Почему авиационные поршневые двигатели расходуют так много масла?

Этот вопрос относится к самолетам с одним/двумя поршневыми двигателями. Полетев на Cessna 152 и Piper Dakota, я заметил, что они оба потребляют много масла. Проверка масла является неотъемлемой частью контрольного списка. Пилоты несут дополнительные бутылки с маслом в кузове. Почему это так? Особенно по сравнению с автомобильными двигателями, которые «похожи» и не требуют таких регулярных доработок?

как часто вы запускаете двигатель автомобиля на полную мощность и как долго?
И это рядные двигатели, про радиальные есть поговорка, что если масло не течет, значит что-то не так.
@ user3528438 как часто заливают масло в автогонках?
Я A&P и думал так же, прежде чем получить университетский диплом. Высокий расход масла является признаком чрезмерно изношенного или запущенного двигателя. Если двигатель имеет избыточный расход масла, что-то не так и это небезопасно - и точка. Есть также некоторые особенности, такие как Lycoming 0-360, используемый в C-172, выбрасывает любое масло выше 6 или 7 литров, хотя производитель рекомендует 8 литров — пилоты учатся не заливать 8 литров. Реактивные двигатели имеют повышенный расход масла по мере износа. и это один из критериев, используемых для капитального ремонта и для них. Двигатель самолета должен сжигать масла не больше, чем хорошо обслуживаемый автомобиль.
@jwzumwalt Это очень хорошая информация. Вы должны добавить это как ответ.
@ user3528438: На самом деле это не так важно. Как дизайнер, вы оптимизируете для типичного случая. Таким образом, у автомобиля может быть чрезмерная утечка масла при работе на максимальных оборотах, а у самолета - при работе на низких оборотах, но в противном случае ни один из них не должен потреблять много масла.
«Проверка уровня масла является неотъемлемой частью контрольного списка». Это, конечно, отчасти потому, что слишком мало масла в двигателе на высоте 8000 футов над уровнем земли и, вполне возможно, в милях от ближайшей подходящей площадки для посадки, не говоря уже о ближайшем аэропорту, может немного беспокоить пилота и любых пассажиров. Это довольно быстрая проверка на земле, которая избавит вас от головной боли во время полета; то же самое можно сказать и о значительной части пунктов контрольного списка для этого класса самолетов, особенно о пунктах контрольного списка предполетных проверок.
@jwzumwalt: Вопрос в том, что представляет собой избыточное потребление? Мой Insight и Miata (оба с пробегом более 200 тысяч миль) не потребляют заметного количества масла между заменами масла - период, примерно эквивалентный 100 часам работы авиационного двигателя. Мой пикап 80-х за то же время вытечет около литра. Машины 60-х годов, на которых я ездил, могли использовать кварту на 1000 миль.
@ jamesqf "Вопрос, однако, в том, что представляет собой избыточное потребление?" Где ты это прочитал? 100 часов = 200 тысяч? Пересчитайте свои расчеты. 2000 часов примерно эквивалентны 50 000-75 000 миль (30-35 миль в час * 2000 часов = 70 000 миль)
@jwzumwalt: я думаю, вы неправильно прочитали то, что я написал. Я имел в виду, что интервал замены масла - 7500 миль - примерно эквивалентен времени работы 100 часам (разумеется, в основном при движении по шоссе). Я меняю масло и т. Д. Через рекомендуемые промежутки времени. Я упомянул 200 тысяч миль в скобках, чтобы показать, что это не новые автомобили: они имеют разумную степень износа. Итак, для типичного авиационного двигателя, скажем, О-360, какой расход масла ожидаемый, а какой избыточный? Кварта за 10-20 часов?
@ jamesqf: Mfg не указывает, но Университет Айовы использовал 12 самолетов, чтобы установить, что средний расход масла при TBO (1500/2000 часов) составляет 1 кварту за 13 часов. Для автомобиля это около 1 кварты на 450 миль, что для любого, кто имеет несчастье владеть драндулетом, находится в довольно плохом состоянии. Это имеет смысл, потому что большинство людей принимают эмпирическое правило, что автомобиль находится на последнем этапе, когда он использует 1 кварту @ 500 миль. Это связано с моим внедорожником Mitsubishi, пробег которого составляет 140 тысяч миль.
@PlasmaHH в более серьезных лигах автогонок двигатели полностью перестраиваются (что включает слив масла и замену новым) после каждых 1-2 гонок. Обычно не более 24 часов работы между ними, а чаще всего пара часов. В дрэг-рейсинге на топтопливе двигатель восстанавливается после каждых 3-5 секунд пробега.
@Davidw Насколько я вижу, у большинства самолетов GA (и, в частности, у упомянутых в вопросе) нет радиальных двигателей. Я думаю, что радиальные в основном использовались на более крупных самолетах: даже такие вещи, как Spitfire и P51 Mustang, использовали V-12.
@DavidRicherby Чего я не предполагал, так это было. Кроме того, большинство истребителей ВМС США до эпохи реактивных двигателей были оснащены радиальными двигателями, включая относительно небольшие F3F и F4F.

Ответы (3)

Автомобильные двигатели не похожи. Они имеют жидкостное охлаждение и поэтому могут быть изготовлены с более жесткими допусками в отношении теплового расширения и сжатия.

Авиадвигатели с воздушным охлаждением должны иметь дело с большим диапазоном рабочих температур и расходом масла из-за относительно более свободной посадки поршневых колец.

Спасибо. Я предполагаю, что вы говорите, что из-за того, что поршневые кольца свободнее прилегают, зазор должен быть заполнен маслом. Часть этого масла сгорает во время нормального цикла внутреннего сгорания. Отсюда повышенный расход масла. Свободная посадка необходима из-за более высокого диапазона рабочих температур двигателя с воздушным охлаждением по сравнению с двигателем с жидкостным охлаждением. Это имеет смысл.
Авиадвигатели также в основном разработаны в 1950-х годах (если не раньше). Многие из них, которые до сих пор летают, были построены в 60-х и 70-х годах. Большинство автомобильных двигателей 1960-х годов протекали и сжигали масло - через несколько лет стало обычным делом потреблять литр масла каждые несколько тысяч миль. Используемое масло обычно имело вес 30 или больше. Современные автомобильные двигатели, такие как двигатель моей Honda Insight, рассчитаны на более жесткие допуски (что стало возможным благодаря современным инструментам) и работают на гораздо более жидком масле 0w20. После 200 км пробега мой по-прежнему не протекает и не сжигает измеримое количество.
@jamesqf: возникает вопрос, почему за последние 50-60 лет в авиационных поршневых двигателях не было значительных улучшений, в отличие от автомобилей.
@vsz Думаю, приоритет отдавался другим проблемам. Двигатели и самолеты определенно сильно улучшились за эти годы, но вы не можете решить все сразу. Однако я интересуюсь реальными цифрами, чтобы развеять все мифы. Не стесняйтесь задавать новый вопрос.
@vsz: Я вижу три причины. Во-первых, если я не ошибаюсь, большинство самолетов АОН и их двигателей фактически были ПОСТРОЕНЫ в период с 1950-х по середину 70-х годов. (Сравните, скажем, цену Cherokee 60-х годов с новым Warrior.) Во-вторых, простая экономика: стоимость НИОКР и оснастки для автомобильных двигателей может амортизироваться на миллионы единиц по сравнению с тысячами для авиационных двигателей. И, наконец, стандарты автомобильного контроля выбросов и экономии топлива заставляли автопроизводителей совершенствоваться, в то время как правила FAA препятствовали инновациям.
@jamesqf: так это в основном потому, что на новые самолеты АОН не хватает спроса, а старых достаточно, чтобы насытить рынок? Имеет смысл, так как потери корпуса достаточно редки, а существующие самолеты регулярно обслуживаются новыми деталями. В клубе, в котором я летал, в 1960-х годах были построены и планеры, и буксирные самолеты, и до сих пор производятся детали, чтобы поддерживать их в летной годности. Похоже, что сегодня большинство самолетов АОН похожи на корабль Тесея .
@vsz: Я бы не сказал, что это отсутствие спроса. Это действительно нехватка предложения: не так много людей, которые могут (или могут, но хотят) потратить более четверти миллиона долларов США на новый самолет: planeandpilotmag.com/article/single-engine-piston . -самолеты Особенно, когда аналог этого самолета 1960-х годов можно купить за 10% от цены.
Я думаю, в этом ответе забыли о VW и Corvair. Расход масла у них не больше, чем у любого другого автомобиля при правильном обслуживании.
@jwzumwalt: не мой опыт. Хотя у меня никогда не было ни VW, ни Corvair, для автомобилей той эпохи было обычным делом потреблять масло.
До 1979 года, когда Chrysler/Lee Iacocca сделали компьютерную балансировку отраслевым стандартом, средний автомобиль проезжал около 50 тысяч по грунтовым дорогам и 75 тысяч по шоссе. Они появились отдельно от вибрации, а не от дизайна. После 1979 года и компьютерной балансировки машины сразу стали проходить по 150-200 тысяч километров. Авиадвигатели до сих пор не сбалансированы с помощью компьютера.
Возникает вопрос: почему авиационные двигатели не имеют жидкостного охлаждения?
@JakeRobb вес и сложность

Поскольку я думаю, что большинство людей здесь склонны к A&P, я добавлю это. Горизонтально оппозитные четырехцилиндровые двигатели самолетов также используют специальное масло с «беззольным диспергатором», потому что масло перекачивается для смазки верхней части цилиндра, и приличная часть сгорает при сгорании. Так что да, есть черта, которую можно считать «чрезмерной», и которая во многом связана с мудростью в небольшом поршневом двигателе, а не в реактивном, где обычно существует ограничение в одну пинту в час или что-то в этом роде. , где что-либо большее, чем это, потребует прогона расхода масла. Но что касается авиационных поршневых двигателей, то они сжигают масло, потому что они смазывают иначе, чем автомобильный двигатель.

Ваше здоровье !

«Двигатели с воздушным охлаждением» — популярное неправильное название... масло обеспечивает первичное охлаждение, а ребра на цилиндрах только рассеивают часть тепла. Масло, помимо смазывания, отводит тепло от высокотемпературных точек, таких как головки цилиндров, опорные поверхности коленчатого вала и, в некоторой степени, стенки цилиндров, когда на них попадает масло.

По целому ряду причин двигатели с масляно-воздушным охлаждением, как правило, потребляют больше масла, чем двигатели с водяным охлаждением, из-за более широкого диапазона температур, с которыми сталкиваются двигатели, до того, что масло выполняет двойную функцию.

Кроме того, плоская компоновка цилиндров может привести к некоторой потере масла при запуске из-за скопления масла в цилиндрах, когда они не работают, чего не происходит в вертикальном или V-образном расположении цилиндров, которые обычно используются в автомобилях. Это особенно верно для радиальных двигателей, у которых некоторые цилиндры перевернуты, позволяя маслу скапливаться на поршнях, когда они не работают, просачиваясь и попадая в камеры сгорания. Вот почему радиальные двигатели имеют тенденцию выпускать огромные клубы дыма при запуске, поскольку это масло сгорает.

Это также относится к автомобильным двигателям с масляно-воздушным охлаждением, таким как плоская четверка, использовавшаяся в автомобилях Volkswagen в 1950–1980-х годах, и плоская шестерка в Porsche 911, пока широкий температурный диапазон таких двигателей не столкнулся с более жестким контролем выбросов. Эти двигатели также отличались повышенным расходом масла.

Почему авиационные поршневые двигатели расходуют так много масла?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 5v