Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир

В 10 часов вечера 29 сентября 1913 года Рудольф Дизель отправился в свою каюту на пароходе «Дрезден», шедшем из бельгийского Антверпена через Ла-Манш в Лондон. Его пижама была разложена на кровати, но он так в нее и не переоделся. Изобретатель двигателя, названного его именем, размышлял о своих больших долгах и процентах по ним, которые он уже не мог выплачивать. В его дневнике этот день — 29 сентября — был помечен зловещим крестом: «X».

Перед тем, как отправиться на пароход, 55-летний Дизель собрал все наличные деньги и сложил их в сумку вместе с документами, из которых было ясно, насколько отчаянным оказалось его финансовое положение. Он отдал сумку ничего не подозревавшей жене и велел открыть ее не раньше, чем через неделю. Дизель вышел на палубу. Снял плащ и шляпу. Аккуратно сложил их на палубе. Посмотрел на воду. И прыгнул за борт.

Или не прыгнул? Любители конспирологии считают, что ему «помогли».

Но кто мог быть заинтересован в смерти бедного изобретателя? Есть две версии.

Для того чтобы понять контекст, вернемся на тридцать лет назад, в 1872 год. Паровые двигатели уже широко применяются в промышленности, по железным дорогам бегают все более многочисленные паровозы, но в городах весь транспорт — по-прежнему на гужевой тяге.

Схема-рисунок двигателя внутреннего сгорания, изобретенного Рудольфом Дизелем в 1887 году

Спрос на замену лошади

Осенью того года эпизоотия конского гриппа парализовала города Соединенных Штатов. Не на чем было подвозить товары в лавки, не на чем вывозить мусор. В полумиллионном городе в те времена могло быть около ста тысяч лошадей. Каждая из них ежедневно орошала улицы 15 килограммами навоза и 4 литрами мочи. Города остро нуждались в недорогом, надежном и небольшом двигателе, который заменил бы конную тягу.

Одним из кандидатов на эту роль был паровой двигатель: автомобили на паровой тяге конструировались один за другим. Вторым был двигатель внутреннего сгорания. Первые его модели работали на газе, на бензине, даже на порохе. Но в семидесятых годах XIX века, когда Рудольф Дизель был студентом, оба этих типа двигателей были ужасно неэффективны — КПД составлял всего лишь около 10%. Поворотным пунктом в жизни молодого Дизеля стала лекция о термодинамике в Королевском Баварском политехническом институте в Мюнхене, на которой он услышал, что двигатель внутреннего сгорания, преобразующий всю энергию тепла в полезную работу, теоретически возможен.

Один из первых грузовых автомобилей с дизельным двигателем

Дизель взялся за претворение теории в жизнь. И потерпел неудачу. КПД его первого двигателя составлял всего лишь 25%. КПД лучших из современных дизелей — более 50%. Но даже 25% — это было в два с лишним раза лучше, чем у конкурентов. В бензиновых двигателях внутреннего сгорания в цилиндре сжимается смесь воздуха и паров бензина, которая затем поджигается электрической искрой. В двигателе Дизеля сжимается только воздух, и этом его температура повышается настолько, что ее достаточно для воспламенения впрыскиваемого топлива. При этом в дизеле чем сильнее сжатие, тем меньше нужно топлива, тогда как в двигателе с зажиганием слишком сильное сжатие приводит к сбою в работе.

Первый грузовик MAN SE, 1924 г.

Ненадежные моторы

Все автомобилисты знают о главном свойстве машин с дизельным мотором: они обычно дороже стоят, зато дешевле в эксплуатации. К несчастью для Рудольфа Дизеля, его первые модели при всем их высоком КПД отличались ненадежностью. Недовольные покупатели завалили его требованиями о возврате денег. Это и загнало изобретателя в финансовую яму, из которой он не смог выбраться. Но он продолжал работать над своим двигателем и постепенно совершенствовал его. Выявились другие преимущества двигателя Дизеля. Он может работать на более тяжелом, чем бензин, топливе — солярке, или, как сейчас его чаще называют, дизтопливе. Оно дешевле бензина и к тому же менее интенсивно испаряется, поэтому менее взрывоопасно. В силу этого дизели стали особенно популярны у военных. Уже в 1904 году двигатели Рудольфа Дизеля были поставлены на французских подводных лодках.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля

Машины с дизельным двигателем дороже при покупке, но дешевле в эксплуатации

Здесь лежат корни первой конспирологической версии смерти Рудольфа Дизеля. Европа, 1913 год, большая война все ближе и все неотвратимее — а тут немец, изобретатель нового двигателя, преследуемый финансовыми проблемами, отправляется в Британию. Одна газета так и написала в заголовке: «Изобретателя сбросили в море, чтобы предотвратить продажу патентов британскому правительству». Коммерческий потенциал изобретения Дизеля, однако, стал раскрываться только после Первой мировой. Первые дизельные грузовики появились в 1920-х годах, железнодорожные локомотивы — в 1930-х. К 1939 году уже четверть морских грузов в мире перевозили суда с дизельными установками. После Второй мировой войны были созданы еще более мощные дизельные моторы, которые позволили строить суда все большего водоизмещения и все более экономно перевозить грузы. На топливо приходится около 70% себестоимости морских перевозок.

Современные дизельные моторы имеют КПД 40-45%. Есть моторы с КПД выше 50

Пар или дизель?

Чешско-канадский ученый Вацлав Смил, например, считает, что если бы международная торговля оставалась привязана к паровым двигателям и не перешла на дизель, то она росла бы гораздо медленнее. Британско-американский экономист Брайан Артур так не считает. Он называет переход на двигатели внутреннего сгорания в течение последнего века проявлением «попадания в колею»: уже сделанные инвестиции и построенная инфраструктура заставляют человечество действовать в определенном коридоре, а если бы с самого начала был выбран другой путь, то и на нем нашлись бы эффективные решения.

По мнению Брайана Артура, еще в 1914 году у паровых автомобильных двигателей перспективы были не хуже, чем у двигателей внутреннего сгорания, но растущее влияние нефтяной промышленности привело к тому, что в развитие ДВС стали вкладывать гораздо больше денег. Если бы инвестиций было поровну, то, предполагает доктор Артур, мы бы сейчас вполне могли ездить на машинах с паровыми двигателями какого-нибудь очередного поколения.

Судовая дизельная установка

А если бы мировая экономика прислушалась к Рудольфу Дизелю, то, может быть, сейчас двигатели работали бы на арахисе. Имя Дизеля сейчас ассоциируется с топливом из нефтепродуктов, но вообще-то он приспосабливал свой двигатель для работы с разными видами топлива — от угольной пыли до растительного масла. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал модель, работающую на арахисовом масле. А за год до смерти, в 1912 году, Рудольф Дизель предсказывал, что растительное масло станет таким же важным видом топлива, как и нефтепродукты. Владельцам арахисовых плантаций это предсказание наверняка понравилось, а владельцам нефтяных месторождений — не очень. Отсюда — вторая конспирологическая версия смерти Дизеля. Другая газета по ее поводу написала: «Убит агентами нефтяных трестов».

Были и самолеты с дизельными моторами, но в авиации такой мотор не прижился. На фото тяжелый советский самолет ПЕ-8 с дизельными двигателями

Арахис против нефти

В последнее время в мире возрождается интерес к дизельному биотопливу. Оно меньше загрязняет атмосферу, но есть и проблема: оно занимает сельскохозяйственные угодья, а это ведет к повышению цен на продовольствие. Во времена Рудольфа Дизеля это не выглядело большой проблемой: население Земли тогда было гораздо меньше, а климатические изменения не сильно беспокоили людей. Поэтому Рудольф Дизель, наоборот, мечтал, что его двигатель поможет развиваться бедным, аграрным странам. Насколько иначе сейчас выглядел бы мир, если бы самыми ценными землями считались не те, где качают нефть, а те, где хорошо растет арахис? Мы можем только гадать. Точно так же, как мы можем только гадать, что же в точности случилось с Рудольфом Дизелем.

Рудольф Дизель рассматривал арахис как источник топлива для своих моторов

Его тело было найдено в море рыбаками через десять дней. К тому времени оно настолько разложилось, что рыбаки не стали брать его на борт, но забрали личные вещи — кошелек, перочинный нож, футляр для очков. Когда рыбаки добрались до берега, эти вещи опознал младший сын Дизеля. А тело изобретателя навсегда осталось в морских глубинах.

Дизельный двигатель В-2

А. Протасов, рисунок А. Краснова

Прославленный танковый дизель был создан на Харьковском паровозостроительном заводе (ХПЗ) имени Коминтерна в 1939 г. Мотор, получивший обозначение В-2, устанавливался перед войной на советских лёгких быстроходных колёсно-гусеничных танках БТ-7М, средних танках Т-34 и тяжелых КВ-1 и КВ-2, а также на тяжелом гусеничном артиллерийском тягаче «Ворошиловец». В военное время его ставили на средние танки Т-34, тяжелые KB и ИС, а также на самоходные артиллерийские установки (САУ) на их базе. В послевоенные годы этот двигатель модернизировался, и современные танковые моторы являются его прямыми потомками.

Технические особенности В-2 наглядно демонстрируют пути, которыми развивалась техническая мысль в целом и моторостроение в частности в преддверии Второй мировой войны.

Проектировать этот двигатель начали в дизельном отделе ХПЗ в 1931 г. под руководством начальника отдела К.Ф. Челпана. Активное творческое участие в работе принимали А.К. Башкин, И.С. Бер, Я.Е. Вихман и др. Поскольку опыта разработки танкового быстроходного дизеля не было, они начали его проектирование широким фронтом: прорабатывались три схемы расположения цилиндров – одно- и двухрядного (V-образного), а также звездообразного. Послеобсуждения и оценки каждой схемы отдали предпочтение 12-цилиндровой V-образной конструкции. При этом проектируемый двигатель, получивший первоначальное обозначение БД (быстроходный дизель), был схож с авиационными карбюраторными двигателями М5 и М17Т, устанавливавшимися на лёгких колёсно-гусеничных танках БТ. Это закономерно: предполагалось, что мотор будет выпускаться в танковом и авиационном вариантах.

Разработка велась поэтапно. Сначала создали одноцилиндровый двигатель и проверяли его в работе, а затем изготовили двухцилиндровую секцию, имевшую главный и прицепной шатуны. В 1932 г., добившись её устойчивой работы, приступили к разработке и испытаниям 12-цилиндрового образца, получившего обозначение БД-2 (быстроходный дизель второй), которые были закончены в 1933 г. Осенью 1933 г. БД-2 выдержал первые государственные стендовые испытания и был установлен на лёгком колёсно-гусеничном танке БТ-5. Ходовые испытания дизелей БД-2 на БТ-5 начались в 1934 г. Одновременно продолжалось совершенствование двигателя и устранение обнаруженных недостатков. В марте 1935 г. члены ЦК компартии и правительства ознакомились в Кремле с двумя танками БТ-5 с дизелями БД-2. В том же месяце последовало решение правительства о строительстве при ХПЗ цехов для их изготовления.

Для оказания технической помощи в Харьков были направлены из Москвы инженеры из Центрального института авиационных моторов (ЦИАМ) М.П. Поддубный, Т.П. Чупахин и другие, имевшие опыт проектирования авиационных дизелей, а также начальник кафедры двигателей Военной академии механизации и моторизации Красной Армии проф. Ю.А. Степанов и его сотрудники.

Руководство подготовкой серийного производства доверили И.Я. Трашутину и Т.П. Чупахину. К концу 1937 г. на испытательный стенд был установлен новый доведённый дизель, получивший к тому времени обозначение В-2. Проведённые в апреле-мае 1938 г. государственные испытания показали, что можно начинать его мелкосерийное производство, которым стал руководить С.Н. Махонин. В 1938 г. на ХПЗ изготовили 50 двигателей В-2, а в январе 1939 г. дизельные цеха ХПЗ отделились и образовали самостоятельный моторостроительный за вод, получивший позднее № 75. Чупахин стал главным конструктором этого завода, а Трашутин – начальником конструкторского бюро. 19 декабря 1939 г. начался крупносерийный выпуск отечественных быстроходных танковых дизелей В-2, принятых в производство распоряжением Комитета обороны вместе с танками Т-34 и КВ.

За разработку двигателя В-2 Т.П. Чупахину была присуждена Сталинская премия, а осенью 1941 г. завод № 75 награжден Орденом Ленина. В то время этот завод был эвакуирован в Челябинск и слился с челябинским Кировским заводом (ЧКЗ). Главным конструктором ЧКЗ по дизельным двигателям назначили И.Я. Трашутина.

Необходимо упомянуть и об авиационном варианте В-2А, судьба которого сложилась драматически. К началу серийного производства основной модели самолёт-разведчик, на котором предполагалось устанавливать В-2А, устарел, а переделывать основную модель В-2 в чисто танковую было нецелесообразно. Это потребовало бы дополнительного времени, которого у наших моторостроителей не было: надвигалась Вторая мировая война, и Красной Армии требовались – срочно и в большом количестве – новые танки с противоснарядной бронёй и мощными дизелями.

В-2 так и пошел «на поток» с алюминиевым картером и блоками цилиндров, с длинным носком коленчатого вала и упорным шарикоподшипником, способным передавать усилие от воздушного винта картеру двигателя. Уместно заметить, что самолёт-разведчик Р-5 успешно летал с двигателем В-2А.

Существовала и другая модификация этого двигателя – В-2К, отличавшаяся повышенной до 442 кВт (600 л.с.) мощностью. Увеличение мощности достигалось за счёт повышения степени сжатия на 0,6–1 ед., увеличения частоты вращения коленчатого вала на 200 мин^–1 (до 2 000 мин^–1) и подачи топлива. Модификация первоначально предназначалась для установки на тяжелых танках KB и изготавливалась на ленинградском Кировском заводе (ЛКЗ) по документации ХПЗ. Массогабаритные показатели по сравнению с базовой моделью не изменились.

В предвоенное время на заводе № 75 были созданы и другие модификации этого двигателя – В-4, В-5, В-6 и другие, максимальная мощность которых находилась в довольно широких пределах – от 221 до 625 кВт (300–850 л.с.), которые предназначались для установки на лёгких, средних и тяжелых танках.

Перед Великой Отечественной войной танковые дизели изготавливались заводом № 75 в Харькове и ЛКЗ в Ленинграде. С началом войны их стал изготавливать Сталинградский тракторный, завод № 76 в Свердловске и ЧКЗ (Челябинск). Однако танковых дизелей не хватало, и в конце 1942 г. в Барнауле срочно построили завод № 77. Всего же эти заводы в 1942 г. изготовили 17 211 шт., в 1943 г. – 22 974 и в 1944 г. – 28 136 дизельных двигателей.

В-2 относился к быстроходным 4-тактным бескомпрессорным, с непосредственным впрыском топлива 12-цилиндровым тепловым машинам жидкостного охлаждения, имеющим Vобразное расположение цилиндров с углом развала 60°.

Картер состоял из верхней и нижней половин, отлитых из силумина, с плоскостью разъёма по оси коленчатого вала. В нижней половине картера имелись два углубления (передний и задний маслозаборники) и передача к масляному и водяному насосам и топливоподкачивающей помпе, крепящихся снаружи картера. К верхней половине картера крепились на анкерных шпильках левый и правый блоки цилиндров вместе с их головками. В корпусе рубашки каждого блока цилиндров, изготовленного из силумина, устанавливались по шесть стальных азотированных мокрых гильз.

В каждой головке цилиндров были два распредвала и по два впускных и выпускных клапана (т.е. по четыре!) на каждый цилиндр. Кулачки распределительных валов действовали на тарелки толкателей, установленных непосредственно на клапанах. Сами валы были полыми, по внутренним сверлениям подводилось масло к их опорам и к тарелкам клапанов. Выпускные клапаны не имели специального охлаждения. Для привода распредвалов использовали вертикальные валы, каждый из которых работал с двумя парами конических шестерён.

Коленчатый вал изготавливался из хромоникельвольфрамовой стали и имел восемь коренных и шесть шатунных пустотелых шеек, располагавшихся попарно в трёх плоскостях под углом 120°. Коленчатый вал имел центральный подвод смазки, при котором масло подводилось в полость первой коренной шейки и по двум сверлениям в щеках проходило во все шейки. Развальцованные в выходных отверстиях шатунных шеек медные трубки, выходившие к центру шейки, обеспечивали поступление на трущиеся поверхности центрифугированного масла. Коренные шейки работали в толстостенных стальных вкладышах, залитых тонким слоем свинцовистой бронзы. От осевых перемещений коленвал удерживался упорным шарикоподшипником, установленным между седьмой и восьмой шейками.

Поршни – штампованные из дюралюминия. На каждом установлены пять чугунных поршневых колец: два верхних компрессионных и три нижних маслосбрасывающих. Поршневые пальцы – стальные, полые, плавающего типа, удерживаемые от осевого перемещения дюралюминиевыми заглушками.

Шатунный механизм состоял из главного и прицепного шатунов. Из-за кинематических особенностей этого механизма ход поршня прицепного шатуна был на 6,7 мм больше, чем у главного, что создавало небольшое (около 7%) различие в степени сжатия в левом и правом рядах цилиндров. Шатуны имели двутавровое сечение. Нижняя головка главного шатуна к верхней его части крепилась с помощью шести шпилек. Шатунные вкладыши были стальными тонкостенными, залитыми свинцовистой бронзой.

Пуск двигателя был дублированным, состоявшим из двух, действующих независимо систем – электрического стартера мощностью 11 кВт (15 л.с.) и пуска сжатым воздухом из баллонов. На некоторых двигателях вместо обычных электростартеров устанавливали инерционные с ручным приводом из боевого отделения танка. Система пуска сжатым воздухом предусматривала наличие распределителя воздуха и пускового автоматического клапана на каждом цилиндре. Максимальное давление воздуха в баллонах составляло 15 МПа (150 кгс/см²), а поступавшего в распределитель – 9 МПа (90 кгс/см²) и минимальное – 3 МПа (30 кгс/см²).

Для подкачки топлива под избыточным давлением 0,05–0,07 МПа (0,5–0,7 кгс/см²) в питающую полость насоса высокого давления использовалась помпа коловратного типа. Насос высокого давления НК-1 – рядный 12-плунжерный, с двухрежимным (позже всережимным) регулятором. Форсунки закрытого типа с давлением начала впрыска 20 МПа (200 кгс/см²). В системе топливоподачи имелись также фильтры грубой и тонкой очистки.

Система охлаждения – закрытого типа, рассчитанная на работу под избыточным давлением 0,06–0,08 МПа (0,6–0,8 кгс/см²), при температуре кипения воды 105–107°С. В неё входили два радиатора, центробежный водяной насос, сливной кран, заливной тройник с паровоздушным клапаном, центробежный вентилятор, закрепленный на маховике двигателя, и трубопроводы.

Система смазки – циркуляционная под давлением с сухим картером, состоявшая из трёхсекционного шестерённого насоса, масляного фильтра, двух масляных баков, ручного подкачивающего насоса, уравнительного бачка и трубопроводов. Масляный насос состоял из одной нагнетающей секции и двух откачивающих. Давление масла перед фильтром составляло 0,6–0,9 МПа (6–9 кгс/см²). Основной сорт масла – авиационное МК летом и МЗ зимой.

Анализ параметров двигателей В-2 показывает , что они отличались от карбюраторных намного лучшей топливной экономичностью, большой габаритной длиной и сравнительно небольшой массой. Это объяснялось более совершенным термодинамическим циклом и «близким родством» с авиационными моторами, предусматривавшим длинный носок коленвала и изготовление большого числа деталей из алюминиевых сплавов.

Технические характеристики двигателей В-2

Двигатель	В-2	В-2К
Год выпуска	1939
Тип	Танковый, быстроходный, бескомпрессорный, с непосредственным впрыском топлива
Число цилиндров	12
Диаметр цилиндров, мм	150
Ход поршня, мм: – основного шатуна – прицепного шатуна	180 186,7
Рабочий объём, л	38,88
Степень сжатия	14 и 15	15 и 15,6
Мощность, кВт (л.с.), при мин–1	368 (500) при 1 800	442 (600) при 2 000
Максимальный крутящий момент Нм (кгс·м) при 1 200 мин–1	1 960 (200)	1 960 (200)
Минимальный удельный расход топлива, г/кВт·ч, (г/л.с.·ч)	218 (160)	231 (170)
Габариты, мм	1 558х856х1 072
Масса (сухая), кг	750

Следует сказать несколько слов о мировом приоритете. В отечественной военно-исторической литературе можно встретить мнение, что В-2 был первым в мире танковым дизелем. Это не совсем так. Он входит в «первую тройку» танковых дизелей. Его «соседями» были 6-цилиндровый двигатель жидкостного охлаждения «Заурер» мощностью 81 кВт (110 л.с.), устанавливавшийся с 1935 г. на польском лёгком танке 7ТР, и 6-цилиндровый дизель воздушного охлаждения «Мицубиси» АС 120 VD мощностью 88 кВт (120 л.с.), устанавливавшийся с 1936 г. на японском лёгком танке 2595 «Ха-го».

От своих «соседей» В-2 отличался значительно большей мощностью. Некоторая задержка с началом его серийного производства объяснялась, в том числе и стремлением советских моторостроителей основательно испытать двигатель в войсках, чтобы уменьшить количество «детских болезней». И мотор пользовался заслуженным доверием у советских воинов.

Дизельный двигатель празднует свой 100-летний юбилей

Сегодня исполняется ровно 102 года с момента запуска первого дизельного двигателя. Но широкой массе новинка была представлена только в 1899 году.

Первый дизельный двигатель выглядел именно так

Более века назад, а точнее 28 января 1897 года, состоялись первые испытания двигателя внутреннего сгорания нового типа. Руководил экспериментом немецкий изобретатель и инженер Рудольф Дизель, который получил патент на свою новую разработку еще 1892 году. После успешного эксперимента немецкий инженер занялся продажей лицензий на новый двигатель. Но несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации, практическое применение такого двигателя было ограниченным за счет больших габаритов и веса. Первые дизельные моторы работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах, хотя изначально Рудольф Дизель предлагал заправлять свое «детище» каменноугольной пылью (так как в Германия не обладала запасами нефти), но от этой идеи впоследствии пришлось отказаться.

Так выглядит современный дизельный двигатель для легковых автомобилей

Тем временем, не зная о существовании Рудольфа Дизеля и его изобретения, Густав Тринклер в Петербурге построил «нефтяной двигатель высокого давления». Сравнивая два этих ДВС — русская версия оказалась перспективнее и совершеннее. Однако в 1902 году дальнейшая разработка «Тринклер-мотора» была приостановлена из-за владельцев лицензии уже действующего конкурента.

Самый большой двигатель в мире объемом 25 480 литров,обладающий мощностью 107 389 л.с. Самый большой дизельный двигатель, когда-либо созданный человеком

В 1899 году завод Нобеля развернул массовое производство дизельных моторов (с этого момента и начинается история этого силового агрегата), а годом позже на Всемирной выставке в Париже эта разработка получила Гран-при. Сейчас обозначением ДВС с воспламенением от сжатия используется термины: «Двигатель Дизеля», «дизель» или «дизельный мотор», ровно потому, что теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания двигателей такого типа. В последние годы происходит рост популярности дизельных двигателей для легковых и грузовых автомобилей, не только из-за их экономичности и долговечности, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время имеют  множество моделей с дизельным двигателем.

Карбюраторные и дизельные двигатели

Карбюраторные и дизельные двигатели

В данном разделе речь пойдет о карбюраторных и дизельных двигателях, работающих на жидком топливе.

Для работы карбюраторных двигателей необходим бензин, для работы дизельных – дизельное топливо. КПД этих двигателей составляет 20%.

Рассмотрим подробнее устройство каждого из двигателей.

Карбюраторные поршневые двигатели.

К составляющим карбюраторного поршневого двигателя относятся:

• кривошипно-шатунный механизм,
• газораспределительный механизм,
• система питания,
• система выпуска отработавших газов,
• система зажигания,
• система охлаждения,
• система смазки.

А теперь рассмотрим принцип работы на примере одноцилиндрового карбюраторного двигателя. Его устройство представлено на рисунке 1.1.

Рис. 1.1 Одноцилиндровый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания:а) «стакан» в «стакане»; б) поперечный разрез1 — головка цилиндра; 2 — цилиндр; 3 — поршень; 4 — поршневые кольца; 5 — поршневой палец; 6 — шатун; 7 — коленчатый вал; 8 — маховик; 9 — кривошип; 10 — распределительный вал; 11 — кулачок распределительного вала; 12 — рычаг; 13 — клапан; 14 — свеча зажигания

В цилиндре (2) со съемной головкой (1) находится поршень (3), в специальные канавки справа и слева помещены поршневые кольца (4). Кольца скользят по поверхности цилиндра, не давая образующимся газам вырваться вниз и препятствуя попаданию наверх масла.

Поршневой палец (5) и шатун (6) соединяют поршень с кривошипом коленчатого вала (9). Он вращается в подшипниках, которые расположены в картере двигателя. На конце коленчатого вала (7) укреплен маховик (8).

Когда кулачки распределительного вала (11) находят на рычаги (12), клапаны (13) открываются. При этом, через впускной клапан проходит горючая смесь (бензин и воздух), а через выпускной выходят отработанные газы. Закрываются клапаны под воздействием пружин, когда кулачки сбегают с рычагов. В движении коленчатый вал и кулачки приводятся с помощью коленчатого вала.

Свеча зажигания (14) расположена в резьбовом отверстии головки цилиндра (1). Между ее электродами проскакивает искра и воспламеняет горючую смесь (см. выше).

Вот основные принципы работы одноцилиндрового карбюраторного двигателя.Также существуют показатели, которые используются для оценки двигателей (рисунок 1.2).

Рис. 1.2 Ход поршня и объемы цилиндра двигателяа) поршень в нижней мертвой точкеб) поршень в верхней мертвой точке

ВМТ и НМТ – верхняя и нижняя «мертвая» точка, соответственно. Эти показатели характеризуют положение поршня, при котором он удален от оси коленчатого вала.S – ход поршня. Путь от одной «мертвой» точки до другой.Vс — объемом камеры сгорания. Это объем над поршнем, когда он находится в ВМТ.Vр — рабочий объем цилиндра. Тот объем, который освобождает поршень, перемещаясь от верхней «мертвой» точке к нижней.Vп – полный объем цилиндра. Показатель, который исчисляется суммированием объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.При сложении рабочих объемов всех цилиндров мы получаем рабочий объем двигателя. Мы рассмотрели работу двигателя с одним цилиндром, но современные машиностроительные заводы выпускают двигатели с количеством цилиндров 4, 6, 8, 12.

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя

Чтобы заставить вращаться ведущие колеса автомобиля двигатель должен пройти так называемый рабочий цикл. Двигатель автомобиля совершает этот цикл за четыре такта (схема представлена на рисунке 1.3):

• впуск горючей смеси,
• сжатие рабочей смеси,
• рабочий ход,
• выпуск отработавших газов.

Рис. 1.3 Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя а) впуск; б) сжатие; в) рабочий ход; г) выпуск

Первый такт – впуск горючей смеси (рис. 1.3а). Клапан открывается, горючая смесь заполняет цилиндр, смешивается с остатками газов и превращается в рабочую смесь.

Второй такт — сжатие рабочей смеси (рис. 1.3б). Клапаны закрыты, следовательно, рабочая смесь сжимается, температура газов повышается. Если оценить это в цифрах, то мы получим следующие величины: давлении в цилиндре составит 9-10 кг/см2, температура газов – 400оС.

Третий такт — рабочий ход (рис. 1.3в). На этом этапе сгорает рабочая смесь, в результате происходит выделение энергии, которая превращается в механическую работу. Расширяющиеся газы создают давление на поршень, далее через шатун и кривошип на коленчатый вал. Под силой давления коленчатый вал и ведущие колеса автомобиля начинают вращаться.

Четвертый такт — выпуск отработавших газов (рис. 1.3г). Поршень совершает движение от ВМТ к НМТ, при этом открывается выпускной клапан, и отработанные газы выходят из цилиндра.

Мы рассмотрели четыре такта работы двигателя. Только в ходе третьего такта (рабочего хода) совершается полезная механическая работа. А первый, второй и четвертый – это подготовительные процессы. Этим процессам способствует кинестетическая энергия маховика (рисунок 1.4), который вращается по инерции

Рис. 1.4 Коленчатый вал двигателя с маховиком1 — коленчатый вал двигателя; 2 — маховик с зубчатым венцом; 3 — шатунная шейка; 4 — коренная (опорная) шейка; 5 — противовес

Металлический диск, закрепленный на коленчатом валу, и называется маховик. Во время третьего такта, коленчатый вал, раскрученный поршнем через шатун и кривошип, передает запас инерции маховику. В свою очередь, под действием энергии, отдаваемой маховиком, поршень движется вверх (выпуск и сжатие) и вниз (впуск). Т.е. подготовительные такты в обратном порядке осуществляются только за счет запасов инерции в массе маховика через коленчатый вал, шатун и поршень.

Теперь перейдем к рассмотрению дизельных двигателей.

Дизельные двигатели

Главным отличием дизельных двигателей от карбюраторных является отсутствие свечей и системы зажигания. Это связано с высоким давлением, под которым подается топливо непосредственно в цилиндр при помощи форсунки, и высокой температурой. Поэтому топливо воспламеняется само. Таким образом система зажигания не нужна..

Главной особенностью работы дизельного двигателя является то, что топливо подается форсункой или насос-форсункой непосредственно в цилиндр двигателя под большим давлением в конце такта сжатия. Необходимость подачи топлива под большим давлением обусловлена тем, что степень сжатия у таких двигателей в несколько раз больше, чем у карбюраторных. И так как давление и температура в цилиндре дизельного двигателя очень высоки, то происходит самовоспламенение топлива. А это означает, что искусственно поджигать смесь не надо. Поэтому у дизельных двигателей отсутствуют не только свечи, но и вся система зажигания.

Рабочий цикл четырехтактного дизельного двигателя

Первый такт – впуск. Цилиндр двигателя наполняется через впускной клапан воздухом.

Второй такт – сжатие. Здесь идет подготовка к воспламенению топлива. Поршень при движении от ВМТ к НМТ сжимает воздух, давление над поршнем становится равным 40 кг/см2, температура – более 500оС.

Третий такт — рабочий ход. Дизельное топливо через форсунку под давлением поступает в камеру сгорания, где и происходит его воспламенение за счет высокой температуры сжатого воздуха. Во время третьего такта давление в цилиндре 100 кг/см2, а температура свыше 2000оС.

Четвертый такт – выпуск отработавших газов, Поршень от НМТ совершает движение к ВМТ, выпускной клапан открывается, отработанные газы выходят из цилиндра.

Размеры, масса и стоимость дизельного двигателя значительно больше бензинового за счет высоких нагрузок на рабочие механизмы. Но есть неоспоримый плюс таких двигателей:

• меньший расход топлива;
• за счет отсутствие системы зажигания снижается вероятность лишних поломок.

В дизельном двигателе, нагрузки на все механизмы и детали значительно больше, чем в карбюраторном бензиновом, и это закономерно приводит к увеличению его массы, размеров и стоимости. Однако дизельный двигатель имеет и неоспоримые преимущества — меньший расход топлива, чем у его карбюраторного «брата» (приблизительно на 30%), а также отсутствие системы зажигания, что значительно уменьшает количество возможных неисправностей при эксплуатации.

Зачем инженеры возвращают встречные поршни — ДРАЙВ

Недавнее известие о том, что миллиардер Билл Гейтс и инвестиционная фирма Khosla Ventures решили вложить миллионы в компанию EcoMotors, проектирующую двигатели со встречным движением поршней, заставило нас детально рассмотреть заокеанскую разработку. У подобных моторов давняя история, но широкого распространения они не получили, во всяком случае на автомобильном транспорте. EcoMotors придала, казалось бы, известному блюду новый вкус.

Свой двигатель с двумя оппозитными цилиндрами, в каждом из которых работает по два встречных поршня, EcoMotors назвала незамысловато — OPOC, что значит Opposed Piston Opposed Cylinder — «оппозитные поршни, оппозитные цилиндры». В принципе, по такой схеме может работать как бензиновый мотор (или ДВС, потребляющий спирт), так и дизельный, но пока компания сосредоточила усилия на втором варианте.

Первый двигатель типа OPOC — дизельную модель EM100 (число означает диаметр цилиндров в миллиметрах) американская компания впервые показала общественности весной 2010 года. По информации EcoMotors, весит агрегат 134 кг, размеры его составляют 58 (длина) х 105 (ширина) х 47 (высота) см, развивает он мощность 325 лошадиных сил и выдаёт крутящий момент 900 Н•м.

Двигатель OPOC — двухтактный, так что за один оборот коленчатого вала встречные поршни каждого из цилиндров совершают рабочий ход. При движении к своим мёртвым точкам они открывают окна в стенках цилиндров. Причём один из поршней заведует впуском, второй — выпуском. На рисунке ниже их легко распознать по цветам — синему и красному соответственно. При этом окна расположены так, что выпускное открывается чуть раньше впускного и закрывается также раньше. Это важно для хорошего газообмена.

Ключевые компоненты OPOC, вид сверху и спереди. Обратите внимание на несимметричное расположение впускных и выпускных патрубков относительно коленвала.

Устранение головок цилиндров, клапанов и механизма их привода упростило мотор, сделало его легче, снизило потери на трение и даже расход масла (по оценке компании, вдвое против обычного дизеля). Но ведь такими преимуществами вроде бы могут похвастать и другие двухтактные моторы со встречными поршнями?

Изюминка новинки в том, что все поршни в ней соединены с единственным центральным коленвалом, в то время как раньше схожие конструкции требовали двух коленчатых валов по краям движка. Соответственно, они были заметно крупнее и тяжелее, и неудивительно, что применение нашли в основном на тепловозах и судах. Ну а OPOC, схема работы которого представлена в ролике ниже, нацелен на куда более широкий спектр машин.

Как любой двухтактник, OPOC нуждается во внешнем устройстве, которое продувало бы цилиндры в момент открытия окон. В рассматриваемом случае конструкторы решили возложить эту обязанность на турбонаддув. Но очевидно, он не поможет при запуске мотора, а сами цилиндры «вдохнуть» и «выдохнуть» не способны.

Решение опять же нашлось в давней идее, которую ряд компаний обкатывал, но до ума никто так и не довёл. На вал классической турбинки инженеры поставили электродвигатель. При запуске и до тех пор, пока ДВС не набрал обороты, этот моторчик получает энергию от батарей, обеспечивая «дыхание» OPOC. А далее мотор отключается, и турбонаддув превращается в самый обычный. Более того, на высоких оборотах, когда поток выхлопных газов велик, электромотор в турбине может превращаться в генератор, подпитывающий батареи машины.

Электрический турбонаддув — один из самых спорных элементов новинки. Для его раскрутки нужно приличное количество энергии, что приводит к необходимости ёмких и мощных батарей, а значит, удорожает конструкцию.

Новая схема, по утверждению её создателей, отличается очень хорошей продувкой цилиндров, а потому позволяет извлечь наибольшую выгоду из самого двухтактного цикла, теоретически позволяющего достичь вдвое большей литровой мощности двигателя, по сравнению с четырёхтактным. Хотя на практике такого показателя ещё не достигалось. Система OPOC обладает рядом иных любопытных особенностей.

При новой конфигурации для того, чтобы обеспечить заданный рабочий объём, каждому из поршней за один ход требуется пройти вдвое меньшее расстояние. Это означает и меньшую скорость движения при фиксированных оборотах, следовательно, и меньшие потери на трение. Всеми этими особенностями двигатель OPOC обязан в первую очередь Петеру Хофбауэру. Основатель, председатель и технический директор EcoMotors ранее много лет возглавлял разработку перспективных двигателей в компании Volkswagen. К примеру, на его счету смещённо-рядный мотор VR6 с малым (15 градусов) углом развала цилиндров. И хотя фирма EcoMotors была основана в 2008 году, сам Хофбауэр начал размышлять над OPOC на несколько лет раньше.

Идея Петера Хофбауэра хотя сама по себе и свежа, но корнями уходит в 1930-е годы. Отправной точкой его изысканиям послужили созданный Гуго Юнкерсом авиационный дизель со встречными поршнями Junkers JUMO 205 (вверху) и бензиновые «оппозитники» Фердинанда Порше (внизу), в числе которых мотор автомобиля, получившего после войны всемирную известность под именем «Жук». Фактически Хофбауэр скрестил эти две конструкции.

Компания сообщает, что OPOC в дизельном варианте на 30–50% легче, чем обычный турбодизель той же мощности, содержит на 50% меньше деталей, занимает в два-четыре раза меньше места под капотом и при этом может быть (при определённых условиях) на 45–50% экономичнее. Последняя цифра вызывает у специалистов самые большие сомнения, однако, даже если выигрыш в расходе преувеличен, основания для оптимистичных заявлений у EcoMotors имеются. Первый образец ДВС OPOC, по утверждению фирмы, провёл на динамометрическом стенде свыше 500 часов. Можно констатировать, что схема работает. С характеристиками дело обстоит не так однозначно. Модель EM100, которую ныне испытывают инженеры, выдаёт заявленные параметры по мощности и крутящему моменту только при настройках, не учитывающих токсичность выхлопа. Такую версию OPOC компания предлагает ставить на военную технику, для которой отношение отдачи к весу важнее прочего.

Для обычного транспорта EcoMotors предлагает настраивать те же движки несколько иначе: на 300 л.с. и 746 Н•м. Улучшение экономичности против обычных дизелей в таком случае обещано «всего» 15-процентное, но и оно выглядит огромным шагом вперёд, так как обычно компании борются за каждый процент. Дальнейшая экономия возможна при объединении пары таких моторов в четырёхцилиндровый агрегат. То, что раньше было самостоятельным мотором, превращается в модуль. Между ними EcoMotors намерена ставить управляемую электроникой муфту. При малой нагрузке, мол, будет работать только один модуль, при большой — подключится второй. А так как OPOC хорошо уравновешен, все действующие силы тут компенсируют друг друга и мотор отличается минимумом вибраций, то и активация «спящей» половинки в любой момент пройдёт гладко.

Замысел этот похож на известное отключение цилиндров в больших V-образных двигателях. Вот только там «холостые» поршни всё равно продолжают движение вверх-вниз, здесь же половина мотора останавливается полностью, а вторая продолжает трудиться в выгодном режиме. Кроме того, в такой бинарной схеме инженеры предлагают ещё немного снизить предельную отдачу каждого модуля — до 240 «лошадок» (480 будет развивать весь агрегат). По соотношению мощности и веса это всё ещё будет очень достойный мотор, причём, мол, удастся добиться максимальной экономии горючего (тех самых 45%) и соответствия самым строгим нормам по токсичности выхлопа, уверяют разработчики.

Пока OPOC — система сырая, а её конструкторы больше раздают обещания. Но они оптимисты и приступили к расширению линейки. На чертежах уже вырисовывается 75-сильный двухцилиндровый мотор EM65 чуть меньшего размера и массы, чем EM100. Его, кстати, хотят перевести на бензин. Сферы же применения EM65 вполне очевидны: лёгкие грузовики и легковушки, в том числе гибриды. Определённым залогом, но не стопроцентной гарантией успеха экзотического ДВС является репутация его главного конструктора: Петер отдал Фольксвагену 20 лет жизни. И удивительно ли, к слову, что его нынешняя работа перекликается с проектами Порше, стоявшего у истоков знаменитой немецкой марки?

Крупный производитель дизельных двигателей планирует производить водород из воды

Крупнейшие автопроизводители начинают перестраивать свой бизнес с целью ориентации на выпуск электромобилей, поскольку в некоторых странах продажа новых машин с ДВС будет запрещена уже в следующем десятилетии. Не отстают и производители силовых установок — Cummins, например, делает ставку на производство установок для добычи водорода из воды методом электролиза.

Источник изображения: Monash University

Водород не только является самым распространённым элементом во Вселенной. Его использование в качестве топлива для транспортных средств не приводит к выбросу парниковых газов, в отличие от ископаемых видов углеводородного топлива. Как отмечает издание Barron’s, известный производитель дизельных двигателей Cummins на отраслевом мероприятии обозначил основные тезисы своей программы перехода на водородное топливо.

Расходы на хранение и логистику водорода достаточно велики, поскольку для этого требуются специальные сосуды, выдерживающие очень высокое давление. По этой причине Cummins предлагает производить водород методом электролиза непосредственно в местах активного потребления. По сути, запасаемая электроэнергия из возобновляемых источников может использоваться для электролиза воды с целью выделения водорода и его дальнейшего потребления транспортными средствами.

Как отмечает Cummins, сейчас один мегаватт электролитической мощности стоит примерно $1 млн, к 2025 году эта сумма уменьшится до $750 000. Электролитическая установка мощностью в 1 мегаватт способна ежедневно производить до 400 кг водородного топлива. Такой производительности хватит, чтобы обеспечить один магистральный тягач топливом для передвижения в течение нескольких дней — при условии, что ежедневный пробег не превышает 800–1000 км.

Современной экономике потребуются тысячи мегаватт мощности по производству водорода. Потенциальный доход от реализации электролитических установок Cummins оценивает в сотни миллионов долларов в год. В масштабах бизнеса данной компании сумма не очень большая, ведь в следующем году она выручит около $21 млрд, но вектор задан вполне чётко. Помимо выпуска установок для добычи водорода из воды, Cummins собирается развивать выпуск топливных водородных элементов. Они позволяют вырабатывать электричество в ячейках, заправляемых водородом.

По оценкам Cummins, один килограмм водородного топлива будет обходиться в производстве от $3 до $6, американская компания Nikola ранее упоминала сопоставимую цену в $4 за килограмм. При таком уровне цен водород уже может соперничать с дизельным топливом по экономической целесообразности использования. Правда, чтобы развить необходимую инфраструктуру, придётся потратить не только миллиарды долларов, но и несколько лет.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Тепло ДВС и ГТУ. Анализ температурного уровня и тепловой мощности, отводимой в дизельных ДВС. Часть №4.

Содержание:

   4. АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОГО УРОВНЯ И ТЕПЛОВОЙ МОЩНОСТИ, ОТВОДИМОЙ В ДИЗЕЛЬНЫХ ДВС

   Наравне с двигателями внутреннего сгорания, работающих на природном газе, бензине и прочих топлив, воспламенение которых происходит от свечи зажигания, широкое применение получили двигатели, работающие на дизельном топливе, где принцип работы, а следовательно и термодинамических цикл двигателя в значительной степени отличается от цикла двигателем внутреннего сгорания со свечой зажигания. Отличие в цикле, главным образом, характеризуется степенью сжатия в ступени двигателя, что в свою очередь отражается на температуре выхлопных газов двигателя. 

   На рисунке №9 представлена зависимость температуры выхлопных газов дизельного двигателя после турбины турбонаддува от электрической мощности генератора, привод которого осуществляет дизельных двигатель. 

Рисунок №9. Зависимость температуры выхлопных газов дизельного двигателя 

после турбины турбонаддува от электрической мощности генератора.

   Минимальное значение температуры выхлопных газов равно 452°С при электрической мощности 1 020 кВт, а максимальное значение температуры выхлопных газов равно 586°С при электрической мощности 88 кВт. Сравнивая эти данные, которые были приведены на рисунке №5, можно сделать вывод о том, что в дизельных двигателях температура выхлопных газов примерно на 1,15 раз выше, чем в газовых двигателях. Как уже было отмечено выше, это принципиальным образом зависит от термодинамических процессов, а также от принципа работы двигателей. 

   На рисунке №10 представлена зависимость тепловой мощности, уносимой продуктами сгорания дизельного топлива от электрической мощности генератора. При построение графика принималось во внимание, что тепловая мощность, уносимая продуктами сгорания топлива получается при охлаждении продуктов сгорания от температуры газа при выходе из турбины компрессора наддува до температуры 120 °С. Для получения тепловой мощности, которая получится при полном охлаждении продуктов сгорания – т.е. до температуры окружающей среды, которую можно принять 25°С – можно воспользоваться коэффициентом пересчета, равным 1,15 … 1,35. Это среднее отношение тепловой мощности, которая получена при охлаждении выхлопных газов до температуры 25°С к тепловой мощности, которая получена при охлаждении выхлопных газов до температуры 120°С. Данный коэффициент получен для двигателей, работающих на природном газе или ему подобных газах и является в известной степени приближенным. 

Рисунок №10. Зависимость тепловой мощности, уносимой продуктами сгорания дизельного топлива 

от электрической мощности генератора (левая шкала). Зависимость доли теплоты в общем 

тепловом балансе, которая уносится выхлопными газами, от электрической мощности.

   На рисунке №11 представлена зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой охлаждения двигателя в зависимости от электрической мощности генератора, привод которого осуществляется двигателем. 

   На рисунке №12 представлена зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой охлаждения и с выхлопными газами при их охлаждении до температуры 120 °С от электрической мощности генератора, привод которого осуществляется двигателем. 

Рисунок №11. Зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой охлаждения 

двигателя в зависимости от электрической мощности генератора, 

привод которого осуществляется двигателем по левой шкале. 

Доля теплоты по правой шкале.

Рисунок №12. Зависимость тепловой мощности, отводимой с рубашкой 

охлаждения и с выхлопными газами при их охлаждении до температуры 120 °С 

от электрической мощности генератора, привод которого осуществляется двигателем. 

Доля теплоты по правой шкале.

Из представленных соотношений можно в первом приближении оценить долю теплоты, которая покидает двигатель с рубашкой охлаждения, с выхлопными газами, а также тепло охлаждения воздуха в интеркулере. 

© Н.Д. Денисов-Винский

ZOIL | Основы дизельного двигателя

---

Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания , который использует воспламенение от сжатия для воспламенения топлива при его впрыске в двигатель.

Для понимания того, как работают дизельные двигатели, полезно сравнить различия между дизельным двигателем и бензиновым двигателем. Основные отличия бензинового двигателя от дизельного:

• Бензиновый двигатель берет смесь газа и воздуха, сжимает ее и воспламеняет смесь искрой.Дизельный двигатель забирает воздух, сжимает его, а затем впрыскивает топливо в сжатый воздух. Тепло сжатого воздуха самопроизвольно воспламеняет топливо. Дизельный двигатель не имеет свечи зажигания.
• Бензиновый двигатель сжимает в соотношении от 8: 1 до 12: 1, в то время как дизельный двигатель сжимает в соотношении от 14: 1 до 25: 1. Более высокая степень сжатия дизельного двигателя приводит к повышению эффективности.
• Бензиновые двигатели обычно используют либо карбюрацию, при которой воздух и топливо смешиваются задолго до того, как воздух поступает в цилиндр, либо впрыск топлива через порт, при котором топливо впрыскивается непосредственно перед тактом впуска (вне цилиндра).Следовательно, в бензиновом двигателе все топливо загружается в цилиндр во время такта впуска, а затем сжимается. Сжатие топливно-воздушной смеси ограничивает степень сжатия двигателя — если он слишком сильно сжимает воздух, топливно-воздушная смесь самовоспламеняется и вызывает детонацию. В дизельных двигателях используется прямой впрыск топлива, т.е. дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр. Дизельный двигатель сжимает только воздух, поэтому степень сжатия может быть намного выше. Чем выше степень сжатия, тем больше генерируется мощность.
• Форсунки для дизельного топлива, в отличие от бензиновых, должны выдерживать температуру и давление внутри цилиндра и при этом подавать топливо в виде мелкого тумана. Чтобы туман равномерно распределялся по цилиндру, некоторые дизельные двигатели оснащены специальными впускными клапанами или камерами предварительного сгорания. Новые дизельные двигатели оснащены топливной системой Common Rail высокого давления. См. «Основы дизельной топливной системы» для получения дополнительной информации об этом типе топливной системы.
• Дизельные двигатели могут быть оснащены свечой накаливания. Когда дизельный двигатель холодный, в процессе сжатия температура воздуха может не повыситься настолько, чтобы воспламениться топливо. Свеча накаливания представляет собой электрически нагреваемую проволоку, которая облегчает зажигание топлива при холодном двигателе. Свечи накаливания обычно устанавливаются на небольших дизельных двигателях. Бензиновые двигатели не требуют свечей накаливания, поскольку они не зависят от самовозгорания.

ШАГ 1	ВПУСКНОЙ (ВНИЗ) ХОД 1 | Поршень движется вниз, всасывая воздух в цилиндр .
ШАГ 2	ХОД СЖАТИЯ (ВВЕРХ) 1 | ► Поршень движется вверх, сжимая только что втянутый воздух в цилиндр ► Прежде чем поршень достигнет верхней мертвой точки (ВМТ), дизельное топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр ► Результат — сгорание дизельного топлива
ШАГ 3	ВПУСКНОЙ ХОД (ВНИЗ) 2 | Поршень опускается, но впускной и выпускной клапаны не открываются
ШАГ 4	ДВИГАТЕЛЬ КОМПРЕССИИ (ВВЕРХ) 2 | Поршень движется вверх, вытесняя сгоревшее дизельное топливо из цилиндра в виде выхлопа .
ШАГ 5	Процесс повторяется

Дизельный двигатель предлагает эффективный метод выработки энергии.Он основан на сжатии для сгорания, что приводит к повышению топливной экономичности по сравнению с другими типами двигателей. E-ZOIL производит различные присадки к дизельному топливу, специально разработанные для дизельных двигателей. К ним относятся:

Аксессуары для дизельных двигателей MAN — инструкции, чертежи, списки запасных частей

ID	Модель	Описание
105100	Набко	Пневматическая система управления NABCO для ME Hitachi-MAN 6S70MC — Инструкция по обращению с чертежами и запасными частями.(199 страниц)
105105	Norcontrol	Norcontrol Autochief 4 для дизельных двигателей MAN B&W MC — Эксплуатация, обслуживание, список заменяемых деталей, чертежи и электрические схемы, список параметров.
105110	Norcontrol	Цифровая система управления Norcontrol DGS8800e для двигателей MAN B&W MC с электрическим приводом — Руководство по эксплуатации, перечень параметров.(167 стр.)
105115	B.M.S.	Система управления мостом B.M.S (PRAXIS) для двухтактных двигателей B&W — Руководство оператора. (239 стр.)
105120		Функциональная проверка электрической системы и HPS для двигателей ME и ME-C
105151	Bosch-Rexroth	Каталог запчастей и запчастей Bosch-Rexroth для легкого заказа ремонтных комплектов для двигателей MAN.
105200	Ганс Йенсен	Лубрикатор Hans Jensen Тип 7 — Эксплуатация, техническое обслуживание, чертежи и список запасных частей. (52 страницы)
105201	Атлас	Система смазки ATLAS — инструкция по эксплуатации и обслуживанию, перечень запасных частей.
105301		Система переменного времени впрыска (VIT) — описание, работа, обслуживание.Сервопривод Тип 323 020 100 0 с чертежами. Комплекты запчастей.
105302	IB OBEL	Насос для проверки топливного клапана IB OBEL — Эксплуатация, чертежи и список запасных частей. (11 страниц)
105303	КАН-18	Документация на модуль подачи жидкого топлива и бустерный модуль Тип: KAH-18-C60-2D-MDO для MAN B&W Main 8S50MC-C и Aux.6 / 8L21 / 31 Дизельные двигатели Руководства по эксплуатации и каталоги запасных частей.
105304	PMI	Автономная система PMI для измерения и анализа давления в цилиндрах на дизельных двигателях — Руководство по установке (датчик угла поворота и монтажный комплект), Руководство по установке, Руководство пользователя, Установочные чертежи и кабели
105401		Охладитель наддувочного воздуха DONGHWA ENTEC — инструкция по эксплуатации и обслуживанию, перечень запасных частей.
105402		Воздухоохладитель KAWASAKI-GEA, тип BKB502S — Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию, чертежи, список запасных частей и инструментов. (7 страниц)
105451		HYUNDAI Aux. Воздуходувка с двигателем — инструкция по эксплуатации и обслуживанию, чертежи, список запасных частей.
105452		TAIYO Aux.Воздуходувка типа TB со стартером и двигателем — — Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию, чертежи и список запасных частей.
105501		Инструкции по ремонту гильз цилиндров MAN B&W — фрезерование, хонингование, окончательная обработка.
105502		Шлифовальный станок для выпускного клапана YASEC (для B&W 50MC) — Эксплуатация, техническое обслуживание, чертежи и список запасных частей.

Чертежи САПР двигателя MAN DIESEL

1. Присоединился: июл 2010 г.
   Сообщений: 7
   Лайков: 0, Очков: 0, Традиционная репутация: 10
   Местоположение: Дакка, Бангладеш

   РуниБби

   Младший член

   Мне нужно найти чертежи САПР двухтактного тихоходного двигателя MAN Diesel… его номер модели 5S26MC6 …. это 5-цилиндровый двигатель … невозможно найти чертежи, необходимые для фундамента двигателя … пожалуйста … любая помощь будет принята с благодарностью …

2. Присоединился: июл 2010 г.
   Сообщений: 76
   Понравилось: 6, Очков: 0, Старая репутация: 82
   Место нахождения: Люксембург

   Евроканал

   Младший член

   Чертежи

   Вот ссылка на чертежи на сайте МАН:

   http: // www.mandieselturbo.com/article_014691.html?area=c&page=Marine+Power&engine=S26MC6&updated=2008-07-01

   На этой странице есть 10 чертежей (файлы PDF и DXF) для этой линейки двигателей. Если вы нажмете «Руководство по проекту» в боковом меню, вы можете получить доступ к руководству по установке с более подробной информацией о креплениях двигателя.

Похожие темы

1. MTU 4000 20V CAD 2D модель

сообщений на форуме отражают опыт, мнение и точку зрения отдельных пользователей.Boat Design Net не обязательно поддерживает или разделяет точку зрения каждого отдельного сообщения.
При принятии потенциально опасных или финансовых решений всегда нанимайте соответствующих специалистов и консультируйтесь с ними. Ваши обстоятельства или опыт могут отличаться.

Дизельный двигатель

4BD2-TC Isuzu. Руководство по эксплуатации | Запчасти для грузовиков Isuzu NPR NRR

Нам часто звонят клиенты по поводу дизельного двигателя Isuzu 4BD2-TC и спрашивают, как проводить работы с двигателем.Мы всегда рады помочь!

Мы часто обращаемся к нашему полезному информационному руководству по дизельному двигателю 4BD2-TC Isuzu, если у кого-то возникнут какие-либо вопросы. Итак, мы решили, что пора выложить его в Интернет, чтобы вы могли увидеть его собственными глазами и ссылаться на него всякий раз, когда вам нужно что-то узнать о двигателе 4BD2-TC.

> См. Руководство по дизельному двигателю Isuzu 4BD2-TC здесь

Индекс

Распредвал и подшипники, заменить…………… 26-6

Давление сжатия ………………………. 26-5

Выпуск воздуха из системы охлаждения ……………………….. 26-8

Коленчатый вал и коренные подшипники, замена …. 26-7

Задний сальник коленчатого вала, замена …………… 26-7

Головка цилиндра, замена …………………….. 26-6

Двигатель, замена ……………………………….. 26-5

Выпускной коллектор, замена ………………… 26-5

Картер маховика, замена……………….. 26-7

Маховик, замена ……………………………. 26-7

Нагнетательный насос, замена …………………… 26-8

Нагнетательный насос

, синхронизация ……………………… 26-8

Впускной коллектор, замена …………………… 26-5

Масляный поддон, замена ……………………………… 26-7

Масляный насос, замена …………………………… 26-7

Установка …………………………………… 26-7

Удаление ……………………………………… 26-7

Поршни и шатуны ………………. 26-7

Меры предосторожности …………………………………… 26-5

Кабель заземления аккумулятора …………………… 26-5

Крышка коромысла, замена ……………… 26-5

Вал коромысла, замена ………………. 26-5

Характеристики затяжки ………………….. 26-14

Турбокомпрессор, замена …………………….. 26-8

Marine — Steyr Motors

26.06.2019 Список запасных частей для техобслуживания и обслуживания findsearch5 цилиндр Инструкция по установке Fault_Finding_Marine_Engines_01.pdf Z011852-0_Trouble_Shooting_Sensors_VR00292-0.pdf
26.06.2019 MO 4-CYLINDER SERIES Здесь вы можете найти руководства по эксплуатации на разных языках на разных языках. Руководство по обслуживанию ServiceManual_01.pdf 706772_01_Main maintenance_and_Service_Parts_List_01.pdf Инструкции по установке _0 Инструкции по установке_.pdf 706680_Quick_Installation_Guide_03.pdf
26.06.2019 MO 6-ЦИЛИНДРОВ СЕРИИ Здесь вы можете найти руководства оператора на разных языках и руководство по обслуживанию на английском языке. Руководство по обслуживанию ServiceManual.pdf 706772_01_Main maintenance_and_Service_Parts_List_02.pdf Инструкции по установке Installation_Instructions_01.pdf
02.03.2021 СЕРИЯ ОБЩАЯ Здесь вы можете найти руководства по эксплуатации на разных языках и руководство по обслуживанию на английском языке. поиск 6 цилиндров Руководство по обслуживанию Service-Manual_Z0011380_02.pdf 706772_01_Main maintenance_and_Service_Parts_List_03.pdf Инструкции по установке Z001139-0_01.PDF 706680_Quick_Installation_Guide_01.pdf Schematics 21811580_1_120221.pdf 21811590_1_111221.pdf 21811600_1_111221.pdf 21811610_1_111221.pdf 21811660_1_111222.pdf 21811670_1_111222.pdf 21813350_1.pdf 21813440_2.pdf 21813450_1.pdf
02.03.2016 SE144E38 search5 цилиндр
04.03.2016 SE164E40 search5 цилиндр
18.02.2015 SE126E25 search6 цилиндр
17.02.2015 SE4156E26			search	.2015 SE156E32 search6 цилиндр
27.04.2018 SE156E34 search6 цилиндр
17.02.2015 SE196E35 search6 цилиндр
17.02.2015 SE236S36 search6 цилиндр
17.02.2015 SE236E40			SE236E40	search	.2015 SE266S36 search6 цилиндр
17.02.2015 SE266E40 search6 цилиндр
17.02.2015 SE286E40 search6 цилиндр
06.10.2016 SE306J38 search6 цилиндр
18.03.2014				MO54NA33	900 .2014 MO84K32 search5 цилиндр
08.02.2018 MO94K33 search5 цилиндр
09.01.2017 MO114K33 search5 цилиндр
18.03.2014 MO126K25 search6 цилиндр
09.04.2015 MO4126M	search		.2018 MO144M38 search5 цилиндр
08.02.2018 MO144V38 search5 цилиндр
18.03.2014 MO156K25 search6 цилиндр
08.02.2018 MO164M40 search5 цилиндр
09.11.2012		0	9027K900	9027K
9027K .2012 MO166M28 search6 цилиндр
05.05.2014 MO174V40 search5 цилиндр
18.03.2014 MO196K35 поиск 6 цилиндр
18.03.2014 MO236K43 поиск 6 цилиндр
15.04.2011 9027	15.04.2011 9027 9027 MO236_F 9002 9003 .2014 MO236K42 search6 цилиндр
09.04.2015 MO246K41 search6 цилиндр
18.03.2014 MO256h55 search6 цилиндр
18.03.2014 MO256K43 search6 цилиндр
09.04.2015 MO266K43		9027K43	search	.2012 MO286h53 search6 цилиндр
09.11.2012 MO306h53WJ search6 цилиндр

ВИБРАЦИЯ КОЛЕНЧАТОГО ВАЛА 1 ДВИГАТЕЛЬ ДВИГАТЕЛЯ 9000 ДВИГАТЕЛЬ

Потребность в более экономичных судовых силовых установках привела к производству большего количества дизельных двигателей с гораздо более низкими оборотами и более длинными ходами.Авторы представляют исследование характеристик двигателя Mitsubishi UEC-LS, тихоходного, длинноходного дизельного двигателя, уделяя особое внимание вибрационным характеристикам двигателя. Их результаты показывают, что собственная частота осевых колебаний длинноходного коленчатого вала, который имеет большие выемки на галтелях шатунной шейки, относительно ниже, чем в двигателях, выпускаемых ранее. Был также сделан вывод о том, что осевые и крутильные колебания связаны и что реакция в осевом направлении вызывается как радикальными, так и тангенциальными силами.Параметры вибрации были теоретически предсказаны с использованием модели с непрерывной балкой, и результаты показывают удовлетворительную реакцию на вибрацию, экономичность двигателя и общую надежность двигателя UEC-LS. Также были проведены ходовые испытания двигателя UEC-LS, результаты которых хорошо согласуются с теоретическими прогнозами.

• Дополнительные примечания:
• Авторов:
  • Хираяма, Y
  • Накано, Масахиро
  • Fujita, M
• Конференция:
• Дата публикации: 0

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

• Регистрационный номер: 00660613
• Тип записи: Публикация
• Агентство-источник: Служба морской технической информации
• Файлы: TRIS
• Дата создания: 21 июля 1994 г., 00:00

Тепловой баланс морского дизельного двигателя Чертеж

Фиг.26-35 Две многоклапанные, экстракционные, неконденсирующиеся парогенераторные установки мощностью 12 500 кВт для университетского применения. Источник: Dresser-Rand

Рис. 26-36 Многоклапанная парогенераторная конденсационная установка мощностью 6 327 кВт. Источник: Tuthill Corp. Murray Turbomachinery Div.

Уровень надежности делает их хорошо подходящими для критически важных приложений и в качестве резервного источника энергии для критически важных систем.

Примеры применения паровой турбины

На рисунках с 26-33 по 26-38 показаны примеры систем выработки электроэнергии с приводом от паровой турбины.

Рис. 26-37 График рабочих характеристик парогенераторной установки с конденсационной паровой турбиной мощностью 6 327 кВт. Источник: Tuthill Corp. Murray Turbomachinery Div.

На рисунках 26-33 и 26-34 показаны монтируемые на салазках комплектные паротурбинные генераторные установки. На Рис. 26-33 показан одноступенчатый паротурбинный генератор для применений мощностью до 2000 кВт. На Рис. 26-34 показана смонтированная на салазках многоступенчатая турбогенераторная установка с полным набором принадлежностей, включая встроенный понижающий редуктор.

На рис. 26-35 показаны две многоклапанные экстракционные неконденсирующиеся паротурбинные генераторные установки мощностью 12 500 кВт в университетском приложении.Эти когенерационные установки работают в диапазоне от 400 фунтов на кв. Дюйм / 750 ° F (28,6 бар / 399 ° C) до 15 фунтов на кв. Дюйм (2 бара), с вытяжкой при 60 фунтов на кв. Высокий механический КПД турбины и относительно большой перепад давления / температуры позволяют этим паротурбинным генераторным установкам достигать высокого отношения мощности к расходу пара во всем диапазоне условий отбора пара. При выборе паровой турбины с многоклапанным отбором основное внимание в данном приложении уделяется оптимизации выходной мощности за счет консервативного использования паровой нагрузки низкого давления или радиатора.На Рис. 26-36 показан мультиклапанный паровой конденсационный турбогенератор, установленный на установке по рекуперации энергии на Среднем Западе. Мощность турбогенератора составляет 6 327 кВт при 4670 об / мин с условиями пара от 500 фунтов на кв. Дюйм / 650 ° F (35,5 бар / 343 ° C) до 3 дюймов HgA (10,2 кПа). Генератор приводится в действие редуктором со скоростью 1800 об / мин. В этом приложении с нижним циклом используется пар, образующийся при рекуперации тепла из относительно высокотемпературного источника. На рис. 26-37 представлена ​​кривая производительности этой паровой турбины с осевым потоком и импульсом.

На рис. 26-38 показан пример приложения с двумя очень разными паровыми турбинами. Система на

Рис. 26-38 Применение системы паровой турбины с одним противодавлением и одной конденсационной турбиной-генераторной установкой. Источник: Tuthill Corp. Murray Turbomachinery Div.

Рис. 26-37 Кривая рабочих характеристик для парогенераторной установки с конденсационной паровой турбиной мощностью 6 327 кВт. Источник: Tuthill Corp. Murray Turbomachinery Div.

Рис. 26-38 Применение системы паровой турбины с одним противодавлением и одной конденсационной турбиной-генераторной установкой.Источник: Tuthill Corp. Murray Turbomachinery Div.

Модель

справа оснащена блоком противодавления с несколькими клапанами мощностью 1962 кВт при 7500/1800 об / мин с условиями пара от 600 фунтов на кв. Дюйм / 650 ° F (42,4 бар / 343 ° C) до 60 фунтов на кв. Дюйм (ман.) (5,2 бар). Система слева включает конденсационную паровую турбину мощностью 2 217 кВт при 5300/1800 об / мин с условиями пара от 60 фунтов на кв. Дюйм / 323 ° F (5,2 бара / 162 ° C) до 4 дюймов HgA (13,5 кПа).

Драйверы для парогазовых систем выработки электроэнергии

Системы выработки электроэнергии с комбинированным циклом обычно состоят из одного или нескольких двигателей внутреннего сгорания (чаще всего газовых турбин), ПГРТ и паровой турбины.Системы с комбинированным циклом могут быть спроектированы как системы когенерации или как системы выработки электроэнергии без дополнительной рекуперации тепла. В когенерации с комбинированным циклом часть тепла, рекуперированного из верхнего цикла двигателя внутреннего сгорания, используется для удовлетворения тепловых технологических нагрузок. Чтобы когенерационная система была классифицирована как квалифицированный объект (QF), минимальная часть — 5 или 15% — тепловой мощности должна быть передана в тепловой процесс. Когенерация с комбинированным циклом включает турбины с противодавлением или отборную конденсацию, которые выпускают пар с давлением выше атмосферного для обработки.

Основное применение традиционной парогазовой генерации сегодня — это проекты средней и крупной генерации электроэнергии. Тем не менее, электростанции с комбинированным циклом также могут быть эффективны в когенерационных установках с мощностью от 5 до 10 МВт. Варианты комбинированного цикла используются при использовании паровой турбины (а в некоторых случаях и двигателя внутреннего сгорания). для обслуживания механического привода вместо выработки электроэнергии. В то время как газовые турбины наиболее распространены в приложениях с комбинированным циклом в Соединенных Штатах, иногда также применяются поршневые двигатели.

Если объект имеет значительную паровую нагрузку низкого давления (и некоторую паровую нагрузку высокого давления), часто имеет смысл установить не только газовую турбину, но и паровую турбину в качестве промежуточной ступени выработки энергии. Пар высокого давления производится в HRSG, а паровая турбина с противодавлением или отбором пара работает как PRV, вырабатывая мощность на валу для работы в электрическом генераторе (или механическом приводе).

Требования к давлению пара и качеству — это одно из потенциальных различий между традиционной когенерацией и комбинированным циклом.Потребность в перегретом паре высокого давления для привода паровой турбины может привести к двукратному или даже трехкратному увеличению стоимости парогенератора-утилизатора. Это может быть оправдано с точки зрения затрат, когда значение произведенной мощности существенно превышает значение потенциальной выходной тепловой энергии или когда тепловая нагрузка недостаточна для поддержки теплоэлектростанции на базе турбины простого цикла.

Конфигурации когенерационной установки с комбинированным циклом

Типичная когенерационная установка с комбинированным циклом использует выход пара турбины с противодавлением или отбором пара для удовлетворения требований по тепловой нагрузке.В некоторых случаях весь пар, образующийся в выхлопных газах, передается на тепловые процессы, а в других случаях — только часть, в зависимости от характеристик нагрузки и относительных величин производства добавленной мощности или тепловой энергии. В турбине с противодавлением выработка электроэнергии фиксируется потоком пара.

Подобно схеме турбины, показанной на рисунке 2638, некоторые конфигурации с комбинированным циклом включают одну конденсационную турбину и одну турбину с противодавлением, размеры которых соответствуют технологической нагрузке.Для объектов, которые испытывают различные требования к тепловой нагрузке, использование одноступенчатой ​​вытяжной / конденсационной турбины добавляет большую степень эксплуатационной гибкости. Однако по сравнению с использованием паровых турбин с противодавлением, конденсационные и вытяжные турбины значительно увеличивают общие капитальные затраты системы.

Многие существующие объекты, построенные вокруг работы паровых турбин, могут быть переконфигурированы для работы как парогазовые. Стратегически выстраивая нагрузки паровых турбин, можно сделать работу с комбинированным циклом более совместимой и финансово привлекательной даже в относительно небольших масштабах (менее 10 МВт).Для объектов, уже сконфигурированных для работы паровой турбины с верхним, конденсационным или нижним циклом, добавление газовой турбины можно рассматривать как альтернативный источник тепла выше по потоку, который также вырабатывает электроэнергию.

Дополнительное зажигание выхлопных газов двигателя внутреннего сгорания можно использовать для эффективного увеличения тепловой мощности и контроля состояния пара. Поскольку относительно небольшая часть кислорода в открытом газовом цикле используется для сгорания, оставшаяся часть, которая обеспечивает выхлоп, богатый кислородом, может использоваться для дополнительного сжигания в выхлопном канале или HRSG.В некоторых случаях выхлопные газы поршневых двигателей могут также сжигаться дополнительно.

Важным потенциальным преимуществом дополнительного сжигания является то, что он может позволить предприятию более гибко реагировать на изменяющиеся условия нагрузки. Для электростанций с комбинированным циклом, которые либо покупают, либо продают электроэнергию с периодами дифференцированных ставок, может быть выгодно увеличить выходную мощность паровой турбины с дополнительным сжиганием в периоды более высоких ставок. В установках когенерационного типа, которые имеют переменные тепловые нагрузки, выхлоп двигателя внутреннего сгорания может иметь базовую нагрузку, а дополнительное сжигание может быть

Рис.26-40 Схема теплового баланса парогазовой системы мощностью 45 МВт с четырьмя двухтопливными поршневыми двигателями и одной паровой турбиной. Источник: Wartsila Diesel

используется для покрытия всех дополнительных тепловых нагрузок. Во многих случаях стратегии динамической эксплуатации разрабатываются с использованием дополнительного сжигания для удовлетворения пиковых электрических или тепловых нагрузок. Подобные дополнительные стратегии обжига могут также использоваться с системами цикла STIG.

Обычно двигатель внутреннего сгорания, HRSG и паровая турбина размещаются на централизованной установке, хотя иногда паровая турбина размещается отдельно и используется после парораспределительной системы в качестве станции понижения давления.Системы комбинированного цикла также доступны в виде предварительно упакованных модулей, в некоторых конфигурациях используется один общий вал.

Характеристики комбинированной системы

В то время как установка комбинированного цикла большой мощности может превышать КПД теплового топлива в 50% (LHV), установки комбинированного цикла когенерации могут достигать общего теплового КПД 80 или 90%, с чистым КПД теплового топлива более 65%. В то время как тепловая мощность очень эффективной традиционной парогазовой установки может составлять всего 7000 БТЕ / кВтч (7385 кДж / кВтч), чистая тепловая мощность когенерационной установки комбинированного цикла может составлять 5000 БТЕ / кВтч (5275 кДж / кВтч).

HRSG с несколькими давлениями могут улучшить общую тепловую эффективность системы комбинированного цикла при использовании в сочетании с паровыми турбинами, которые имеют два или более впуска. В когенерационных установках пар более низкого давления иногда может использоваться непосредственно для обслуживания тепловых процессов.

Общий КПД теплового топлива в комбинированном цикле может не измениться, когда поршневые двигатели используются в качестве движущей силы для компонента цикла долива. Однако поршневой двигатель будет обеспечивать большую часть общей выходной мощности системы.Также необходимо найти продуктивное технологическое использование для низкотемпературных выходов из системы охлаждающей жидкости поршневого двигателя.

Примеры применения в комбинированном цикле

На рисунках 26-39 и 26-40 представлены примеры применения комбинированного цикла. На рис. 26-39 показана относительно небольшая система с приводом газовой турбины, а на рис. 26-40 показано приложение, использующее приводы поршневого двигателя (дополнительные примеры систем с комбинированным циклом см. В главе 12).

• На Рис. 26-39 показан тепловой и материальный баланс для когенерационной системы комбинированного цикла мощностью 9 МВт, применяемой на бумажной фабрике, с двухкамерным котлом (450/5 фунтов на кв. Дюйм) с давлением нагнетания паровой турбины 150 фунтов на кв. Дюйм и впрыском воды. для снижения выбросов NOX.Обратите внимание, что паровая турбина без конденсации производит только около 14% от общей мощности системы.

• На рис. 26-40 представлена ​​диаграмма теплового баланса для парогазовой системы мощностью 45 МВт с четырьмя двухтопливными поршневыми двигателями мощностью 6,42 МВт и одной паровой турбиной мощностью 20,7 МВт. В этом приложении около 46% общей потребляемой энергии идет непосредственно на ПГРТ, работающий на топливе. Более половины тепла системы охлаждения двигателя используется для подогрева конденсата через теплообменник, расположенный перед деаэратором.