Билл Гейтс разрабатывает новый дизельный двигатель OPOC. Новый дизельный двигатель


Есть ли будущее у дизельных двигателей — когда исчезнет дизель — журнал За рулем

1 сентября 2017 года

Европейские страны одна за другой анонсируют полный запрет двигателей внутреннего сгорания. Ехать в такой атмосфере на день технических новинок грустно, но у компании Bosch нашлось чем удивить.

Для многих автомобиль стал вторым домом. Но пока — только по количеству проводимого в нем времени. Компания Bosch собирается подтянуть и уровень комфорта. Его должен обеспечить в первую очередь автопилот, но им дело не ограничится — боюсь, придет черед дивана, телевизора и тапочек в комплекте.

Для многих автомобиль стал вторым домом. Но пока — только по количеству проводимого в нем времени. Компания Bosch собирается подтянуть и уровень комфорта. Его должен обеспечить в первую очередь автопилот, но им дело не ограничится — боюсь, придет черед дивана, телевизора и тапочек в комплекте.

Материалы по теме

Еще пару лет назад о запрете бензиновых и дизельных двигателей никто и не помышлял, но после дизельгейта экологи расправили крылья, и производители уловили новый тренд. Например, фирма Volvo заявила о нерентабельности разработки новых дизелей.

А вот в компании Bosch уверены, что дизели хоронить рано! Дальнейшая оптимизация систем питания и очистки отработавших газов позволит уложиться в перспективные экологические нормы. Плюс электрификация: большие перспективы имеют «мягкие» гибриды с дополнительной бортовой сетью напряжением 48 В — например, такая система установлена на новом Audi A8. Оптимизм, с каким инженеры говорили о дальнейшем развитии турбодизелей, внушает уверенность, что радикальные заявления политиков и экологов пока останутся нереализованными.

Обеспокоенность компании Bosch понятна — это один из крупнейших производителей автокомпонентов, а резкий отказ от дизелей или ДВС, в целом, потребует перестройки бизнеса и больших инвестиций. Поэтому немцы намерены всеми силами отстаивать существующий порядок вещей и предлагают варианты его оптимизации.

Компания Bosch приложила руки к проектам краткосрочной аренды электрических скутеров в Париже и Берлине. В зависимости от исполнения «табуретка» имеет запас хода от 70 до 125 км и максималку 45 или 100 км/ч. Весит аппарат около 150 кг. Я прокатился: шустро, но уж слишком по-европейски, не для нашего движения. Да и в Европе вряд ли такой «шеринг» получит большое распространение — уже не велосипед, еще не автомобиль.

Компания Bosch приложила руки к проектам краткосрочной аренды электрических скутеров в Париже и Берлине. В зависимости от исполнения

www.zr.ru

Дизельный двигатель ЯМЗ-530: что из чего — журнал За рулем

Представляем новые среднеразмерные рядные дизели серии ЯМЗ-530 диапазоном 120–315 л.с., которые с декабря 2013 года производит ОАО «Автодизель» в Ярославле.

Yar_motory

Материалы по теме

В России и близлежащих странах немало производств, выпускающих большие и малые грузовики, автобусы, строительную и сельхозтехнику. Всем нужны современные дизели с большим жизненным циклом, способные соответствовать нормам Евро‑5 и выше. Ровно такие, какие уже завтра запросит моторизованная Европа и страны Таможенного союза.

НА ПОДМОГУ

Ярославский моторный отважился на рискованный шаг — создание дизеля, способного конкурировать с лучшими мировыми образцами. Для этого в середине нулевых годов в партнеры пригласили ведущую европейскую инжиниринговую компанию AVL. И через несколько лет совместными усилиями создали новую серию рядных четырех- и шестицилиндровых двигателей ЯМЗ‑530 рабочим объемом 1,1 л на цилиндр (такой же у лидеров — например, Cummins, Iveco, Volvo и Renault), имеющих передовые показатели удельной мощности и расхода топлива.

СХЕМАТИЧНО

Схему выбрали нижневальную. Для среднеразмерных дизелей с невысокими оборотами коленвала (3200 об/мин по ограничителю) — то, что нужно. Мотор получился компактным: поскольку нет распредвалов в головке, она невысокая и узкая. Не пришлось городить длинный привод ГРМ. Уменьшилась масса вращающихся деталей. Конструкция стала надежной, долговечной и тихой. Все важные агрегаты приводятся шестернями от заднего конца коленчатого вала, что минимизирует крутильные колебания.

03

Изыск дизелей 530‑й серии — EGR компактная система дожигания отработавших газов, которые еще и подвергаются водяному охлаждению. Любые нормы токсичности выполняются легко.

Изыск дизелей 530‑й серии — EGR компактная система дожигания отработавших газов, которые еще и подвергаются водяному охлаждению. Любые нормы токсичности выполняются легко.

Изюминка серии ЯМЗ‑530 — система охлаждения с обратным ходом. Вода поступает не снизу вверх, как обычно, а сверху вниз. Сначала в самую нагретую часть мотора — головку, а потом к цилиндрам. Эффективность охлаждения наивысшая, как и термическая стабильность размеров. Можно запросто форсировать любую модификацию ЯМЗ‑530.

У двигателя мокрые гильзы. Для конвейера это лишние операции, зато обеспечивается равномерное охлаждение цилиндров и высокий ресурс цилиндропоршневой группы. При замене — никакой расточки и ремонтных размеров, сразу номинал! А ресурс должен превысить миллион километров.

Комплектующие не дешевые, но самые лучшие. Топливная аппаратура — Bosсh, поршневая группа — Federal-Mogul, блок цилиндров — Fritz Winter. Даже сухарики клапанов и вкладыши фирменные — Mahle.

04

Турбина Borg Warner S200G обеспечивает очень широкий тяговый диапазон. ЯМЗ‑530 имеет более 120 вариантов исполнения и компоновки: его можно вписать в любой автомобиль.

Турбина Borg Warner S200G обеспечивает очень широкий тяговый диапазон. ЯМЗ‑530 имеет более 120 вариантов исполнения и компоновки: его можно вписать в любой автомобиль.

Материалы по теме

Новые турбодизели охотно расходятся по всем нашим автозаводам. Среди покупателей — МАЗ, ГАЗ, ЛиАЗ, Урал, ПАЗ. Их с удовольствием заказывают для строительных машин, силовых установок

www.zr.ru

Новые дизельные двигатели с «Common Rail» будут устанавливать на УАЗ

Новые дизельные двигатели с «Common Rail» будут устанавливать на УАЗ

Новые дизельные двигатели с «Common Rail» будут устанавливать на УАЗ

УАЗ с новым дизельным двигателем

Заволжский моторный завод (ЗМЗ, Нижегородская область), входящий в концерн «Соллерс», поставил на Ульяновский автозавод первый дизельный двигатель ЗМЗ-51432 «Евро-4» для отработки технологии сборки автомобиля на конвейере, сообщает пресс-служба ЗМЗ, передает РИА Новости.

УАЗы с дизельным двигателем ЗМЗ-51432 (2,2л)

Малолитражный двигатель нового поколения ЗМЗ-51432 (2,2л) с системой топливоподачи «Common Rail» прошел квалификационные испытания на подтверждение заявленных характеристик.

Для ЗМЗ дизель «Евро-4″ является совершенно новым продуктом, требующим новой технологии изготовления и сборки», — говорится в сообщении.

На какие автомобили будут устанавливаться?

Данный двигатель будет выпускаться в различных исполнениях для комплектации всего семейства пассажирских и грузопассажирских автомобилей ОАО «УАЗ».

Выпускаемые в настоящее время на заволжском заводе дизели ЗМЗ-514 «Евро-3» идут на комплектацию «UAZ- Hunter» и, так называемую, «буханку» — под заказы Минобороны РФ.

Новые разработки в дизеле

«В дизеле Евро-4″ применено свыше 100 оригинальных деталей и узлов: головка цилиндров, поршневая группа, топливная аппаратура, турбокомпрессор, охладитель рециркулируемых газов, клапан рециркуляции, вакуумный насос», — отмечает пресс-служба.

Характеристики дизельного двигателя

Максимальная мощность нового двигателя увеличена с 97 лошадиных сил (л.с.) при 4-х тысячах оборотов в минуту до 114 л.с. При 3,5 тысяч оборотов, максимальный крутящий момент — с 23,5 киллограмм-сил в минуту (кгс/м) при 1,8 тысяч оборотов в минуту до 27,5 кгс/м.

ЗМЗ выпускает свыше 80 модификаций двигателей рабочим объемом от 2,2 литра до 4,67 литра, соответствующих современным экологическим стандартам, для автомобилей и автобусов трех автомобильных компаний России — ОАО «УАЗ», ОАО «Павловский автобус» и ОАО «ГАЗ».

Теги: УАЗ с дизелем «Common Rail».

carspress.ru

Дизельный двигатель - это... Что такое Дизельный двигатель?

Ди́зельный дви́гатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, работающий по принципу самовоспламенения распылённого топлива от воздействия разогретого при сжатии воздуха.[1]

Спектр топлива для дизелей весьма широк, сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения — рапсовое масло, фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизель может с определённым успехом работать и на сырой нефти.

Компрессионные карбюраторные двигатели не относят к дизельным двигателям, так как в «дизелях» происходит сжатие чистого воздуха, а не топливо-воздушной смеси. Топливо впрыскивается в конце такта сжатия.[2][3].

История

В 1824 году Сади Карно формулирует идею цикла Карно, утверждая, что в максимально экономичной тепловой машине нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо «изменением объема», то есть быстрым сжатием. В 1890 году Рудольф Дизель предложил свой способ практической реализации этого принципа. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1892 года (в США в 1895 году[2]), в 1893 году выпустил брошюру. Ещё несколько вариантов конструкции были им запатентованы позднее.[3] После нескольких неудач первый практически применимый образец, названый Дизель-мотором, был построен Дизелем к началу 1897 года, и 28 января того же года он был успешно испытан. Дизель активно занялся продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной практическое применение такого двигателя было ограниченным: он уступал паровым машинам того времени по размерам и весу.

Первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах. Интересно, что первоначально в качестве идеального топлива он предлагал каменноугольную пыль. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; также возникали большие проблемы с подачей пыли в цилиндры.

Инженер Экройд Стюарт (англ.)русск. ранее высказывал похожие идеи и в 1886 году построил действующий двигатель (см. полудизель). Он предложил двигатель, в котором воздух втягивался в цилиндр, сжимался, а затем нагнетался (в конце такта сжатия) в ёмкость, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя ёмкость нагревалась лампой снаружи, и после запуска самостоятельная работа поддерживалась без подвода тепла снаружи. Экройд Стюарт не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, то есть он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность.

Независимо от Дизеля в 1898 году на Путиловском заводе в Петербурге инженером Густавом Тринклером был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», то есть дизельный двигатель в его современном виде с форкамерой, который назвали «Тринклер-мотором». При сопоставлении Дизель-мотора и Тринклер-мотора русская конструкция, появившаяся на полтора года позднее немецкой и испытанная на год позднее, оказалась гораздо более удачной в плане практического использования. Именно Тринклер-мотор был первым двигателем с воспламенением от сжатия, работавшим на сырой нефти. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным увеличение скорости вращения. Российская конструкция оказалась проще, надёжнее и перспективнее немецкой.[4] Однако под давлением Нобелей и других обладателей лицензий Дизеля работы над двигателем в 1902 году были прекращены.

В 1898 г. Эммануэль Нобель приобрёл лицензию на двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля. С 1899 г. Механический завод «Людвиг Нобель» в Петербурге развернул массовое производство дизелей. В Петербурге Тринклер приспособил двигатель для работы на сырой нефти вместо керосина. В 1900 г на Всемирной выставке в Париже двигатель Дизеля получил Гран-при, чему способствовало известие, что завод Нобеля в Петербурге наладил выпуск двигателей, работавших на сырой нефти. Этот двигатель получил в Европе название «русский дизель».[5] Выдающийся русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой (В. Т. Цветков, «Двигатели внутреннего сгорания», МАШГИЗ, 1954 г.).

В настоящее время для обозначения ДВС с воспламенением от сжатия используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», так как теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей этого типа. В дальнейшем около 20—30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива с воздушными компрессорами не позволяли применять дизели в высокооборотных агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизелей на автотранспорте.

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время. Он же создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Востребованный в таком виде высокооборотный дизель стал пользоваться всё большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу карбюраторных двигателей (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях: с 50-х — 60-х годов XX века дизель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.

В дальнейшие годы происходит рост популярности дизельных двигателей для легковых и грузовых автомобилей, не только из-за экономичности и долговечности дизеля, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем.

Дизельные двигатели применяются также на железной дороге. Локомотивы, использующие дизельный двигатель — тепловозы — являются основным видом локомотивов на неэлектрифицированных участках, дополняя электровозы за счёт автономности. Тепловозы перевозят до 40 % грузов и пассажиров в России, они выполняют 98 % маневровой работы[источник не указан 995 дней]. Существуют также одиночные автомотрисы, дрезины и мотовозы, которые повсеместно используются на электрифицированных и неэлектрифицированных участках для обслуживания и ремонта пути и объектов инфраструктуры. Иногда автомотрисы и небольшие дизель-поезда называют рельсовыми автобусами.

Принцип работы

Четырёхтактный цикл

Работа четырёхтактного дизельного двигателя.
  • 1-й такт. Впуск. Соответствует 0° — 180° поворота коленвала. Через открытый ~от 345—355° впускной клапан воздух поступает в цилиндр, на 190—210° клапан закрывается. По крайней мере до 10-15° поворота коленвала одновременно открыт выхлопной клапан, время совместного открытия клапанов называется перекрытием клапанов.
  • 2-й такт. Сжатие. Соответствует 180° — 360° поворота коленвала. Поршень, двигаясь к ВМТ (верхней мёртвой точке), сжимает воздух в 16(в тихоходных)-25(в быстроходных) раз.
  • 3-й такт. Рабочий ход, расширение. Соответствует 360° — 540° поворота коленвала. При распылении топлива в горячий воздух происходит инициация сгорания топлива, то есть частичное его испарение, образование свободных радикалов в поверхностных слоях капель и в парáх, наконец, оно вспыхивает и сгорает по мере поступления из форсунки, продукты горения, расширяясь, двигают поршень вниз. Впрыск и, соответственно, воспламенение топлива происходит чуть раньше момента достижения поршнем мёртвой точки вследствие некоторой инертности процесса горения. Отличие от опережения зажигания в бензиновых двигателях в том, что задержка необходима только из-за наличия времени инициации, которое в каждом конкретном дизеле — величина постоянная и изменению в процессе работы не подлежит. Сгорание топлива в дизеле происходит, таким образом, длительно, столько времени, сколько длится подача порции топлива из форсунки. Вследствие этого рабочий процесс протекает при относительно постоянном давлении газов, из-за чего двигатель развивает большой крутящий момент. Из этого следуют два важнейшие вывода.
    • 1. Процесс горения в дизеле длится ровно столько времени, сколько требуется для впрыска данной порции топлива, но не дольше времени рабочего хода.
    • 2. Соотношение топливо/воздух в цилиндре дизеля может существенно отличаться от стехиометрического, причем очень важно обеспечить избыток воздуха, так как пламя факела занимает небольшую часть объема камеры сгорания и атмосфера в камере должна до последнего обеспечить нужное содержание кислорода. Если этого не происходит, возникает массивный выброс несгоревших углеводородов с сажей — «тепловоз „даёт“ медведя».).
  • 4-й такт. Выпуск. Соответствует 540° — 720° поворота коленвала. Поршень идёт вверх, через открытый на 520—530° выхлопной клапан поршень выталкивает отработавшие газы из цилиндра.

Далее цикл повторяется.

В зависимости от конструкции камеры сгорания, существует несколько типов дизельных двигателей:

  • Дизель с неразделённой камерой: камера сгорания выполнена в поршне, а топливо впрыскивается в надпоршневое пространство. Главное достоинство — минимальный расход топлива. Недостаток — повышенный шум («жесткая работа»), особенно на холостом ходу. В настоящее время ведутся интенсивные работы по устранению указанного недостатка. Например, в системе Common Rail для снижения жёсткости работы используется (зачастую многостадийный) предвпрыск.
  • Дизель с разделённой камерой: топливо подаётся в дополнительную камеру. В большинстве дизелей такая камера (она называется вихревой либо предкамерой) связана с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в оную камеру, интенсивно завихрялся. Это способствует хорошему перемешиванию впрыскиваемого топлива с воздухом и более полному сгоранию топлива. Такая схема долго считалась оптимальной для легких дизелей и широко использовалась на легковых автомобилях. Однако, вследствие худшей экономичности, последние два десятилетия идёт активное вытеснение таких дизелей двигателями с нераздельной камерой и с системами подачи топлива Common Rail.

Двухтактный цикл

Принцип работы двухтактного дизельного двигателя Продувка двухтактного дизельного двигателя: внизу — продувочные окна, выпускной клапан верху открыт

Кроме вышеописанного четырёхтактного цикла, в дизеле возможно использование двухтактного цикла.

При рабочем ходе поршень идёт вниз, открывая выпускные окна в стенке цилиндра, через них выходят выхлопные газы, одновременно или несколько позднее открываются и впускные окна, цилиндр продувается свежим воздухом из воздуходувки — осуществляется продувка, совмещающая такты впуска и выпуска. Когда поршень поднимается, все окна закрываются. С момента закрытия впускных окон начинается сжатие. Чуть не достигая ВМТ, из форсунки распыляется и загорается топливо. Происходит расширение — поршень идёт вниз и снова открывает все окна и т. д.

Продувка является врожденным слабым звеном двухтактного цикла. Время продувки, в сравнением с другими тактами, невелико и увеличить его невозможно, иначе будет падать эффективность рабочего хода за счет его укорочения. В четырёхтактном цикле на те же процессы отводится половина цикла. Полностью разделить выхлоп и свежий воздушный заряд тоже невозможно, поэтому часть воздуха теряется, выходя прямо в выхлопную трубу. Если же смену тактов обеспечивает один и тот же поршень, возникает проблема, связанная с симметрией открывания и закрывания окон. Для лучшего газообмена выгоднее иметь опережение открытия и закрытия выхлопных окон. Тогда выхлоп, начинаясь ранее, обеспечит снижение давления остаточных газов в цилиндре к началу продувки. При закрытых ранее выхлопных окнах и открытых — еще — впускных осуществляется дозарядка цилиндра воздухом, и, если воздуходувка обеспечивает избыточное давление, становится возможным осуществление наддува.

Окна могут использоваться и для выпуска отработавших газов, и для впуска свежего воздуха; такая продувка называется щелевой или оконной. Если отработавшие газы выпускаются через клапан в головке цилиндра, а окна используются только для впуска свежего воздуха, продувка называется клапанно-щелевой. Существуют двигатели, где в каждом цилиндре находятся два встречно двигающихся поршня; каждый поршень управляет своими окнами — один впускными, другой выпускными (система Фербенкс-Морзе — Юнкерса — Корейво: дизели этой системы семейства Д100 использовались на тепловозах ТЭ3, ТЭ10, танковых двигателях 4ТПД, 5ТД(Ф) (Т-64), 6ТД (Т-80УД), 6ТД-2 (Т-84), в авиации — на бомбардировщиках Junkers (Jumo 204, Jumo 205).

В двухтактном двигателе рабочие ходы происходят вдвое чаще, чем в четырёхтактном, но из-за наличия продувки двухтактный дизель мощнее такого же по объёму четырёхтактного максимум в 1,6—1,7 раз.

В настоящее время тихоходные двухтактные дизели весьма широко применяются на больших морских судах с непосредственным (безредукторным) приводом гребного винта. Ввиду удвоения количества рабочих ходов на одних и тех же оборотах двухтактный цикл оказывается выгодным при невозможности повысить частоту вращения, кроме того, двухтактный дизель технически проще реверсировать; такие тихоходные дизели имеют мощность до 100 000 л.с.

В связи с тем, что организовать продувку вихревой камеры (или предкамеры) при двухтактном цикле сложно, двухтактные дизели строят только с неразделёнными камерами сгорания.

Варианты конструкции

Крейцкопфный (слева) и тронковый (справа) двигатели. Номером 10 обозначен крейцкопф.

Для средних и тяжелых двухтактных дизельных двигателей характерно применение составных поршней, в которых используется стальная головка и дюралевая юбка. Основной целью данного усложнения конструкции является снижение общей массы поршня при сохранении максимально возможной жаростойкости донышка. Очень часто используются конструкции с масляным жидкостным охлаждением.

В отдельную группу выделяются четырехтактные двигатели, содержащие в конструкции крейцкопф. В крейцкопфных двигателях шатун присоединяется к крейцкопфу — ползуну, соединенному с поршнем штоком (скалкой). Крейцкопф работает по своей направляющей — крейцу, без воздействия повышенных температур, полностью ликвидируя воздействие боковых сил на поршень. Данная конструкция характерна для крупных длинноходных судовых двигателей, часто — двойного действия, ход поршня в них может достигать 3 метров; тронковые поршни таких размеров были бы перетяжеленными, тронки с такой площадью трения существенно снизили бы механический КПД дизеля.

Реверсивные двигатели

Большинство ДВС рассчитаны на вращение только в одну сторону; если требуется получить на выходе вращение в разные стороны, то используют передачу заднего хода в коробке перемены передач или отдельный реверс-редуктор. Электрическая передача также позволяет менять направление вращения на выходе.

Однако на судах с жёстким соединением двигателя с гребным винтом фиксированного шага приходится применять реверсивные двигатели, чтобы иметь возможность двигаться задним ходом. Для этого нужно изменять фазы открытия клапанов и впрыска топлива. Обычно распределительные валы снабжаются двойным количеством кулачков; при остановленном двигателе специальное устройство приподнимает толкатели клапанов, что даёт возможность передвинуть распредвалы в новое положение. Встречаются также конструкции с реверсивным приводом распределительного вала — здесь при изменении направления вращения коленчатого вала сохраняется направление вращения распределительного вала. Двухтактные двигатели с контурной продувкой, когда газораспределение осуществляется поршнем, не нуждаются в специальных реверсивных устройствах (однако в них всё же требуется корректировка момента впрыска топлива).

Реверсивные двигатели также применялись на ранних тепловозах с жёстким соединением вала двигателя с колёсами.

Преимущества и недостатки

Проверить информацию.

Необходимо проверить точность фактов и достоверность сведений, изложенных в этой статье.На странице обсуждения должны быть пояснения.

Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование.

Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление.Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения.

Современные дизельные двигатели обычно имеют коэффициент полезного действия до 40-45 %, некоторые малооборотные крупные дизели — свыше 50 % (например, MAN S80ME-C7 тратит только 155 гр на кВт*ч, достигая эффективности 54,4 %).[6] Дизельный двигатель из-за особенностей рабочего процесса не предъявляет жестких требований к испаряемости топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла.

Дизельный двигатель не может развивать высокие обороты — топливо не успевает догореть в цилиндрах, для возгорания требуется время инициации. Высокая механическая напряженость дизеля вынуждает использовать более массивные и более дорогие детали, что утяжеляет двигатель. Это снижает удельную мощность двигателя, что послужило причиной малого распространения дизелей в авиации (только некоторые бомбардировщики Junkers, а также советский тяжёлый бомбардировщик Пе-8 и Ер-2, оснащавшиеся авиационными дизелями АЧ-30 и АЧ-40 конструкции А. Д. Чаромского и Т. М. Мелькумова). На максимальных эксплуатационных режимах топливо в дизеле не догорает, приводя к выбросу облаков сажи.

Сгорание впрыскиваемого в цилиндр дизеля топлива происходит по мере впрыска. Потому дизель выдаёт высокий вращающий момент при низких оборотах, что делает автомобиль с дизельным двигателем более «отзывчивым» в движении, чем такой же автомобиль с бензиновым двигателем. По этой причине и ввиду более высокой экономичности в настоящее время большинство грузовых автомобилей оборудуются дизельными двигателями[источник не указан 196 дней]. Например, в России в 2007 году почти все грузовики и автобусы были оснащены дизельными двигателями (окончательный переход этого сегмента автотранспорта с бензиновых двигателей на дизели планировалось завершить к 2009 году)[7]. Это является преимуществом также и в двигателях морских судов, так как высокий крутящий момент при низких оборотах делает более лёгким эффективное использование мощности двигателя, а более высокий теоретический КПД (см. Цикл Карно) даёт более высокую топливную эффективность.

По сравнению с бензиновыми двигателями, в выхлопных газах дизельного двигателя, как правило, меньше окиси углерода (СО), но теперь, в связи с применением каталитических конвертеров на бензиновых двигателях, это преимущество не так заметно. Основные токсичные газы, которые присутствуют в выхлопе в заметных количествах — это углеводороды (НС или СН) , оксиды (окислы) азота (NOх) и сажа (или её производные) в форме чёрного дыма. Больше всего загрязняют атмосферу в России дизели грузовиков и автобусов, которые часто являются старыми и неотрегулированными.

Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более, что в них не используется система зажигания. Вместе с высокой топливной экономичностью это стало причиной широкого применения дизелей на танках, поскольку в повседневной небоевой эксплуатации уменьшался риск возникновения пожара в моторном отделении из-за утечек топлива. Меньшая пожароопасность дизельного двигателя в боевых условиях является мифом, поскольку при пробитии брони снаряд или его осколки имеют температуру, сильно превышающую температуру вспышки паров дизельного топлива и так же способны достаточно легко поджечь вытекшее горючее. Детонация смеси паров дизельного топлива с воздухом в пробитом топливном баке по своим последствиям сравнима со взрывом боекомплекта[источник не указан 400 дней], в частности, у танков Т-34 она приводила к разрыву сварных швов и выбиванию верхней лобовой детали бронекорпуса[источник не указан 400 дней]. С другой стороны, дизельный двигатель в танкостроении уступает карбюраторному в плане удельной мощности, а потому в ряде случаев (высокая мощность при малом объёме моторного отделения) более выигрышным может быть использование именно карбюраторного силового агрегата (хотя это характерно для слишком уж лёгких боевых единиц).

Конечно, существуют и недостатки, среди которых — характерный стук дизельного двигателя при его работе. Однако, они замечаются в основном владельцами автомобилей с дизельными двигателями, а для стороннего человека практически незаметны.

Явными недостатками дизельных двигателей являются необходимость использования стартёра большой мощности, помутнение и застывание (запарафинивание) летнего дизельного топлива при низких температурах, сложность и более высокая цена в ремонте топливной аппаратуры, так как насосы высокого давления являются прецизиоными устройствами. Также дизель-моторы крайне чувствительны к загрязнению топлива механическими частицами и водой. Ремонт дизель-моторов, как правило, значительно дороже ремонта бензиновых моторов аналогичного класса. Литровая мощность дизельных моторов также, как правило, уступает аналогичным показателям бензиновых моторов, хотя дизель-моторы обладают более ровным и высоким крутящим моментом в своём рабочем объёме. Экологические показатели дизельных двигателей значительно уступали до последнего времени двигателям бензиновым. На классических дизелях с механически управляемым впрыском возможна установка только окислительных нейтрализаторов отработавших газов, работающих при температуре отработавших газов свыше 300 °C, которые окисляют только CO и CH до безвредных для человека углекислого газа (CO2) и воды. Также раньше данные нейтрализаторы выходили из строя вследствие отравления их соединениями серы (количество соединений серы в отработавших газах напрямую зависит от количества серы в дизельном топливе) и отложением на поверхности катализатора частиц сажи. Ситуация начала меняться лишь в последние годы в связи с внедрением дизелей так называемой системы Common rail. В данном типе дизелей впрыск топлива осуществляется электронно-управляемыми форсунками. Подачу управляющего электрического импульса осуществляет электронный блок управления, получающий сигналы от набора датчиков. Датчики же отслеживают различные параметры двигателя, влияющие на длительность и момент подачи топливного импульса. Так что, по сложности современный — и экологически такой же чистый, как и бензиновый — дизель-мотор ничем не уступает своему бензиновому собрату, а по ряду параметров (сложности) и значительно его превосходит. Так, например, если давление топлива в форсунках обычного дизеля с механическим впрыском составляет от 100 до 400 бар (приблизительно эквивалентно «атмосфер»), то в новейших системах «Common-rail» оно находится в диапазоне от 1000 до 2500 бар, что влечёт за собой немалые проблемы. Также каталитическая система современных транспортных дизелей значительно сложнее бензиновых моторов, так как катализатор должен «уметь» работать в условиях нестабильного состава выхлопных газов, а в части случаев требуется введение так называемого «сажевого фильтра» (DPF - фильтр твёрдых частиц). «Сажевый фильтр» представляет собой подобную обычному каталитическому нейтрализатору структуру, устанавливаемую между выхлопным коллектором дизеля и катализатором в потоке выхлопных газов. В сажевом фильтре развивается высокая температура, при которой частички сажи способны окислиться остаточным кислородом, содержащимся в выхлопных газах. Однако часть сажи не всегда окисляется, и остается в «сажевом фильтре», поэтому программа блока управления периодически переводит двигатель в режим «очистки сажевого фильтра» путём так называемой «постинжекции», то есть впрыска дополнительного количества топлива в цилиндры в конце фазы сгорания с целью поднять температуру газов, и, соответственно, очистить фильтр путём сжигания накопившейся сажи. Стандартом де-факто в конструкциях транспортных дизель-моторов стало наличие турбонагнетателя, а в последние годы — и «интеркулера» — устройства, охлаждающего воздух после сжатия турбонагнетателем — чтобы после охлаждения получить большую массу воздуха (кислорода) в камере сгорания при прежней пропускной способности коллекторов, а Нагнетатель позволил поднять удельные мощностные характеристики массовых дизель-моторов, так как позволяет пропустить за рабочий цикл большее количество воздуха через цилиндры.

В своей основе конструкция дизельного двигателя подобна конструкции бензинового двигателя. Однако, аналогичные детали у дизеля тяжелее и более устойчивы к высоким давлениям сжатия, имеющим место у дизеля, в частности, хон на поверхности зеркала цилиндра более грубый, но твёрдость стенок блока цилиндров выше. Головки поршней, однако, специально разработаны под особенности сгорания в дизельных двигателях и почти всегда рассчитаны на повышенную степень сжатия. Кроме того, головки поршней в дизельном двигателе находятся выше (для автомобильного дизеля) верхней плоскости блока цилиндров. В некоторых случаях — в устаревших дизелях — головки поршней содержат в себе камеру сгорания («прямой впрыск»).

Сферы применения

Дизельные двигатели применяются для привода стационарных силовых установок, на рельсовых (тепловозы, дизелевозы, дизель-поезда, автодрезины) и безрельсовых (автомобили, автобусы, грузовики) транспортных средствах, самоходных машинах и механизмах (тракторы, асфальтовые катки, скреперы и т. д.), а также в судостроении в качестве главных и вспомогательных двигателей.

Мифы о дизельных двигателях

Цех судовых дизелей завода «Даймлер-Бенц» в Штутгарте Дизельный двигатель с турбонаддувом
  • Дизельный двигатель слишком медленный.

Современные дизельные двигатели с системой турбонаддува гораздо эффективнее своих предшественников, а иногда и превосходят своих бензиновых атмосферных (без турбонаддува) собратьев с таким же объёмом. Об этом говорит дизельный прототип Audi R10, выигравший 24-х часовую гонку в Ле-Мане, и новые двигатели BMW, которые не уступают по мощности атмосферным (без турбонаддува) бензиновым и при этом обладают огромным крутящим моментом.

  • Дизельный двигатель слишком громко работает.

Громкая работа двигателя свидетельствует о неправильной эксплуатации и возможных неисправностях. На самом деле некоторые старые дизели с непосредственным впрыском действительно отличаются весьма жёсткой работой. С появлением аккумуляторных топливных систем высокого давления («Common-rail») у дизельных двигателей удалось значительно снизить шум, прежде всего за счёт разделения одного импульса впрыска на несколько (типично — от 2-х до 5-ти импульсов).

  • Дизельный двигатель гораздо экономичнее.

Основная экономичность обусловлена более высоким КПД дизельного двигателя. В среднем современный дизель расходует топлива до 30 % меньше[8]. Срок службы дизельного двигателя больше бензинового и может достигать 400—600 тысяч километров. Запчасти для дизельных двигателей несколько дороже, стоимость ремонта так же выше, особенно топливной аппаратуры. По вышеперечисленным причинам, затраты на эксплуатацию дизельного двигателя несколько меньше, чем у бензинового. Экономия по сравнению с бензиновыми моторами возрастает пропорционально мощности, чем определяется популярность использования дизельных двигателей в коммерческом транспорте и большегрузной технике.

  • Дизельный двигатель нельзя переоборудовать под использование в качестве топлива более дешёвого газа.

С первых моментов построения дизелей строилось и строится огромное количество их, рассчитанных для работы на газе разного состава. Способов перевода дизелей на газ, в основном, два. Первый способ заключается в том, что в цилиндры подаётся обеднённая газо-воздушная смесь, сжимается и поджигается небольшой запальной струёй дизельного топлива. Двигатель, работающий таким способом, называется газодизельным. Второй способ заключается в конвертации дизеля со снижением степени сжатия, установкой системы зажигания и, фактически, с построением вместо дизеля газового двигателя на его основе.

Рекордсмены

Самый большой/мощный дизельный двигатель

Судовой, 14 цилиндровый — Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, созданный финской компанией Wärtsilä в 2002 году, для установки на крупные морские контейнеровозы и танкеры, является самым большим дизелем в мире[9].

Конфигурация — 14 цилиндров в ряд

Рабочий объём — 25 480 литров

Диаметр цилиндра — 960 мм

Ход поршня — 2500 мм

Среднее эффективное давление — 1,96 МПа (19,2 кгс/см²)

Мощность — 108 920 л.с. при 102 об/мин. (отдача с литра 4,3 л.с.)

Крутящий момент — 7 571 221 Н·м

Расход топлива — 13 724 литров в час

Сухая масса — 2300 тонн

Габариты — длина 27 метров, высота 13 метров

Самый большой дизельный двигатель для грузового автомобиля[источник не указан 1275 дней]

MTU 20V400 предназначен, для установки на карьерный самосвал БелАЗ-7561.

Мощность — 3807 л.с. при 1800 об/мин. (Удельный расход топлива при номинальной мощности 198 г/кВт*ч)

Крутящий момент — 15728 Н·м

Самый большой/мощный серийный дизельный двигатель для серийного легкового автомобиля[источник не указан 1275 дней]

Audi 6.0 V12 TDI с 2008 года устанавливается на автомобиль Audi Q7.

Конфигурация — 12 цилиндров V-образно, угол развала 60 градусов.

Рабочий объём — 5934 см³

Диаметр цилиндра — 83 мм

Ход поршня — 91,4 мм

Степень сжатия — 16

Мощность — 500 л.с. при 3750 об/мин. (отдача с литра — 84,3 л.с.)

Крутящий момент — 1000 Нм в диапазоне 1750-3250 об/мин.

См. также

Примечания

Ссылки

dal.academic.ru

Новый дизель вытеснит бензиновые двигатели - Дизелист

Классический бензиновый мотор - модель прошлого. Будущее принадлежит дизелю и гибриду

   Если еще прошлой осенью на выставке во Франкфурте в кулуарах велась полемика о перспективах разработок тех или иных видов производств альтернативного топлива, то уже январский Детройтский салон со всей однозначностью показал: классический бензиновый мотор - модель прошлого. Будущее принадлежит дизелю и гибриду.

   Восток и Запад, Toyota и Mercedes заявляют себя активными игроками на этом перспективном поле будущего авторынка. В то время как Toyota форсирует разработки гибридов, Mercedes сделал ставку на новую технологию дизеля. И первые результаты не замедлили сказаться.

   Mercedes Bluetech - самый чистый дизель Дитер Цетше верит в новый немецкий дизель Немецкий дизель готовится к экспансии"Второй волной дизель-атаки" назвал президент Немецкого союза автомобильной индустрии (VDA) Бернд Готтшальк новую разработку Mercedes, названную Bluetech. "Это особая технология очистки выбросов дизеля", - поясняет главный конструктор Mercedes-Benz Томас Вебер, - "Bluetech - это модульный технологический пакет, снижающий содержание сажи, окисей озота и других вредных частиц в выхлопе более чем на 80%". По заявлению автопроизводителей, дизельный мотор Bluetech - это самый чистый дизель на сегодняшний день в мире. В составе гибридной установки улучшены и достижения дизеля в экологии и экономии: расход топлива сократился на 20% и составил 7,7 литра на 100 км. Бернд Готтшальк весьма оптимистически оценивает перспективы внедрения нового дизеля. Ссылаясь на результаты прошедшего года, давшего прирост в 44% по сбыту автомобильного дизеля, Готтшальк усматривает хорошие шансы на то, что немецкий дизель может стать "ведущей мировой технологией при производстве автомобилей".

   Данную точку зрения поддерживает и Дитер Цетше, новый шеф DaimlerChrysler, говоря о том, что "Diesel-Story вспыхнула в США". Нет смысла говорить, насколько привлекателен автомобильный рынок Америки для немецкого дизеля. Однако эксперты авторынка высказывают сомнения в том, что "вторая волна дизеля" будет такой же мощной, как первая. В специальных докладах, подготовленных к выставке, дизелю не уделяется практически никакого внимания. Это и неудивительно, поскольку по данным маркетингово исследования, проведенного фирмой Jato Dynamics, доля дизелей в США среди легкового транспорта составляет порядка 0,5%, включая пикапы. Внедорожники и вэны едва дотягивают до 3,4%. "Большинство американцев и не знают, как пишется слово "дизель" , - замечает автоэксперт Ник Маргеттс из Jato Dynamics и далее продолжает: "Показательным является тот факт, что в прошлом году в Ирландию было ввезено больше дизельных автомобилей, чем в США". Оптимистические прогнозы, согласно которым американская доля дизелей за шесть лет составит порядка 7,5 процентов рынка - это было бы порядка 1,3 млн. автомобилей в год - представляется скорее желаемым, нежели действительным.

   При всем этом, те же эксперты отмечают, что для большинства американцев дизель - это идеальное решение. Высокий крутящий момент и низкий уровень выбросов на средних оборотах - свойства, наиболее ценные для продолжительных поездок на US-Highways. Также инфраструктура и улучшение качества дизеля склоняют на сторону дизельного двигателя. Так, с сентября этого года нефтеперегонные заводы обязаны вырабатывать дизель с качественно пониженными содержанием тяжелых частиц, кроме того, с каждым годом увеличивается число дизельных заправок. Все это создает поистине благоприятные предпосылки для внедрения дизельных моторов системы Bluetech на рынок, полагает Бернд Готтшальк.

   В ближайшее время моторы Bluetech должны поступить в распоряжение Mercedes и Chrysler, что по мнению производителей, заметно уменьшит скепсис США в отношении дизеля. DaimlerChrysler, судя по всему, набирает обороты в производстве дизельных двигателей. А ведь это только начало пути, поскольку, как верно заметил Берндт Готтшальк: "Состязание между дизелем и гибридом будет еще долгое время держать соперников в напряжении".

dizelist.ru

Билл Гейтс разрабатывает новый дизельный двигатель OPOC

Новый дизельный двигатель от Билла Гейтса

Билл Гейтс — основатель компании Microsoft вложил 23,5 миллиона долларов в разработку нового дизельного двигателя OPOC, созданием которого занята известная в этой индустрии американская корпорация EcoMotors. По расчетам разработчиков, новый двигатель позволит сократить расход топлива в двое.

Мультимиллиардер Билл Гейтс, постоянно интересуется похожими проектами. И вот впервые, совместно с Винодом Кослой, он решил попробовать свои силы в машиностроении.

Новый дизельный двигатель, получивший столь большое внимание со стороны СМИ, обладает оригинальной конструкцией. Четыре цилиндра диаметром по 100 миллиметров, расположенные парами напротив друг друга, функционируют в двухтактном цикле, что позволяет сократить вибрации исходящие от силового агрегата.

OPOC Engine - Новый дизельный двигатель от Билла Гейтса

Новый дизельный двигатель OPOC от Билла Гейтса

Помимо этого, конструкция нового двигателя требует вдвое меньше деталей, что значительно снижает его вес и обеспечивает высокую экономичность. На данный момент существуют два прототипа двигателя OPOC, мощность которых при весе в 134 килограмма, составляет 330 лошадиных сил и 900 Нм крутящего момента.

Кроме инвестиций от Билла Гейтса и Винода Косла, в компании EcoMotors планируют получить на дальнейшие исследования 200 миллионов долларов от правительства США. В штате компании занимающейся разработкой нового двигателя OPOC, числится порядка 30 человек, которыми руководит До Ранкл, ранее трудившийся на благо General Motors. Также в данном проекте задействован Питер Хофбауэр, отвечавший за моторостроение в Volkswagen. Именно он является создателем мотора TDI Clean Diesel, с которым автомобиль VW Jetta получил награду Green Car of the Year в 2009 году.

avtoinstruktor.info

Новые дизельные двигатели с «Common Rail» будут устанавливать на УАЗ

УАЗ с новым дизельным двигателем

УАЗ с новым дизельным двигателем

Заволжский моторный завод (ЗМЗ, Нижегородская область), входящий в концерн «Соллерс», поставил на Ульяновский автозавод первый дизельный двигатель ЗМЗ-51432 «Евро-4» для отработки технологии сборки автомобиля на конвейере, сообщает пресс-служба ЗМЗ, передает РИА Новости.

УАЗы с дизельным двигателем ЗМЗ-51432 (2,2л)

Малолитражный двигатель нового поколения ЗМЗ-51432 (2,2л) с системой топливоподачи «Common Rail» прошел квалификационные испытания на подтверждение заявленных характеристик.

Для ЗМЗ дизель «Евро-4″ является совершенно новым продуктом, требующим новой технологии изготовления и сборки», — говорится в сообщении.

На какие автомобили будут устанавливаться?

Данный двигатель будет выпускаться в различных исполнениях для комплектации всего семейства пассажирских и грузопассажирских автомобилей ОАО «УАЗ».

Выпускаемые в настоящее время на заволжском заводе дизели ЗМЗ-514 «Евро-3» идут на комплектацию «UAZ- Hunter» и, так называемую, «буханку» — под заказы Минобороны РФ.

Новые разработки в дизеле

«В дизеле Евро-4″ применено свыше 100 оригинальных деталей и узлов: головка цилиндров, поршневая группа, топливная аппаратура, турбокомпрессор, охладитель рециркулируемых газов, клапан рециркуляции, вакуумный насос», — отмечает пресс-служба.

Характеристики дизельного двигателя

Максимальная мощность нового двигателя увеличена с 97 лошадиных сил (л.с.) при 4-х тысячах оборотов в минуту до 114 л.с. При 3,5 тысяч оборотов, максимальный крутящий момент — с 23,5 киллограмм-сил в минуту (кгс/м) при 1,8 тысяч оборотов в минуту до 27,5 кгс/м.

ЗМЗ выпускает свыше 80 модификаций двигателей рабочим объемом от 2,2 литра до 4,67 литра, соответствующих современным экологическим стандартам, для автомобилей и автобусов трех автомобильных компаний России — ОАО «УАЗ», ОАО «Павловский автобус» и ОАО «ГАЗ».

Теги: УАЗ с дизелем «Common Rail».

Читайте также:

 

autompv.ru