Популярные статьи

BMW 3-series Coupe (Бмв ) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

С сентября 2006 года серийно выпускается БМВ 3-й серии купе (Е92). Невзирая на свое техническое родство с седаном и Touring, купе БМВ 3-й серии имеет

Длительный тест Range Rover Sport: часть вторая

Аш длительный тест Range Rover Sport Supercharged подошел к концу. Первая хорошая новость: машину не угнали! Вторая: несмотря на соблазн, за

Audi E-tron (Ауди ) 2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Audi E-tron, представленный на автосалоне в Детройте в январе 2010 года, совсем не то же самое, что E-tron, который выставлялся осенью на IAA 2009 во

Принципы ухода за АКБ зимой

В зимнее время года при морозной погоде аккумулятор автомобиля испытывает нагрузку намного больше, чем в летнее время. Автовладельцами замеченны

SEAT Toledo (Сиат Толедо) 1998-2004: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Эта модель расширяет присутствие компании SEAT в сегменте рынка престижных автомобилей. Toledo - первый автомобиль компании дизайн которого выполнен

В 2000 г. семейство японских Corolla лишь обновилось. Спрос на эти машины падал и классическая Corolla уже не устраивала японских покупателей. Как

Skoda Octavia (Шкода Октавия) 1996-1999: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Skoda Octavia - это современный переднеприводной автомобиль с поперечным расположением двигателя. На нём может стоять один из пяти моторов концерна

Chrysler PT Cruiser (Крайслер Пт крузер) 1999-2010: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Дебют серийной модели PT Cruiser состоялся в 1999 году в Детройте. Компании Chrysler удалось зацепить ностальгическую струну в душе каждого простого

Примеряем Audi A6 Allroad и A8 Hybrid к нашим дорогам

Компания сыграла на контрасте, представив одновременно две модели, совершенно противоположные по идеологии: сверхэкономичный лимузин-гибрид А8 и

Toyota Tundra Crew Max (Тойота Тундра Crew Max) 2006-2009: описание, характеристики, фото, обзоры и тесты

Toyota Tundra (Тойота Тундра) проектировался как грузовик. Мощный двигатель, основательная рама и большая грузоподъемность... вот что отличает этот

Архив сайта
Облако тегов
Календарь

Дизельний двигун - ідеальне рішення

З 1897 року, коли був проведений перший серійний двигун внутрішнього згоряння, основні принципи роботи дизельних двигунів не змінилися. Проте, розглянувши ці двигуни більш уважно, видно, що сучасні високотехнологічні дизельні системи мало чим нагадують своїх попередниць.

З точки зору інновацій дизельні двигуни є нев'янучою феноменом. З того часу, коли 120 років тому у винахідника Рудольфа Дизеля народилася ця ідея, а «Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg», що пізніше став MAN, почав серійне виробництво, технології дизельних двигунів не перестають дивувати.

Основний принцип дії двигуна внутрішнього згоряння залишився новаторським і в наші дні: поршень, переміщаючись вгору по циліндру, стискає повітря в камері згоряння, яка розжарюється до 700-900 C °, потім в циліндр впорскується дизельне паливо (на судах - мазут). Через високого тиску і високої температури спорскати паливо швидко запалюється. Горюча суміш палива та повітря створює тиск, який змушує поршень рухатися вгору і вниз, приводячи в рух колінчастий вал.

Незважаючи на те, що в даний час популярність набувають бензинові двигуни Отто, що працюють на природному газі, двигун Р. Дизеля з компресійним запалюванням часто розглядається як більш ефективний. Дизельні двигуни більш економічні, тому що повітря в камері згоряння стискується щільніше, а це, в свою чергу, збільшує ефективність згоряння. До порівняння: в бензиновому двигуні Ніколауса Августа Отто бензин спочатку змішується з повітрям, і тільки потім впорскується в камеру згоряння.

Сила тиску, що перевершила очікування

Порівнюючи конструкцію першого двигуна з компресійним запалюванням з сучасними дизельними двигунами, багато схожого - крім використовуваного палива і самого принципу дії двигуна внутрішнього згоряння - не знайдемо. Те, що зробив Р. Дизель, вприснувши паливо в камеру згоряння з перебувають в ній стисненим повітрям, і сьогодні є основним принципом роботи сучасних двигунів. У перших дизельних двигунах тиск в циліндрі досягало до 35 барів, між тим в сучасних дизельних двигунах воно досягає навіть 250 барів. Сам же Р. Дизель припускав, що максимально досяжний тиск - 150 барів.

перший двигун

Перший дизельний двигун суспільству був представлений 17 лютого 1897 року в Аугсбурзі. Сьогодні оригінал цього двигуна можна побачити в «Deutsches Museum» в Мюнхені.

26% - такий коефіцієнт корисної дії в 1897 році здавався приголомшливим. У той час коефіцієнт корисної дії парових машин сягав лише 12%.

Циліндр з робочим об'ємом 19 л при швидкості обертання 172 об / хв створює досить сильний крутний момент, тому дизельний двигун є дуже міцним і довговічним.

Загальна вага 4,5 тонни. Щоб досягти високого рівня тиску, двигуни були стаціонарними, важкими і масивними.

14,7 kW - потужність першого двигуна внутрішнього згоряння. Наприклад, використовувані сьогодні в контейнерних судах найпотужніші двотактні дизельні двигуни можуть розвинути потужність до 85 000 kW.

Від чотирьох до двох тактів

На відміну від першого дизельного двигуна, двигуни великих торгових суден (включаючи нафтові танкери, масивні вантажні та контейнерні суду) працюють по двотактному принципом. У той час як катери берегової охорони, транспортні судна військово-морського флоту, пороми і круїзні судна працюють на чотиритактних двигунах.

Такти двигуна відображають принцип його роботи. У чотиритактних двигунах, як і в першому дизельному двигуні, існує наступна послідовність тактів:

• Перший такт: поршень занурюється вниз циліндра і всмоктує повітря;

• Другий такт: поршень стискає повітря, впорскується паливо, і суміш займається;

• Третій такт: палаюча суміш штовхає поршень вниз, він передає рух в колінчастий вал;

• Четвертий такт: поршень піднімається вгору, виштовхуючи вироблені в процесі горіння вихлопні гази.

У двотактних двигунах, наприклад, в сучасних дизельних двигунах для морського транспорту, які виробляє MAN, все відбувається за все в два рухи: в першому такті поршень рухається по циліндру вгору. Компресор подає чисте повітря по пропускним засувок, які розташовані над точкою повернення поршня. Одночасно - для випуску відпрацьованих газів - відкриваються клапани, що знаходяться поруч з головкою циліндра. Ледве поршень досягає верхньої точки, клапани закриваються і впорскується дизельне паливо.

Під час впорскування паливо запалюється, а тиск в поршневий камері підвищується, тим самим штовхаючи поршень вниз. Під час цього процесу поршень передає крутний момент в колінний вал. У нижній точці процес повторюється. Двигуни великих суден дуже повільні. Момент, що обертає вони передають без приводних блоків прямо в гвинти, швидкість руху яких досягає 70 - 130 об / хв. Для порівняння: звичайна швидкість обертання сучасних чотиритактних дизельних двигунів автомобілів - 4000 - 5000 об / хв.

Турбокомпресор значно підвищив ефективність двигуна

«Вирішальний прорив в сфері дизельних двигунів стався в 1909 році, коли проти камери згоряння була вироблена концепція впорскування палива. Це стало технічною основою для надійних, регульованих і ефективних сучасних систем впорскування », - стверджує Християн Поенсген, керівник підрозділу Інженерних досліджень і розвитку MAN Diesel & Turbo.

Свою історію успішно продовжували лінійні і V-подібні двигуни. Під час Першої світової війни для потреб авіації були проведені радіальні двигуни, які використовувалися аж до 1950 року.

Герлінди Симон, директор музею MAN, підкреслює, що «в наступні десятиліття дизельні двигуни постійно вдосконалювалися». Ще в 1905 році швейцарський інженер Альфред Бучі винайшов і запатентував перший турбокомпресор (турбіну), а перший двотактний роторний двигун з турбокомпресором був сконструйований в 1910 році.

В сучасних двотактних двигунах тиск досягає 180 барів - це в 6 разів більше, ніж Рудольф Дизель досяг у своєму першому двигуні.

«У серійних чотиритактних двигунах тиск досягає 250 барів, хоча під час випробувань ми вже досягали і 400 барів», - зазначає фахівець MAN Християн Поенсген.

Найефективніший дизельний двигун

Потужність в 3600 kW розподіляється між шістьма циліндрами. Чотиритактні двигуни MAN CR (англ. Common rail), в яких один циліндр створює потужність в 600 kW, займають лідируюче місце на ринку за своєю ефективністю.

Досягається ефективність 48,5% особливо висока. У порівнянні з продуктивністю першого двигуна Р. Дизеля, цей коефіцієнт майже подвоївся.

Робочий об'єм двигуна 210 л, при швидкості обертання 750 об / хв забезпечує низьку витрату палива. Чим більше співвідношення робочого об'єму і крутного моменту, тим менше витрати палива.

Загальна маса 39 тонн. За своєю ефективністю двигун 32/44 CR (англ. Common rail) можна порівнювати навіть з легкими двигунами. Двигун CR розвиває потужність до 125 кінських сил на 1 тонну, в той час як потужність першого дизельного двигуна становила лише 3 к.с. / 1 ​​т.

Новітні технології

В даний час інженери постійно створюють більш ефективні технології, що сприяють зниженню витрати палива.

Наприклад, в Китаї і Японії до 2017 року буде спущено на воду шість танкерів з двигунами двох паливних систем MAN, що працюють на зрідженому природному газі (СПГ). Побудовані на суднобудівельному заводі в Худонг-Жонгуа (недалеко від Шанхая), ці судна стануть першими великими СПГ танкерами, в яких електричний привід будуть приводити в дію двигуни з двома паливними системами. У цих двигунах буде можливість використовувати не тільки природний газ або дизельне паливо, але також і суміш рідкого палива з природним газом. Використовуючи природний газ, такі двигуни будуть відразу відповідати Tier III-вже затвердженим і майбутнім вимогам Міжнародної морської організації до паливної емісії.

Найближчим часом на перших контейнерних судах почнеться обладнання працюють на природному газі двигунів MAN. Незважаючи на те, що газові турбіни відрізняються більш високою ефективністю, перевершити дизельний двигун вони можуть тільки в умовах повного навантаження. Тому дизельні двигуни, по крайней мере, в найближчому майбутньому залишаться найбільш ефективним вибором.

Підготовлено за інформацією журналу «Specialistas» (видавець «Adampolis»).