Бензиновый модельный двигатель своими руками

Как сделать реактивный двигатель своими руками: любопытный опыт

Бесклапанный ПуВРД — удивительная конструкция. В ней нет движущихся частей, компрессора, турбины, клапанов. Простейший ПуВРД может обойтись даже без системы зажигания. Этот двигатель способен работать практически на чем угодно: замените баллон с пропаном канистрой с бензином — и он продолжит пульсировать и создавать тягу. К сожалению, ПуВРД оказались несостоятельными в авиации, но в последнее время их всерьез рассматривают как источник тепла при производстве биотоплива. И в этом случае двигатель работает на графитовой пыли, то есть на твердом топливе.

Наконец, элементарный принцип работы пульсирующего двигателя делает его относительно безразличным к точности изготовления. Поэтому изготовление ПуВРД стало излюбленным занятием для людей, неравнодушных к техническим хобби, в том числе авиамоделистов и начинающих сварщиков.

Несмотря на всю простоту, ПуВРД — это все-таки реактивный двигатель. Собрать его в домашней мастерской весьма непросто, и в этом процессе немало нюансов и подводных камней. Поэтому мы решили сделать наш мастер-класс многосерийным: в этой статье мы поговорим о принципах работы ПуВРД и расскажем, как изготовить корпус двигателя. Материал в следующем номере будет посвящен системе зажигания и процедуре запуска. Наконец, в одном из последующих номеров мы обязательно установим наш мотор на самодвижущееся шасси, чтобы продемонстрировать, что он действительно способен создавать серьезную тягу.

От русской идеи до немецкой ракеты

Собирать пульсирующий реактивный двигатель особенно приятно, зная, что впервые принцип действия ПуВРД запатентовал российский изобретатель Николай Телешов еще в 1864 году. Авторство первого действующего двигателя также приписывается россиянину — Владимиру Караводину. Высшей точкой развития ПуВРД по праву считается знаменитая крылатая ракета «Фау-1», состоявшая на вооружении армии Германии во время Второй мировой войны.

Конечно же, речь идет о клапанных пульсирующих двигателях, принцип действия которых понятен из рисунка. Клапан на входе в камеру сгорания беспрепятственно пропускает в нее воздух. В камеру подается топливо, образуется горючая смесь. Когда свеча зажигания поджигает смесь, избыточное давление в камере сгорания закрывает клапан. Расширяющиеся газы направляются в сопло, создавая реактивную тягу. Движение продуктов сгорания создает в камере технический вакуум, благодаря которому клапан открывается, и в камеру всасывается воздух.

В отличие от турбореактивного двигателя, в ПуВРД смесь горит не непрерывно, а в импульсном режиме. Именно этим объясняется характерный низкочастотный шум пульсирующих моторов, который делает их неприменимыми в гражданской авиации. С точки зрения экономичности ПуВРД также проигрывают ТРД: несмотря на впечатляющее отношение тяги к массе (ведь у ПуВРД минимум деталей), степень сжатия в них достигает от силы 1,2:1, поэтому топливо сгорает неэффективно.

Зато ПуВРД бесценны как хобби: ведь они могут обходиться вообще без клапанов. Принципиально конструкция такого двигателя представляет собой камеру сгорания с подсоединенными к ней входной и выходной трубами. Входная труба гораздо короче выходной. Клапаном в таком двигателе служит не что иное, как фронт химических превращений.

Горючая смесь в ПуВРД сгорает с дозвуковой скоростью. Такое горение называется дефлаграцией (в отличие от сверхзвукового — детонации). При воспламенении смеси горючие газы вырываются из обеих труб. Именно поэтому и входная, и выходная трубы направлены в одну сторону и сообща участвуют в создании реактивной тяги. Но за счет разницы длин в тот момент, когда давление во входной трубе падает, по выходной еще движутся выхлопные газы. Они создают разрежение в камере сгорания, и через входную трубу в нее затягивается воздух. Часть газов из выходной трубы также направляется в камеру сгорания под действием разрежения. Они сжимают новую порцию горючей смеси и поджигают ее.

Разбираем мотор Jaguar: почему он такой сложный и что с надежностью

Наше будущее — это электрокары и гибриды, но прямо сейчас локомотивом продаж все еще остаются машины с классическими моторами. Полный отказ от автомобилей с ДВС, несмотря на постоянные ужесточения, в планы большинства брендов пока не входит, однако заставляет их искать новые решения ради сокращения выбросов вредных веществ.

Один из свежих примеров — двигатели Jaguar Land Rover из линейки Ingenium. Мы отправились в технический центр английской марки, разобрали 2,0-литровый бензиновый мотор до последнего винтика, посмотрели, как он устроен, а потом даже его собрали. Почти.

Мотор Ingenium под индексом AJ200p пришел на смену 2,0-литровому мотору GTDI. Агрегат был выпущен в 2017 г. и в том же году удостоился звания лучшего мотора по версии издания Wards Auto. В сравнительных тестах принимала участие 250-сильная модификация двигателя, однако сейчас мотор также доступен в 200- и 300-сильной версиях.

Этот двигатель устанавливают на автомобили Jaguar F-Type, E-Pace, Land Rover Discovery и новый Evoque. Во время семинара инженеры бренда не раз подчеркивали, что мотор был разработан с нуля, поэтому между ним и предшественником нет ничего общего. Удостовериться в этом мы можем сами — нам предлагают своими руками разобрать Ingenium. Вместе со специалистами компании сделать это оказалось совсем несложно, а вот сравнить оказалось не с чем — GTDI в техцентре представлен не был.

Для снижения веса Ingenium использует легкую алюминиевую конструкцию со сниженными потерями на трение. В Jaguar Land Rover утверждают, что агрегат смог сбросить в массе до 80 кг по сравнению с аналогичными двигателями других брендов. Помимо этого, корпусные детали из алюминиевых сплавов отличаются хорошей теплопроводностью, что ускоряет прогрев двигателя и увеличивает его ресурс. В свою очередь, опоры коленчатого вала для прочности выполнены из стали, а гильзы цилиндров — из чугуна.

А вот системой прямого впрыска топлива удивить сейчас кого-то сложно — ее применение является глобальной тенденцией в автомобильном мире. При непосредственном впрыске диаметр капли бензина составляет около 0,01 мм — это даже меньше, чем толщина человеческого волоса. Основной минус использования этой системы — усложнение конструкции двигателя.

Увидеть это своими глазами, разумеется, невозможно — нам остается лишь довериться схематическим рисункам, которые демонстрируют в специальном классе для обучения самих сотрудников Jaguar Land Rover. Впрочем, надолго мы здесь не задерживаемся — снова пора на нулевой этаж, где в подвальном помещении расположилась целая мастерская по сборке-разборке двигателей, а также демонстрации их возможностей.

Например, нам продемонстрировали изнутри работу интеллектуальной системы непрерывного управления клапанами двигателя (CVVL), которая регулирует степень открывания впускных клапанов и уменьшает потери в системе подачи рабочей смеси. Такое решение оптимизирует мощность и момент двигателя. Результат — улучшенная топливная эффективность во всем диапазоне частоты оборотов.

Турбокомпрессор со сдвоенными крыльчатками на моторе Ingenium дополнен коллектором. Это сделано для повышения передачи энергии на турбину и позволяет улучшить отклик двигателя и устранить турбоямы. Ну и конечно, опять же экономить топливо. РРади снижения потерь на трение распредвалы имеют роликовые подшипники для уменьшения износа поверхностей деталей, особенно во время запуска и прогрева мотора. Снижение коэффициента трения также разгружает цепь ГРМ — это увеличивает ее ресурс.

Во время производства поверхности компонентов двигателя измеряются лазером с точностью до трех микрон (0,003 мм — 6 процентов толщины человеческого волоса). Также на конвейере выбираются случайные детали агрегата и проверяются вручную, в контролируемой лабораторной среде при 20 градусах по Цельсию. Собранные моторы в обязательном порядке проходят «холодное испытание», в ходе которого двигатель вращается в течение 72 секунд без процесса сгорания. Затем двигатель запускается в «горячем тесте», где он проходит 240-секундный цикл со скоростью до 3000 об/мин.

У двухлитрового бензинового агрегата, как и у других моторов семейства Ingenium, центр цилиндра смещен относительно продольной оси коленвала на 12 мм, чтобы снизить трение поршня в цилиндре и уменьшить механические потери. Для более точного управления фазами газораспределения цепной ГРМ расположен на стороне маховика. От использования ремня решили отказаться, несмотря на некоторую прибавку в массе. В свою очередь, переключаемый насос системы охлаждения применяется в двигателе для контроля температуры и повышения эффективности работы при уменьшенном расходе топлива на частичных нагрузках.

Объяснить эти технические ухищрения несложно — практически все это делается для экономии топлива. Именно от этого напрямую зависит уровень выбросов вредных веществ от автомобилей в атмосферу. И дело здесь, конечно, не только в заботе об окружающей среде: недавно Евросоюз установил, что с 2020 г. новые автомобили не должны выбрасывать более 95 граммов углекислого газа на километр. Штраф за нарушение достаточно серьезный — 95 евро за один грамм, которые умножаются на количество проданных автомобилей. Даже после приблизительных расчетов становится понятным желание автокомпаний расширять модельный ряд электрокаров, а то и вовсе отказываться от ДВС.

Разумеется, с увеличением количества деталей двигателя параллельно возрастает вероятность их выхода из строя. Таким образом, совершенствование двигателей, безусловно, может привести к снижению их надежности. В Jaguar Land Rover ведут статистику гарантийных обращений, однако эта информация является строго конфиденциальной.

При этом инженеры компании настаивают, что инновации были разработаны таким образом, чтобы не только не снижать надежность, но и увеличивать ее. В качестве примера нам привели помпу с изменяемой подачей. При отсутствии каких-либо команд от блока управления она работает как обычная помпа с ременным приводом. Например, ее могли бы сделать электрической, но это снизило бы надежность компонента.

Во время разработки моторов семейства Ingenium двигатели отработали 72 000 часов на динамометрических стендах — это равносильно восьми годам испытаний в реальных условиях. После этого агрегаты проходили испытания в составе автомобилей, которые проехали в общем около 2 млн километров.

Пару лет назад во время динамической презентации новой «пятерки» BMW один из инженеров признался, что компания закладывает ресурс бензинового турбомотора в 200 тыс. километров, после чего агрегату может понадобиться ремонт. В Jaguar Land Rover ресурс мотора Ingenium раскрыть отказались.

Особенности ГАЗель NEXT ЦМФ

Надежность

Высокая коррозионная стойкость

Цельнометаллический кузов Газели NEXT состоит из шестидесяти восьми полностью оцинкованных и шестнадцати пластиковых деталей, что гарантирует отсутствие сквозной коррозии в течение 8 лет без ограничения пробега.

Внешние детали кабины оцинкованы и обработаны современными антикоррозийными материалами. На автомобиле установлены пластиковые крылья. Все стыки и швы защищены антикоррозионным покрытием и специальными герметиками.

Бензиновый двигатель Евро5

Конструкция и настройки двигателя обеспечивают его высокую эффективность для использования на легких коммерческих автомобилях.

Коробка передач

Применение подшипников SKF, синхронизаторов Hoerbiger, а также шлифовка зубьев шестерен делают работу коробки передач автомобиля Next комфортной, позволяют с меньшим усилием переключать передачи и повышают надежность узла в целом.

Современная тормозная система

При проектировании автомобиля Next учитывалось, что в модельном ряду появятся автомобили сбольшей грузоподъемностью, поэтому запас прочности компонентов тормозной системы был увеличен в три раза.

На автомобилях полной массой 4,6 тонны устанавливаются дисковые тормозные механизмы на всех колесах.

Антиблокировочная система ABS и программа стабилизации курсовой устойчивости ESP 1 снижают риск заноса и помогают сохранять управляемость автомобиля даже в экстремальных ситуациях.

1 Программа стабилизации курсовой устойчивости будет доступна к заказу позже

Новый задний мост

Повышение надежности за счет дополнительных листов рессоры
Улучшенная плавность хода
Оптимизированная кинематика
Применение новой подвески задних колес и заднего ведущего моста, а также новой тормозной системы с дисковыми тормозными механизмами на всех колёсах, позволили увеличить полную массу до 4,6 тонн, а объем перевозимого груза до 15,5м 3 . Модернизированные рессоры, усиленная рама обеспечивают высокую выносливость и надёжность автомобиля.

Передняя подвеска

В подвеске колес автомобилей NEXT применена модульная схема, включающая подрамник, направляющий аппарат подвески, рулевой механизм и стабилизатор поперечной устойчивости. Использованы высококачественные комплектующие специализированных отечественных и зарубежных производителей. Двухрычажная передняя независимая подвеска Next обеспечивает плавность хода, устойчивость на дороге и четкость управления. При этом по надежности она не уступает рессорным подвескам.

Результаты испытаний

Надежность автомобиля проверена и подтверждена стендовыми, форсированными и длительными дорожными испытаниями по специальным методикам, а также ресурсными испытаниями в соляной и водяной камерах. Все узлы и системы успешно прошли проверку на специальных трассах испытательного полигона и дорогах общего пользования. Общий пробег за время испытаний превысил 2 500 000км.

Функциональность

Перевозка груза

Специальный лючок под пассажирским сиденьем позволяет перевозить длинномерные грузы до 5 метров.
Полноразмерные задние двери фиксируются в промежуточном положении под углом 90° и при полном открытии под углом 270°, что предоставляет свободу действий в ограниченном пространстве улиц и складов.
Фиксация при максимальном открытии двери (270o) осуществляется автоматически при помощи магнитного фиксатора.
Поручень на правой задней стойке облегчает посадку в автомобиль, при этом не уменьшая световой проем.
Пластиковый задний бампер на усиленном металлическом основании выполняет роль ступеньки (глубина 130мм).
Грузовой отсек оснащен двумя плафонами освещения

Выигрышная комбинация

Цельнометаллический фургон в исполнении «Комби» объединяет в себе преимущества вместительного фургона и комфортабельного микроавтобуса. Второй ряд сидений легко превращаются в полноценное спальное место.

Вместительность

3 вида колесной базы, однорядная и двухрядная кабина, большое количество специальных комплектаций позволяют выбрать автомобиль с различным объемом грузового отсека (7,5/9,5/11,5/13,5/15,5 м3) и количеством мест в соответствии с индивидуальными потребностями любого бизнеса.

Безопасность

Повышенная устойчивость и управляемость

Для безопасного маневрирования в экстренных ситуациях в новом Next на 8–10% (по сравнению с европейскими аналогами) улучшены показатели активной безопасности. Достичь такого результата удалось за счет измененной кинематики передней подвески с новыми характеристиками амортизаторов.

Для обеспечения комфорта и безопасности управления автомобилем были оптимально подобраны параметры подвески автомобиля, идеально подходящие для российских условий. Шарниры подвески колес с уменьшенным моментом вращения облегчают управление автомобилем.

Четкость управления и отсутствие необходимости подруливать достигается благодаря объединению в единый модуль рулевого управления и подвески колес. Устойчивость и управляемость нового Next не уступает показателям легковых автомобилей.

Высокий уровень пассивной безопасности

• Укрепление стоек и лонжеронов.
• Улучшение обзорности.
• Улучшение видимости в темное время.

Для улучшения обзора в Next установлены зеркала большей площади с электроподогревом, увеличен угол обзора и минимизированы «мертвые зоны». Надежное скрытое крепление и аэродинамика зеркал уменьшают загрязнение боковых стекол.

У фар Next, созданных с использованием комплектующих Magneti Marelli, большая площадь отражателей и лучшие показатели по освещенности дорожного покрытия. В базовом исполнении автомобиль комплектуется дневными ходовыми огнями.

Активная безопасность

Автомобиль Next комплектуется системой ABS Bosch нового поколения. Планируется оснащение системой ESP.

Удобные ремни новой конструкции позволяют пристегнуться водителям и пассажирам даже в объемной зимней одежде.

Тормозной путь Next на 5% короче, чем у европейских аналогов, а усилие на педали на 1,5 кг меньше, чем у конкурентов.

Новые передние тормоза с площадью тормозных колодок, увеличенной на 50%.

На моделях полной массой 4,6 тонн установлены дисковые тормозные механизмы на всех колесах.

Результаты испытаний

Помимо ресурсных испытаний на дорогах с различными типами покрытия, Next успешно прошел испытания безопасности типа «маятник» и «удар о препятствие». Полученные результаты соответствуют повышенным требованиям безопасности, предъявляемым к легковым автомобилям.

Защита водителя и пассажиров обеспечивается за счет повышения жесткости кузова, а также благодаря тому, что в конструкцию силовых элементов кабины Next заложены программируемые зоны деформации, которые обеспечивают безопасность при фронтальном ударе (в разработке конструкции участвовали компании Соmau и Magna).

Комфорт

Удобная кабина

Кабина NEXT комфортна и просторна. Превосходная эргономика и внимание к мелочам — отличительные черты салона NEXT.

• Широкий дверной проем
• Низкая подножка
• Удобство входа и выхода
• Дверь надежно фиксируется в промежуточных положениях
• Множество ниш, ящиков и отделений (в панели приборов, за стенкой подножки и под сиденьем водителя).
• По желанию владельца можно установить потолочную консоль и дополнительные карманы в дверях.
• На панели приборов из пластика установлен бортовой компьютер с возможностью регулировки яркости подсветки.

Аудиосистема

Время, проведенное в дороге, скрасит современная аудиосистема формата 2 DIN с USB-портом и кнопками управления на рулевом колесе.

Удобное водительское сиденье

Удобное водительское сиденье с улучшенной анатомической поддержкой, пятью регулировками — еще одно достоинство Next. Оптимальная жесткость и форма сиденья позволяют удобно разместиться за рулем. За счет этого водитель не устает даже в долгой дороге.
Поясничный подпор, подлокотник и подогрев сиденья обеспечивают максимальный комфорт.

Рулевое управление

Водители любой комплекции и роста будут чувствовать себя удобно за рулем Next благодаря регулируемой и травмобезопасной рулевой колонке. Новый реечный рулевой механизм ZF с гидроусилителем повышает точность управления и устойчивость автомобиля на дорогах с неровным покрытием. Это результат интеграции передней подвески и рулевого управления в единый модуль. Высокая энергоемкость подвески обеспечивает комфортное прохождение неровностей.

Удобство пассажиров

• Максимальная ширина проема задних дверей, высота от пола до потолка — без «мертвых» зон. Широкая и высокая сдвижная дверь, оснащенная новым надежным механизмом фирмы Rollmech Automotiv, облегчает процесс загрузки-разгрузки.
• Вместительная ниша для вещей под вторым рядом сидений
• Глубокая полка для багажа над передним рядом сидений выдерживает до 30 кг
• Для удобства пассажиров второго ряда предусмотрены откидные столики, сетчатые карманы, розетка 12В и ниша для мелочей.
• Дополнительный комфорт обеспечит светодиодное освещение в пассажирском отсеке.
• Еще одна ниша является продолжением второго ряда и удобно вмещает как бутылки с водой, так и другие предметы, необходимые в дороге.

Электростеклоподъёмники и электрорегулировка зеркал

В базовую комплектацию Next входят электростеклоподъёмники Brose с оптимальной скоростью открывания 5-6 сек. Функция электроподогрева обеспечивает хорошую обзорность даже в сильный мороз. Электрорегулировка зеркал позволяет скорректировать задний обзор в любой момент.

Кондиционер

По желанию владельца Next можно оснастить кондиционером

Комфортный микроклимат

Высокоэффективная климатическая система, установленная в Next, обеспечивает отличные показатели по охлаждению и прогреву салона, а также оттаиванию лобового стекла: уже через 5–7 минут вы забудете о стуже за окном. Эффективная вытяжная вентиляция и салонный фильтр очищают воздух в кабине. Современный радиатор, состоящий из двух отдельных элементов, существенно повышает эффективность системы охлаждения, не допуская перегрева.

Бензиновый модельный двигатель своими руками

2-х тактный двигатель внутреннего сгорания S40А (с большим ходом поршня) компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов.

Новейший 4-х тактный двигатель с современнейшими технологиями и глушителем нового поколения F-5030 от компании с мировым именем OS MAX!. Двигатель из новой серии FSa предназначен для спортивных и копийных моделей самолётов.
Подарите своему самолёту новую жизнь вместе с новым двигателем OS MAX FSa-81!

Четырехтактный одноцилиндровый авиационный двигатель. Для масштабных, спортивных и пилотажных моделей самолетов.

4-х тактный двигатель внутреннего сгорания FS80AR компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов.

Это один из высокоэффективных и мощных двигателей Thunder Tiger серии PRO (модель PRO-46 — самая продаваемая модель!).
Эта серия профессиональных двигателей обладает улучшенными техническими характеристиками и предназначена для спортивных авиамоделей различных классов.

Двухтактный калильный двигатель внутреннего сгорания для установки на модели самолетов.

FS30AR — самый миниатюрный и легкий из линейки 4-х тактных двигателей внутреннего сгорания компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов. Использованная в этих двигателях технология компрессионного кольца обеспечивает длительный срок службы и высокую мощность. Карбюратор с главной топливной иглой и иглой мало газа позволяет точно и легко настроить топливную смесь.

Это один из высокоэффективных и мощных двигателей Thunder Tiger серии PRO (модель PRO-46 — самая продаваемая модель!).

Новый, более мощный бензиновый двигатель внутреннего сгорания DLE-55, пришедший на смену известного DL-50, специально спроектирован для самого популярного размера больших моделей радиоуправляемых самолетов. Отличная мощность и превосходная стабильность работы во всех режимах делают этот двигатель идеальным для моделей самолётов с размахом крыла 2,0-2,2 метра. Если вы ищете двигатель объемом 50-55 куб. см., который обладает малым весом, большой мощностью и превосходным качеством — DLE-55 станет отличным выбором! Хороший способ заполучить бензиновый мотор без внушительных издержек.

OS MAX FSa-56 — Абсолютно новый 4-х тактный двигатель с современнейшими технологиями от компании с мировым именем OS MAX. Двигатель из новой серии FSa предназначен для спортивных моделей самолётов.
Подарите своему самолёту новую жизнь вместе с новым двигателем OS MAX FSa-56!

Двухтактный авиационный двигатель MAX-25LA SILVER с глушителем E-2030. Для небольших спортивных моделей и самолетов тренеров. Производитель рекомендует воздушные винты для моделей тренеров и спортивных тренеров: 9×5, 9×6.

2-х тактный двигатель внутреннего сгорания 25А компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов. Недорогие моторы этой серии обладают хорошим качеством сборки, улучшенным запуском, высокой мощностью, и продолжительным сроком службы, при этом имеют превосходное соотношение «цена-качество». Глушитель в комплекте.

2-х тактный двигатель внутреннего сгорания 28А компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов.Недорогие моторы этой серии обладают хорошим качеством сборки, улучшенным запуском, высокой мощностью, и продолжительным сроком службы, при этом имеют превосходное соотношение «цена-качество».

2-х тактный двигатель внутреннего сгорания S52А (с большим ходом поршня) компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов.

Это один из высокоэффективных и мощных двигателей Thunder Tiger серии PRO.
Эта серия профессиональных двигателей обладает улучшенными техническими характеристиками и предназначена для спортивных авиамоделей различных классов.

2-х тактный двигатель внутреннего сгорания S46А (с большим ходом поршня) компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов. Недорогие моторы этой серии обладают хорошим качеством сборки, улучшенным запуском, высокой мощностью, и продолжительным сроком службы, при этом имеют превосходное соотношение «цена-качество». Глушитель в комплекте.

4-х тактный двигатель внутреннего сгорания FS61AR компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов.

4-х тактный двигатель внутреннего сгорания FS91AR компании ASP, предназначенный для установки на модели самолетов.