боковым уплотнением. Главный шатун изготовлен из
поковки хромоникелевой стали, наружная его поверхность хромирована.
Главный шатун состоит из верхней и нижней головок и стержня
двутаврового сечения, полки которого параллельны в плоскости вращения.
Кривошипная (нижняя) головка главного шатуна имеет две щеки,
являющиеся продолжением полок тавра. Такая конструкция придаст шатуну
необходимуюжесткость и облегчает его обработку. В каждой щеке нижней
головки сделано по 8 отверстий, являющихся гнездами для пальцев
прицепных шатунов.
11
Для получения одинаковой степени сжатия во всех цилиндрах центры
отверстий под пальцы прицепных шатунов расположены симметрично
относительно продольной оси главного шатуна, но на различных расстояниях
от центра кривошипной головки.
В передней щеке диаметр отверстий под пальцы прицепных шатунов
меньше, чем в задней, соответственно посадочные поверхности пальцев
прицепных
шатунов
сделаны
ступенчатыми.
Этим
предотвращается
образование зазоров при монтаже в случае тугой посадки пальцев.
2.3. Прицепные шатуны и их пальцы
Прицепные шатуны изготовлены из поковок хромоникелевой стали.
Прицепной шатун состоит из стержня верхней и нижней головок. Стержень
— двутаврового сечения, причем полки тавра расположены перпендикулярно
плоскости
вращения
коленчатого
вала.
На моторах М 25 более поздних выпусков устанавливались главные шатуны
с боковым уплотнением. Длина нижней головки и втулки у этих шатунов
была увеличена на 1,4 мм, т. е. длина нижней головки главного шатуна была
равна 80,4 мм. Диаметр расточки под втулку нижней головки уменьшен на 2
мм. В расточке нет кольцевой канавки и 8 радиальных отверстий для подвода
смазки к пальцам прицепных шатунов. Соответственно изменены пальцы
прицепных шатунов и втулка главного шатуна в которой отсутствуют
радиальные отверстая для смазывания пальцев прицепных шатунов.
Внутренняя
расточка
втулки
нижней
головки
имеет
поверхность
гиперболической формы. Толщина заднего маслоуплотнительного кольца
втулки главного шатуна 10 (рис.52) равна 1,5~°'12мм. Трущаяся поверхность
кольца покрывалась свинцовистой бронзой. Внутренний диаметр кольца
равен 82,7+0,1 мм.
2.4. Поршни, поршневые кольца и пальцы
Поршень воспринимает давление газов и передает его через
шатунколенчатому валу. Поршни штампованы из алюминиевого сплава.
Днище поршня плоское. На внутренней стороне днища имеются ребра,
12
образующие вафельную поверхность. Ребра повышают прочность, жесткость
и улучшают отвод тепла от днища.
На наружной поверхности днища сделаны две выемки, расположенные
против клапанов. Выемки устраняют возможность удара поршня о клапан
Рисунок 2.4 – Поршни
1 - поршень, 2 - поршневой палец, 3 - замки, 4 - кольца.
Для уменьшения удельного давления боковые стенки поршня,
воспринимающие давление от боковых усилий, удлинены и имеют форму
трапеции. Для улучшения приработки боковую поверхность их покрывают
графитным составом с помощью пульверизатора. Нерабочая поверхность
поршня имеет выемки (для уменьшения веса). Поршень имеет укороченную
юбку. За одно целое с поршнем сделаны две бобышки с отверстиями для
пальцев. Кольцевые выточки в отверстиях бобышек предназначены для
контровочных колец, удерживающих пальцы от продольного перемещения.
Этим предотвращается опасность повреждения зеркала цилиндра торцом
пальцев.
Поршень имеет 6 кольцевых канавок. Пять канавок находятся выше
отверстия для поршневого пальца, а шестая - на юбке поршня. В четвертой
канавке сделано 10 радиальных сверлений для отвода масла, в пятой - 8
сверлений.
Первая канавка (считая от днища) имеет клиновидное сечение все
остальные - прямоугольное.
13
На днище поршня ставится клеймо, обозначающее номер детали, вес
поршня и номер цилиндра, в который будет установлен данный поршень.
Поршневые кольца изготовляют из серого чугуна марки ППЧ-1.
Поверхность готовых колец оксидируют.
Кольца из маслот имеют более крупнозернистую структуру по
сравнению с кольцами индивидуальной отливки. Необходимая форма кольца
и его упругость фиксируются термическим способом. При термообработке
деформированное, с разведенными стыками, кольцо подвергается нагреву до
630° ивыдержке при этой температуре в течение 1 час. 15 мин.
14
3. Газораспределительный механизм
Назначение
газораспределительного
механизма
–
автоматически
периодически открывать всасывающие клапаны для засасывания свежей
смеси в цилиндр двигателя и выхлопные клапаны для выталкивания
отработанных
Механизм
газов.
газораспределения
газораспределения,
сидящей
состоит
на
из:
шлицах
носка
ведущей
шестерни
коленчатого
вала;
промежуточной двойной шестерни, смонтированной на передней половине
средней части картера; кулачковой шайбы вращающееся на ступице ведущей
шестерни редуктора; толкателей с направляющими, смонтированными на
носке
картера
тяг
с
кожухами,
рычагов
клапанов
с
пружинами,
расположенными в клапанных коробках головок цилиндров.
Рис
3.1
Детали
цилиндра
и
привод
газораспределения.
1—двойная шестерня, 2—ведущая шестерня, 3—кулачковая шайба, 4—
толкатель, 5—тяга, 6—кожух тяги, 7—коромысло, 8—пружина, 9—клапан.
15
Ведущая шестерня газораспределения имеет внутренний венец шлиц,
внешний венец зубьев и ступицу с двумя уплотнительными кольцами.
Двойная шестерня привода газораспределения сделана эластичной для
уменьшения ударных нагрузок при резком изменении крутящего момента
мотора.
С
установкой
на
мотор
новой
оси
двойной
шестерни
привода
газораспределения расстояние между осями коленчатого вала и двойной
шестерней привода газораспределения уменьшено на 1 мм. Ось для шестерни
с коррегированными зубьями не взаимозаменяема с осями для шестерен с
некоррегированными зубьями.
Кулачковая шайба состоит из штампованного дюралевого диска со
ступицей и стального венца с кулачками и внутренними зубьями. Диск
соединяется с венцом посредством болтов.
В ступицу диска запрессована и законтрена штифтами стальная втулка,
залитая
свинцовистой
бронзой.
Кулачковая
шайба
вращается
на
обработанной поверхности ступицы ведущей шестерниредуктора. На
наружной поверхности стального венца кулачковой шайбы сделаны два ряда
цементированных кулачков. Передний ряд (четыре кулачка) управляет
клапанами выпуска, а задний ряд (также четыре кулачка) клапанами впуска.
Узел толкателя
Толкатели - стальные, пустотелые с прорезью на нижнем конце для
ролика, монтируемого на оси.
В верхнюю часть толкателя вставлено шаровое гнездо со сверлением в
центре, прижимаемое пружиной к тяге толкателя. В верхней части толкателя
имеется кольцевая выточка, куда устанавливается контровое кольцо.
Толкатели, обслуживающие верхние цилиндры, имеют радиальные отверстия
для подвода масла к подшипникам коромысла. На моторах последней серии
толкатели и их направляющие усилены. Наружный диаметр освинцованной
цилиндрической части толкателя увеличен с 17,48 до 19,48 мм. При одной и
16
той же ширине прорези под ролик увеличена ширина проушины толкателя с
14,3 до 16,3 мм. Внутренний диаметр толкателя остался без изменений 13,5
мм.
Шаровое гнездо толкателя - стальное, имеет обработанную на конус
внутреннюю поверхность, куда входит пружина толкателя, и внешнюю
сферическую поверхность. В центре отверстие для подвода масла на смазку
подшипников коромысел клапанов верхних цилиндров. Для отличия нового
шарового гнезда.
Предохранительное гнездо толкателя. При одном и том же диаметре
проволоки 0,9 мм внутренний диаметр предохранительного кольца умечшен
с 15,5 до 17,5 мм.
Ось ролика толкателя в соответствии с увеличением ширины
проушины толкателя сделана на 2 мм длиннее (не 17,38 мм, а 19,38 мм). Ось
ролика толкателя монтируется на втулке, запрессованной в самом ролике.
Толкатели движутся в своих стальных направляющих, которые
расположены в бобышках носка картера и могут быть сняты баз съемки
носка.
Клапаны и пружины. Каждый цилиндр имеет два клапана - впускной и
выпускной. Впускной клапан -тюльпанообразной формы, выпускной грибовидный, с выпуклой поверхностью. При нормальных условиях работы
двигателя температура грибка впускного клапана достигает примерно 400°Ц,
а выпускного 800 - 900° Ц. При перегреве температура выхлопного клапана
может дойти до 1200° Ц. Поэтому всасывающий и выхлопной клапаны
изготовляются из жароупорной стали.
На верхних концах штоков обоих клапанов наконечники и рабочая
фаска выпускного клапана наварены стеллитом или нихромом ЭН-334. Это
предохраняет от прогара фаску клапана. Рабочая фаска впускного клапана
обработана с углом 30°.
Клапан выпуска - пустотелый, на две трети наполнен металлическим
натрием. Натрий улучшает теплоотвод от грибка к штоку клапана.
17
Каждый клапан снабжен тремя концентрично расположенными
пружинами навитыми в одну сторону. Это обеспечивает самопритирку
клапана к седлу, так как клапан во время работы повертывается.
Внутренняя пружина опирается на заплечико направляющей клапана, а
средняя и наружная опираются на стальные шайбы и, расположенные в
обработанных для них гнездах в клапанных коробках.
Верхним концом пружины упираются в тарелку, укрепленную
разъемным коническим замков (сухариком), входящим в кольцевую выточку
в штоке клапана и в коническое гнездо тарелки.
Пружины
впускных
и
выпускных
клапанов
и
тарелочки
взаимозаменяемы. На моторах, начиная с последних серий, выхлопной к л.шли усилен.
Регулирование газораспределения производят, переходя с одного
цилиндра на другой в порядке работы цилиндров, т. е. 1 – 3 – 5 — 7 — 9 — 2
— 4 — 6 — 8.
При регулировании зазоров клапанов не следует допускать совпадения
сверлений в регулировочном винте с прорезью в коромысле, во избежание
утечки масла во время работы мотора. С этой целью в регулировочном винте
сделаны три сверления под углом 120°; для определения направления
сверлений над двумя из них на головке винтананесены риски, над третьим
сверлением расположена прорезь под отвертку.
Необходимо следить, чтобы ни риски, ни прорезь, расположенная на
120° к риске на регулировочном винте, не совпали с прорезью коромысла, и
чтобы торец регулировочного винта выступал над коромыслом клапана не
более чем на 5 мм и не менее 1,5 мм.
Проверка зазора между рычагом клапана и тарелочкой клапанной
пружины.
Если при регулировании зазоров в клапанах окажется, что торец винта
выступает над плоскостью коромысла более чем на 5 мм или менее чем 1,5
18
мм, необходимо сменить тягу более короткой по длине - В (I ступени) в
первом случае и более длинной (II ступени) — во втором случае.
Если с помощью тяги установить положение винта в коромысле на
удается, следует сменить регулировочный винт или коромысло (узлом).
После регулирования зазоров клапанов, проверить щупом зaзop между
верхней тарелочкой и коромыслом; он должен быть в пределах: для клапана
впуска—от 0,2 до 2,03 мм, для клапана выпуска — от 0,8 до 2,03 мм (рис.
105).
Если зазор меньше указанного, подобрать новое коромысло и
тарелочку или поставить индивидуальную (ремонтную) тарелочку с
отверстием, диаметр которого допускает посадку тарелочки па шток клапана,
на 1,2 мм ниже положения нормальной тарелочки. Несоблюдение, этого
зазора может привести к нажиму коромысла па тарелочку в процессе
эксплуатации, к ослаблению посадки зам-к,1 клапана (сухариков) и к
выпадению клапана.
19
4. Система охлаждения
Капот. Мотор
закрыт дюралевым капотом типа Naca. Капот
смонтирован на дюралевом каркасе, состоящем из продольных профилей и
кольца, укреплённых при помощи стальных кронштейнов к мотору.
Между фюзеляжем и задней кромкой капота Naca образуется кольцевая
щель шириной 60-70 мм, через которую выходит наружу воздух,
охлаждающий мотор.
Лобовая часть капота состоит из трёх щитков укреплёнными
стальными лентами.
Передние
концы
лент
шарнирно
крепятся
к
кронштейнам,
установленным на моторе. Задние концы лент крепятся специальными
замками с барашками. Замки установлены на кольце каркаса. Кольцевая
лента стягивается тандемом.
Задняя часть капота (юбка) состоит из пяти щитков: верхнего, двух
боковых и двух нижних.
В местах стыка отдельные щитки крепятся профилями-балочками.
Передние концы профилей стыкуются с кольцами каркаса под лентой.
Задние концы профилей крепятся откидными замками, контрящимися
булавками. Посредине щитки капота стянуты лентой. Втулка винта закрыта
дюралевым разъёмным коконом, усиленным внутренними диафрагмами.
Лобовая часть мотора закрыта жалюзи, состоящими из двух дюралевых
дисков. На самолётах И-15 первого выпуска были случаи обрыва болтов,
крепящих между собой отдельные щитки лобовой части капота, из-за того,
что болты сидели во втулках слишком туго. В дальнейшем этот дефект
устранили, увеличив диаметр отверстия втулок. В эксплуатации отмечалось
сползание лобовой части капота вперёд, поэтому с внутренней стороны
лобовой части капота приклёпываются четыре усиливающих угольника,
изготовленных из стали 30ХГСА, толщиной 1 мм. При закрывании капота
пальцы продольных профилей входят в отверстия угольников.
20
Расположенный сверху капота раструб, через который проходит воздух
к карбюратору, на самолётах последующих выпусков усилен окантовками,
приклёпанными к нему у наружного конца и около ленты, в месте её прохода
у
раструба.
Там
же
поставлена
кожаная
подкладка
под
раструб,
предохраняющая щитки капота от перетирания. Внутренняя средняя
диафрагма кока винта усилена приклёпанным к нему стальным фланцем, так
как во время эксплуатации самолёта в ней получались трещины.
Жалюзи. В наружном диске жалюзи имеется ряд отверстий для прохода
воздуха, охлаждающего мотор. Края диска жалюзи крепятся болтами к
кронштейнам, установленным на моторе.
Во внутреннем диске имеется ряд отверстий подобно отверстиям в
наружном диске. Этот диск вращается на роликах около диска. Семь
роликов, на которые опирается наружная часть внутреннего диска,
укреплены в кронштейнах; последние крепятся к наружному диску.
Охлаждение мотора регулируется на самолётах первого выпуска ручкой
управления, расположенной на левом борту кабины, на подкосе рамы.
Управление
жалюзи
заключённой
в
производится
дюралевую
трубку,
посредством
тросовой
поддерживаемую
проводки,
кронштейнами.
Проводка присоединена к кронштейну, приклёпанному к внутреннему диску.
Управление заключается в передвижении ручки вверх и вниз. При
передвижении ручки вверх жалюзи закрываются, вниз – открываются.
На самолётах последующих выпусков управление жалюзи перенесено
на верхний лонжерон фюзеляжа с правой стороны и сделано в виде сектора.
Проводка идёт по правому верхнему лонжерону через подкос моторамы к
кронштейну жалюзи. Она крепится при помощи кронштейнов. При
передвижении ручки сектора от себя открываются, на себя – закрываются.
Воздухозаборник карбюратора. Для более эффективной работы мотора,
для предохранения от образования льда и экономии расход горючего
подогревается воздух, поступающий в карбюратор. Подогрев производится
горячим воздухом, поступающим в смеситель через внутреннюю трубку
21
коллектора. В смесителе горячий воздух смешивается с холодным,
поступающим через всасывающий раструб. Степень смешивания горячего
воздуха холодным регулируется заслонками, которые связаны между собой
тягою. Выхлопной коллектор. Выхлопной коллектор предназначен для сбора
отработанных газов из цилиндров двигателя и отвода их в пожарную
безопасную зону. Изготовлен из жаростойкой стали марки 14Х19Н9А,
толщиной 0,8 мм. Коллектор состоит из семи отдельных секций; из них
средняя секция и концевая имеют по два отдельных патрубка, остальные по
одному патрубку с фланцами для присоединения их к мотору. Отдельные
секции
коллектора
соединены
между
собой
хомутами
с
медными
прокладками. Хомуты изготовлены из стали марки С2550, толщиной 1 мм.
Для вывода наружу выхлопных газов из коллектора служит раструб. Секции
коллектора состоят из двух половин.
22
5. Система смазки
Надежная
работа
мотора
и
минимальный
износ
деталей
обеспечиваются обильным смазыванием трущихся поверхностей. На моторе
смазывание трущихся поверхностей осуществляется под давлением и
барботажем. Под давлением смазываются все скользящие подшипники.
Барботажем смазываются детали цилиндро-поршневой группы, зубья
шестерен, шариковые и роликовые подшипники.
Основными агрегатами системы смазки на моторе являются: масляная
помпа типа МШ-8 (рис.5.1), масляный фильтр типа МФМ-25 (рис.5.2),
масляный дефлектор, маслоотстойник и масло магистраль.
Рисунок 5.1 – Детали масляного насоса МШ-8. 1 – Шайба зубчатки
сцепления, 2 – шлицевая муфта сцепления, 3 – опорный фланец, 4 –
прокладка, 5 – ведущая откачивающая шестерня, 6 – ведомая откачивающая
шестерня, 7 – ось ведомой шестерни, 8 – корпус насоса, 9 – контрольная
втулка, 10 – ведомая нагнетающая шестерня, 11 – шпонка ведущей шестерни,
12 – ведущая нагнетающая шестерня с валиком, 13 – заглушка, 14 – втулка
ведущей шестерни, 15 – прокладка под крышку корпуса, 16 – крышка
корпуса насоса, 17 – шпилька крышки насоса, 18 – гайка зубчатки сцепления,
19 – стяжной болт, 20 – заглушка корпуса, 21 – штифт крепления втулки, 22 –
втулка, 23 – втулка корпуса, 24 – штифт крепления втулки, 25 – прокладка
под штуцер, 26 – штуцер масляного термометра, 27 – прокладка под
заглушку, 28 – заглушка штуцера термометра, 29 – втулка корпуса, 30 –
штифт крепления втулки, 31 – штуцер входа и выхода масла, 32 – седло
23
клапана, 33 – клапан, 34 – пружина редукционного клапана, 35 – прокладка
под редукционный клапан, 36 – втулка редукционного клапана, 37 –
регулировочный винт, 38 – контргайка редукционного клапана, 39 –
прокладка под гайку редукционного клапана, 40 – шайба, 41 – колпачек
редукционного клапана, 42 – гайка стядного болта, 43 – контргайка, 44 –
прокладка под крышку, 45 – крышка привода к МШ-1, 46 – шайба, 47 –
гайка, 48 – контргайка.
Рисунок 5.2 – Детали и узлы масляного фильтра МФМ-25. 1 –
прокладка фильтра, 2 – масляный фильтр, 3 – шайба гайки крепления
масляного фильтра, 4 – гайка, 5 – контргайка, 6 – прокладка под пробку, 7 пробка
Циркуляция масла во внутренней масляной системе двигателя.
Циркуляция масла в двигателе М-25 обеспечивается масляным насосом МШ8. Из маслобака самолета по трубопроводу масло подводится к входному
штуцеру насоса, входит в его нагнетающую ступень, откуда под давлением 5
- 6 кг/см2 поступает в канал задней крышки картера. Отжимая шарик
перепускного клапана, отрегулированного на давление 0,5 кг/см2, масло
входит в полость фильтра МФМ-25 и очищается в нем от механических
примесей. По выходе из фильтра масло расходится в трех направлениях:
а) По каналу задней крышки в кольцевую канавку ее центральной
бобышки. Отсюда масло поступает в главную магистраль двигателя через
24
отверстия центрального подшипника задней крышки, радиальные отверстия
задней шейки вала привода агрегатов и через его внутреннюю полость;
б) По каналу в нижней части прилива для фильтра МФМ-25 на смазку
подшипников валиков приводов масляного насоса и генератора, оси
промежуточной шестерни привода генератора и оси двойной шестерни
привода крыльчатки нагнетателя;
в) По каналу в верхнем приливе задней крышки картера — к штуцеру
для присоединения трубки наружного подвода масла к приводу регулятора
оборотов. В приводе это масло расходится в трех направлениях: к регулятору
оборотов, к опорным втулкам шестерен привода и к направляющим
толкателей верхних цилиндров.
Из внутренней полости вала привода агрегатов через его радиальное
отверстие масло поступает на смазку втулок валика крыльчатки и
подпятника нагнетателя.
Основная доля масла из полости вала привода агрегатов поступает во
внутреннюю полость задней коренной шейки коленчатого вала, откуда по
каналу в его задней щеке поступает в полость шатунной шейки. Из этой
полости масло выходит в трех направлениях:
а) По двум сепараторным трубкам — на лыску шатунной шейки для
смазки втулки главного шатуна и пальцев прицепных шатунов;
б) Через отверстие диаметром 1,3 мм в болте крепления заглушки
внутренней полости шатунной шейки и жиклер диаметром 1 мм
запрессованный в заднюю часть шатунной шейки, — на смазку трущихся
поверхностей деталей цилиндро-поршневой группы. Это масло непрерывно
фонтанирует
на
гильзы
цилиндров
и
поршни,
обеспечивая
их
дополнительное охлаждение
в) По каналу в передней щеке коленчатого вала — в кольцевую полость
между носком вала и запрессованным в него электронным стаканом.
Оттуда масло выходит через три радиальных отверстия в носке
коленчатого
вала
и
направляется
на
смазку,
привода
механизма
25
газораспределения и редуктора. Через первое от щеки отверстие в носке
коленчатого вала масло подводится на смазку оси двойной шестерни привода
механизма газораспределения, а через второе отверстие поступает на смазку
втулки кулачковой шайбы. Из третьего от щеки отверстия носка коленчатого
вала масло поступает в механизм редуктора для смазки опорных
подшипников вала винта, подшипников сателлитов и зубьев шестерен. Зубья
шестерен редуктора смазываются и охлаждаются маслом, фонтанирующим
под давлением из каналов лап вала винта. Смазка подшипников рычагов
клапанов впуска и выпуска цилиндров № 1, 2, 9, клапана впуска цилиндра №
8 и клапана выпуска цилиндра № 3 производится маслом, поступающим к
ним под давлением из привода регулятора оборотов через наклонный канал
носка картера.
26
6. Система питания
Для нормальной работы авиационного мотора необходим переменный
состав смеси в зависимости от режима работы мотора. Наиболее
продолжительно мотор работает на крейсерском режиме. Поэтому на
крейсерском режиме, в целях экономичности двигателя, удельный расход
топлива должен быть наименьшим.
Бензопитание.
Питание мотора горючим происходит следующим образом.
При открытом пожарном кране горючее поступает через фильтр и
помпу в карбюратор мотора.
Для заливки горючего в цилиндры при запуске мотора служит
заливной бачок, из которого горючее поступает к мотору через трёхходовой
бачок, расположенный на правой стороне доски приборов.
Бензиновый бак снабжён дренажной трубкой, идущей от заливной
горловины бака наружу через нижнюю обшивку фюзеляжа.
Помпа и мотор также имеют дренажные трубки, выведенные наружу
через нижнюю обшивку фюзеляжа.
В
бензиновом
баке
установлен
гидростатический
бензиномер,
указатель (бензочасы) которого и насос расположены на доске приборов и
связаны трубкой с бензиномером.
Для обеспечения правильной работы бензиновых часов дренажная
трубка бензобака и статическая трубка бензиновых часов выведены на одном
уровне под фюзеляжем и защищены дюралевым обтекателем, создающим
равномерный поток воздуха около трубок.
Схема работы насоса представлена на рисунке 6.1
27
Рисунок 6.1 – Схема работы насоса
Пожарный кран.
Состоит из корпуса, крышки, гайки, штока, шайбы, двух клапанов,
рычага, кольца сальника, винта, шпильки, пружины, штуцера.
При движении ручки управления пожарным краном на себя рычаг
повернётся на 90°, вместе со штоком повернётся и шайба с клапанами и
перекроет отверстия в крышке. При обратном движении ручки клапаны
открываются, и бензин из бака идёт к фильтру. В полёте пожарный кран
всегда открыт.
Сливная пробка.
Состоит из латунного корпуса ввертываемого в отстойник, стального
клапана, ручки. Пробка контрится с корпусом контровой булавкой. Для этого
в буртике корпуса имеются 12 отверстий и два отверстия в ручке пробки.
Трёхходовой бензиновый кран.
28
Состоит из латунного корпуса, пробки, диска с обозначениями, ручки и
винта. При положении «закрыто» отверстие в пробке не совпадает с
отверстием в корпусе, и бензин не поступает из заливного бачка.
В других положениях трёхходного крана бензин поступает из
заливного бачка в мотор или карбюратор.
Бензиновый бак.
Бензиновый бак ёмкостью 310 л. установлен в первом отсеке
фюзеляжа. Он изготовлен из листового металла марки Д11М, который
обладает крепостью 14-20 кг/мм² и хорошо сваривается.
Бак состоит из обичайки и приваренных к ней верхнего и нижнего
днищ, имеющих толщину 1,2 мм.
Обичайка бака ужестчена продольными и поперечными зиговками.
Конструкция бака усилена дюралевыми перегородками толщиной 0,8
м, края которых приварены к обичайке бака точечной электросваркой.
Сверху бака расположены латунная заливная горловина с фильтром,
закрываемая трубкой, и приёмник бензиномера.
Снизу к бакуприварен корпус отстойника (сливная пробка).
В целях увеличения ёмкости бака его дно выведено за каркас
фюзеляжа.
В бак, в нижней части, заварена диагонально расположенная трубка,
через которую проходит горизонтальный подкос фюзеляжа.
Бак крепится стальными лентами (марки Э-И-100) к хомутам,
установленным на верхних и нижних поперечинах фюзеляжа.
Маслопитание.
Система маслопроводки состоит измаслянного бака, масляной помпы,
работающей от мотора, масляного радиатора, перекрываемого контактного
масляного крана, термометров, манометра и системы трубопровода.
Из масляного бака масло по трубке поступает к масляному
контактному крану.
29
При открытом масляном кране масло по гибкому шлангу поступает к
масляной помпе.
Из мотора масло выходит через шланг и поступает в масляный
радиатор, из которого по трубке отводится снова в бак.
Трубка, подводящая в бак масло, соединяется внизу бака с концом
трубки, проходящей внутри бака.
Масляный бак соединён дренажной трубкой с моторм. Термометры
входящего и выходящего масла расположены на правой стороне доски
приборов.
Проводка от термометров и манометра к мотору идёт по правому
верхнему лонжерону фюзеляжа.
Масляный бак
Масляный бак ёмкостью 29 л расположен спереди противопожарной
перегородки.
Бак сварен из листового металла марки АМЦП толщиной 1,5 мм. Он
состоит из двух половин.
Сверху бак имеет заливную горловину с фильтром, закрываемую
пробкой.
Под фланец пробки поставлена резиновая прокладка диаметром 64×72
мм.
Рядом с горловиной приварен штуцер для дренажной трубки.
Снизу бака приварен штуцер, через который выходит конец
внутренней приёмной трубки, подающей масло из масляного радиатора.
Масляный радиатор.
Для охлаждения масла в систему маслопровода включен масляный
радиатор типа ВМС-6.
Радиатор прикреплён к подкосам моторной фермы при помощи
стальныхкронштейнов.
Воздух,
охлаждающий
радиатор,
подводится
через
воздушный
патрубок и отводится через насадок.
30
Степень охлаждения радиатора регулирует установленная в насадке
заслонка, управляемая посредством рукоятки, укреплённой на левой стороне
кабины. При вытягивании ручки на себя заслонка открывается.
Масляный радиатор ВМС-6 (тип 03) сотового типа, ёмкостью 2,15 л,
фронтовая поверхность 0,0165 м² и поверхность охлаждения 1,20 м². Он
имеет пробку для слива.
Соты в радиаторе разделены перегородками, направляющими поток
масла.
Особенность
радиатора
составляет
термостатический
клапан,
работающий от расширения анероидного капсюля, наполненного жидкостью,
при нагревании его горячим маслом.
31
7. Система зажигания
Зажигание смеси в цилиндрах производится при помощи двух рабочих
магнето, установленных на задней крышке картера мотора.
Правое магнето работает на передние свечи, левое магнето – на задние
свечи.
Оба магнето имеют такое же число оборотов, как и коленчатый вал
мотора.
В систему зажигания на самолётах первого выпуска включена пусковая
катушка КП-11, смонтированная вместе с самопуском РИ.
Пусковая катушка КП-11 служит для искрообразования во время
запуска мотора.
В цепь зажигания включен масляный мотор
Переключатель магнето установлен на доске приборов.
На нём нанесен метки «0», «1», «2», «1+2», показывающие
соответственно, что при «0» магнето выключены, «1» - работает левое
магнето, «2» - работает правое магнето и «1+2» - работают оба магнето.
На самолётах последующих выпусков схема зажигания изменена ввиду
снятия стартера РИ и пусковой катушки КП-11.
Для запуска мотора поставлены самопуск со сжатым воздухом и
пусковой магнето.
Назначение магнето – давать искру в цилиндры мотора при запуске.
Схема подвода воздуха к уплотнителям нагнетателя представлена на
рисунке 7.1
Рисунок 7.1 - Схема подвода воздуха к маслоуплотнителям нагнетателя
32
7. Система пуска
Мотор
М-25
можно
запускать
тремя
способами:
а)
электроинерционным стартером, б) вручную, в) автостартером
Запуск мотора вручную применяется в случае, когда разряжены
аккумуляторы или неисправно электрооборудование стартера.
Перед запуском закрыть жалюзи и створки маслорадиатора, снять
чехол,
и
если
установлен
радиатор
с
увеличенной
охлаждающей
поверхностью, поставить в туннель подушку.
Достаточно подогретый мотор запускается зимой так же хорошо как и
летом.
При запуске автостартером зашприцовку производить не во время
прокрутки винта вручную, а во время раскрутки вала автостартером.
Зажигание при этом включать только тогда, когда давлении масла
поднимется до 2-3 кн/см2.
После запуска мотора, когда температура головки цилиндра достигнет
60℃, лобовые жалюзи необходимо открыть, во избежание перегрева
проводников зажигания.
33
8. Достоинства и недостатки двигателя М-25
По результатам государственных испытаний говорилось:
Самолет И-15 М-25 № 6019 с винтом ВФШ конструкции инженера
Швецова постройки завода № 19 гос. испытания не выдержал ввиду:
а)
недостаточной
максимальной
скорости
-
443
км/ч
вместо
гарантированной заводом № 1 - 462 км/ч,
б) наличием опасных режимов штопора,
в) вибраций и обрыва несущих лент расчалок,
г) тряски элеронов и хвостового оперения,
д) большой нагрузки у летчика на ручку управления элеронами,
е) неудовлетворительной устойчивости пути самолета, как на земле,
так и в воздухе
ж) на данном самолете стрелковое вооружение не доведено,
з) не доведенностью охлаждения мотора и ряд других дефектов,
отмеченных в данном отчете».
Многие из отмеченных недостатков можно было сравнительно быстро
устранить. Однако и здесь, несмотря на положительный опыт войны в
Испании, НИИ ВВС упорно отстаивало свой тезис о «неустойчивости пути»
самолета И-15.
Споры об «устойчивости пути» и организационные неурядицы привели
к тому, что до мая 1939 г. было построено около 60 серийных машин.
Самолет быстро устаревал.
На серийных машинах с М-25 маслорадиатор был перенесен из
фюзеляжа под капот снизу с левой стороны, лыжное шасси сделано
убираемым, сделали некоторые другие доработки.
34
Заключение
Двигатель
М-25
представляет
собой
звездообразный
девятицилиндровый двигатель воздушного охлаждения. Большой запас
взлетной мощности, и небольшая высотность мотора делают его надежным и
экономичным в эксплуатации.
Имеющиеся на моторе агрегаты обеспечивают работу многообразного
оборудования современного самолета. Двигатель М-25 прост в эксплуатации
и техническом обслуживании. Однако из-за огромного "лба" (диаметр М-25
составлял
1,375
м)
доля
мощности,
расходуемая
на
преодоление
аэродинамического сопротивления, получалась слишком большой и не
позволяла разогнать кургузый "ишак", не говоря уж о "чайке" с ее бипланной
коробкой крыльев, до скорости хотя бы 500 км/ч. Значительное лобовое
сопротивление двигателя негативно сказывалось, разумеется, и на разгонных
характеристиках самолета. Между тем, именно высокая максимальная
скорость полета в сочетании со скороподъемностью все рельефнее
выделялась военными экспертами в качестве важнейшей характеристики
истребителя.
Как только удалось доработать более мощный и высотный мотор М-25,
его сразу же установили на И-15. Первый экземпляр самолета (заводской
номер 6019) с этим мотором и винтом фиксированного шага (ВФШ)
проходил заводские испытания в апреле 1939 г., государственные в июне.
Максимальная скорость возросла до 443 км/ч. Самолет лишь немного
уступал по максимальной скорости истребителю-моноплану И-16 с тем же
мотором (464 км/ч).
35
Список использованной литературы
1. Б.П. Умушкин, Б.А. Чичков КПАД Пособие по выполнению
курсового проекта.
2.
Б.А.
Чичков
Расчет
на
прочность
дисков
турбомашин
с
использованием численных методов.
3. Л.П. Лозицкий, А.Н. Ветров. Конструкция и прочность авиационных
газотурбинных двигателей.
4. А.А. Иноземцев, Е.А. Коняев, В.В. Медведев. ПС-90А. Авиационный
двигатель.
5. Поршневой авиационный двигатель М-25 (Wright «Cyclone» R-1820
F3).
http://xn--80aafy5bs.xn--p1ai/aviamuseum/dvigateli-i-
vooruzhenie/aviamotorostroenie/aviamotory-sssr/porshnevye-idizelnye/porshnevoj-aviatsionnyj-dvigatel-m-25-wright-cyclone-r-1820-f3/
36