Το καλοκαίρι του 2017, τα νέα διαδόθηκαν σε όλη την επιστημονική και τεχνική κοινότητα - ένας νεαρός επιστήμονας από το Αικατερινούπολη κέρδισε τον πανρωσικό διαγωνισμό για καινοτόμα έργα στον τομέα της ενέργειας. Ο διαγωνισμός ονομάζεται «Breakthrough Energy», επιτρέπεται να συμμετέχουν επιστήμονες ηλικίας όχι άνω των 45 ετών και ο Leonid Plotnikov, αναπληρωτής καθηγητής του Ομοσπονδιακού Πανεπιστημίου Ural που πήρε το όνομά του από τον πρώτο Πρόεδρο της Ρωσίας B.N. Yeltsin» (Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο Ural), κέρδισε ένα βραβείο 1.000.000 ρούβλια.

Αναφέρθηκε ότι ο Leonid ανέπτυξε τέσσερις πρωτότυπες τεχνικές λύσεις και έλαβε επτά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για συστήματα εισαγωγής και εξαγωγής κινητήρα εσωτερικής καύσης, τόσο με υπερσυμπιεστή όσο και με φυσική αναρρόφηση. Ειδικότερα, βελτίωση σύστημα εισαγωγήςΈνας turbo κινητήρας "σύμφωνα με τη μέθοδο Plotnikov" μπορεί να εξαλείψει την υπερθέρμανση, να μειώσει τον θόρυβο και την ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών. Και εκσυγχρονισμός σύστημα εξάτμισηςΟ υπερτροφοδοτούμενος κινητήρας εσωτερικής καύσης αυξάνει την απόδοση κατά 2% και μειώνει την απόδοση κατά 1,5% συγκεκριμένη κατανάλωσηκαύσιμα. Ως αποτέλεσμα, ο κινητήρας γίνεται πιο φιλικός προς το περιβάλλον, σταθερός, ισχυρός και αξιόπιστος.

Είναι αλήθεια αυτό; Ποια είναι η ουσία των προτάσεων του επιστήμονα; Καταφέραμε να μιλήσουμε με τον νικητή του διαγωνισμού και να μάθουμε τα πάντα. Από όλες τις αρχικές τεχνικές λύσεις που αναπτύχθηκε από τον Plotnikov, καταλήξαμε στις δύο που αναφέρθηκαν παραπάνω: τροποποιημένα συστήματα εισαγωγής και εξαγωγής για υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες. Το στυλ παρουσίασης μπορεί να φαίνεται δύσκολο στην αρχή, αλλά διαβάστε προσεκτικά και στο τέλος θα φτάσουμε στην ουσία.

Προβλήματα και προκλήσεις

Η συγγραφή των εξελίξεων που περιγράφονται παρακάτω ανήκει σε μια ομάδα επιστημόνων της UrFU, η οποία περιλαμβάνει τον Διδάκτωρ Τεχνικών Επιστημών, τον καθηγητή Yu.M Brodov, τον Διδάκτωρ Φυσικών και Μαθηματικών Επιστημών, τον καθηγητή B.P. και Υποψήφιος Τεχνικών Επιστημών, Αναπληρωτής Καθηγητής L.V. Το έργο αυτής της συγκεκριμένης ομάδας έλαβε επιχορήγηση ενός εκατομμυρίου ρούβλια. Στην τεχνική ανάπτυξη των προτεινόμενων τεχνικών λύσεων, βοηθήθηκαν από ειδικούς της Uralsky LLC εργοστάσιο κινητήρων ντίζελ», δηλαδή, επικεφαλής του τμήματος, υποψήφιος τεχνικών επιστημών Shestakov D.S. και Αναπληρωτής Επικεφαλής Σχεδιαστής, Υποψήφιος Τεχνικών Επιστημών Grigoriev N.I.

Μία από τις βασικές παραμέτρους της έρευνάς τους ήταν η μεταφορά θερμότητας που προερχόταν από τη ροή αερίου στα τοιχώματα του αγωγού εισόδου ή εξόδου. Όσο χαμηλότερη είναι η μεταφορά θερμότητας, τόσο χαμηλότερες είναι οι θερμικές καταπονήσεις, τόσο μεγαλύτερη είναι η αξιοπιστία και η απόδοση του συστήματος στο σύνολό του. Για την εκτίμηση της έντασης της μεταφοράς θερμότητας, χρησιμοποιείται μια παράμετρος που ονομάζεται συντελεστής τοπικής μεταφοράς θερμότητας (συμβολίζεται ως αx) και καθήκον των ερευνητών ήταν να βρουν τρόπους μείωσης αυτού του συντελεστή.

Ρύζι. 1. Αλλαγή στον τοπικό (lх = 150 mm) συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αх (1) και την ταχύτητα ροής αέρα wх (2) σε χρόνο τ πίσω από τον ελεύθερο συμπιεστή ενός στροβιλοσυμπιεστή (εφεξής TC) με λεία στρογγυλή σωλήνωση και διαφορετική ταχύτητες περιστροφής του ρότορα TC: α) ntk = 35.000 min-1; β) ntk = 46.000 min-1

Το ζήτημα για τη σύγχρονη κατασκευή κινητήρα είναι σοβαρό, αφού οι αγωγοί αερίου-αέρα περιλαμβάνονται στη λίστα με τα πιο θερμικά φορτισμένα στοιχεία σύγχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης, και το έργο της μείωσης της μεταφοράς θερμότητας στις οδούς εισαγωγής και εξαγωγής είναι ιδιαίτερα έντονο για τους υπερτροφοδοτούμενους κινητήρες. Πράγματι, στους κινητήρες τούρμπο, σε σύγκριση με τους κινητήρες ατμοσφαιρικής αναπνοής, η πίεση και η θερμοκρασία στην είσοδο είναι αυξημένη, η μέση θερμοκρασία του κύκλου αυξάνεται και ο παλμός του αερίου είναι υψηλότερος, γεγονός που προκαλεί θερμομηχανική καταπόνηση. Η θερμική καταπόνηση οδηγεί σε κόπωση των εξαρτημάτων, μειώνει την αξιοπιστία και τη διάρκεια ζωής των εξαρτημάτων του κινητήρα και επίσης οδηγεί σε μη βέλτιστες συνθήκες καύσης καυσίμου στους κυλίνδρους και πτώση της ισχύος.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η θερμική καταπόνηση ενός turbo κινητήρα μπορεί να μειωθεί και εδώ, όπως λένε, υπάρχει μια απόχρωση. Συνήθως, δύο χαρακτηριστικά ενός στροβιλοσυμπιεστή θεωρούνται σημαντικά - η πίεση ενίσχυσης και η ροή αέρα και η ίδια η μονάδα λαμβάνεται ως στατικό στοιχείο στους υπολογισμούς. Αλλά στην πραγματικότητα, σημειώνουν οι ερευνητές, μετά την εγκατάσταση ενός στροβιλοσυμπιεστή, τα θερμομηχανικά χαρακτηριστικά της ροής του αερίου αλλάζουν σημαντικά. Επομένως, πριν μελετήσετε πώς αλλάζει το αx στην είσοδο και την έξοδο, είναι απαραίτητο να μελετήσετε την ίδια τη ροή του αερίου μέσω του συμπιεστή. Πρώτα - χωρίς να ληφθεί υπόψη το τμήμα εμβόλου του κινητήρα (όπως λένε, πίσω από τον ελεύθερο συμπιεστή, βλ. Εικ. 1), και στη συνέχεια - μαζί με αυτό.

Σχεδιάστηκε και δημιουργήθηκε αυτοματοποιημένο σύστημασυλλογή και επεξεργασία πειραματικών δεδομένων - οι τιμές της ταχύτητας ροής αερίου wx και του τοπικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αx ελήφθησαν και υποβλήθηκαν σε επεξεργασία από ένα ζεύγος αισθητήρων. Επιπλέον, συναρμολογήθηκε ένα μοντέλο μονοκύλινδρου κινητήρα με βάση τον κινητήρα VAZ-11113 με υπερσυμπιεστή TKR-6.

Ρύζι. 2. Εξάρτηση του τοπικού (lх = 150 mm) συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αχ από τη γωνία περιστροφής στροφαλοφόρος άξωνφ σε πολλαπλή εισαγωγήςΥπερτροφοδοτούμενος εμβολοφόρος κινητήρας εσωτερικής καύσης σε διαφορετικές ταχύτητες στροφαλοφόρου άξονα και διαφορετικές ταχύτητες ρότορα TC: α) n = 1.500 min-1; β) n = 3.000 min-1, 1 - n = 35.000 min-1; 2 - ntk = 42.000 min-1; 3 - ntk = 46.000 min-1

Μελέτες έχουν δείξει ότι ένας στροβιλοσυμπιεστής είναι μια ισχυρή πηγή αναταράξεων, η οποία επηρεάζει τα θερμομηχανικά χαρακτηριστικά της ροής του αέρα (βλ. Εικ. 2). Επιπλέον, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η εγκατάσταση ενός υπερσυμπιεστή αυξάνει το αx στην είσοδο του κινητήρα κατά περίπου 30% - εν μέρει λόγω του γεγονότος ότι ο αέρας μετά τον συμπιεστή είναι απλώς πολύ πιο ζεστός από ό,τι στην είσοδο ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα. Μετρήθηκε επίσης η μεταφορά θερμότητας στην εξάτμιση του κινητήρα με εγκατεστημένο στροβιλοσυμπιεστή και αποδείχθηκε ότι όσο υψηλότερη είναι η υπερβολική πίεση, τόσο λιγότερο έντονη γίνεται η μεταφορά θερμότητας.

Ρύζι. 3. Διάγραμμα του συστήματος εισαγωγής ενός υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα με δυνατότητα εκκένωσης μέρους του εξαναγκασμένου αέρα: 1 - πολλαπλή εισαγωγής. 2 - σωλήνας σύνδεσης. 3 - συνδετικά στοιχεία. 4 - συμπιεστής TK. 5 - την ηλεκτρονική μονάδαέλεγχος μηχανής; 6 - ηλεκτροπνευματική βαλβίδα].

Συνολικά, αποδεικνύεται ότι για τη μείωση της θερμικής καταπόνησης είναι απαραίτητα τα εξής: οδός πρόσληψηςείναι απαραίτητο να μειωθούν οι αναταράξεις και οι παλμοί του αέρα και στην έξοδο - να δημιουργήσετε πρόσθετη πίεση ή κενό, επιταχύνοντας τη ροή - αυτό θα μειώσει τη μεταφορά θερμότητας και επιπλέον, θα έχει θετική επίδραση στον καθαρισμό των κυλίνδρων από τα καυσαέρια.

Όλα αυτά τα φαινομενικά προφανή πράγματα χρειάζονταν λεπτομερείς μετρήσεις και αναλύσεις που κανείς δεν είχε κάνει πριν. Ήταν τα στοιχεία που ελήφθησαν που κατέστησαν δυνατή την ανάπτυξη μέτρων που στο μέλλον είναι ικανά, αν όχι να κάνουν επανάσταση, τότε σίγουρα να εισπνεύσουν, με την κυριολεκτική έννοια της λέξης, νέα ζωήσε ολόκληρη τη βιομηχανία κινητήρων.

Ρύζι. 4. Εξάρτηση του τοπικού (lх = 150 mm) συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αχ από τη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα φ στον σωλήνα εισαγωγής ενός υπερτροφοδοτούμενου εμβολοφόρου κινητήρα εσωτερικής καύσης (ntk = 35.000 min-1) σε ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα n = 3.000 min- 1. Αναλογία εκκένωσης αέρα: 1 - G1 = 0,04; 2 - G2 = 0,07; 3 - G3 = 0,12].

Απομάκρυνση της περίσσειας αέρα από την εισαγωγή

Πρώτον, οι ερευνητές πρότειναν ένα σχέδιο για τη σταθεροποίηση της ροής αέρα εισόδου (βλ. Εικόνα 3). Μια ηλεκτροπνευματική βαλβίδα, ενσωματωμένη στον σωλήνα εισαγωγής μετά τον στρόβιλο και σε ορισμένες στιγμές απελευθερώνει μέρος του αέρα που συμπιέζεται από τον στροβιλοσυμπιεστή, σταθεροποιεί τη ροή - μειώνει τον παλμό της ταχύτητας και της πίεσης. Ως αποτέλεσμα, αυτό θα πρέπει να οδηγήσει σε μείωση του αεροδυναμικού θορύβου και της θερμικής καταπόνησης στην οδό εισαγωγής.

Πόσο όμως χρειάζεται επαναφορά για να λειτουργεί αποτελεσματικά το σύστημα χωρίς να εξασθενεί σημαντικά η επίδραση της υπερσυμπίεσης; Στα σχήματα 4 και 5 βλέπουμε τα αποτελέσματα των μετρήσεων: όπως δείχνουν οι μελέτες, το βέλτιστο μερίδιο του αέρα εξαγωγής G κυμαίνεται από 7 έως 12% - τέτοιες τιμές μειώνουν τη μεταφορά θερμότητας (και επομένως θερμικό φορτίο) στον κινητήρα σωλήνα εισαγωγής στο 30%, δηλαδή φέρτε το σε τιμές που είναι χαρακτηριστικές των ατμοσφαιρικών κινητήρων. Δεν έχει νόημα να αυξηθεί περαιτέρω το μερίδιο της απόρριψης - δεν έχει πλέον κανένα αποτέλεσμα.

Ρύζι. 5. Σύγκριση των εξαρτήσεων του τοπικού (lх = 150 mm, d = 30 mm) συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αχ στη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα φ στον αγωγό εισαγωγής ενός υπερτροφοδοτούμενου εμβολοφόρου κινητήρα εσωτερικής καύσης χωρίς αερισμό (1) και με εξάρτημα εξαερισμού του αέρα (2) σε ntk = 35.000 min-1 και n = 3.000 min-1, το μερίδιο της περίσσειας εκκένωσης αέρα είναι ίσο με το 12% της συνολικής ροής].

Εκτίναξη στην εξάτμιση

Λοιπόν, τι γίνεται με το σύστημα εξάτμισης; Όπως είπαμε και παραπάνω, είναι υπερτροφοδοτούμενος κινητήραςλειτουργεί επίσης σε συνθήκες υψηλές θερμοκρασίες, και επιπλέον, θέλετε πάντα να κάνετε την εξάτμιση όσο το δυνατόν πιο ευνοϊκή για τον μέγιστο δυνατό καθαρισμό των κυλίνδρων από τα καυσαέρια. Οι παραδοσιακές μέθοδοι για την επίλυση αυτών των προβλημάτων έχουν ήδη εξαντληθεί, υπάρχουν άλλα αποθέματα για βελτίωση; Αποδεικνύεται ότι υπάρχει.

Οι Brodov, Zhilkin και Plotnikov υποστηρίζουν ότι ο καθαρισμός του αερίου και η αξιοπιστία του συστήματος εξάτμισης μπορούν να βελτιωθούν με τη δημιουργία πρόσθετου κενού, ή εκτίναξης, σε αυτό. Η ροή εκτίναξης, σύμφωνα με τους προγραμματιστές, όπως και η βαλβίδα εισαγωγής, μειώνει τους παλμούς της ροής και αυξάνει την ογκομετρική ροή αέρα, γεγονός που συμβάλλει στον καλύτερο καθαρισμό των κυλίνδρων και στην αυξημένη ισχύ του κινητήρα.

Ρύζι. 6. Διάγραμμα του συστήματος εξάτμισης με εκτοξευτήρα: 1 – κυλινδροκεφαλή με κανάλι. 2 – αγωγός εξάτμισης. 3 – σωλήνας εξάτμισης. 4 – σωλήνας εξώθησης. 5 – ηλεκτροπνευματική βαλβίδα. 6 – ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου].

Η εκτίναξη έχει θετική επίδραση στη μεταφορά θερμότητας από τα καυσαέρια στα μέρη του σωλήνα εξάτμισης (βλ. Εικ. 7): με ένα τέτοιο σύστημα, οι μέγιστες τιμές του τοπικού συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αx είναι 20% χαμηλότερες από ό,τι με τα παραδοσιακά καυσαέρια - εκτός για την περίοδο κλεισίματος βαλβίδα εισροής, εδώ η ένταση της μεταφοράς θερμότητας, αντίθετα, είναι ελαφρώς μεγαλύτερη. Αλλά γενικά, η μεταφορά θερμότητας είναι ακόμα μικρότερη και οι ερευνητές έκαναν την υπόθεση ότι ένας εκτοξευτής στην εξάτμιση ενός στροβιλοκινητήρα θα αυξήσει την αξιοπιστία του, καθώς θα μειώσει τη μεταφορά θερμότητας από τα αέρια στα τοιχώματα του αγωγού και τα ίδια τα αέρια θα ψυχθεί από τον αέρα εκτόξευσης.

Ρύζι. 7. Εξαρτήσεις του τοπικού (lх = 140 mm) συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αχ από τη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα φ στο σύστημα εξάτμισης στο υπερβολική πίεσηαπελευθέρωση pb = 0,2 MPa και ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα n = 1.500 min-1. Διαμόρφωση συστήματος εξάτμισης: 1 - χωρίς εκτόξευση. 2 - με εκτίναξη.]

Κι αν συνδυάσουμε;..

Έχοντας λάβει τέτοια συμπεράσματα σε μια πειραματική διάταξη, οι επιστήμονες προχώρησαν περισσότερο και εφάρμοσαν τη γνώση που αποκτήθηκε πραγματικός κινητήρας– ο πετρελαιοκινητήρας 8DM-21LM που παράγεται από την Ural Diesel Engine Plant LLC επιλέχθηκε ως ένα από τα «θέματα δοκιμής» Τέτοιοι κινητήρες χρησιμοποιούνται ως σταθερές μονάδες παραγωγής ενέργειας. Επιπλέον, η εργασία χρησιμοποίησε επίσης τον «νεότερο αδερφό» του 8κύλινδρου κινητήρα ντίζελ, 6DM-21LM, επίσης σε σχήμα V, αλλά με έξι κυλίνδρους.

Ρύζι. 8. Εγκατάσταση ηλεκτρομαγνητική βαλβίδαγια να ανακουφίσετε μέρος του αέρα στον κινητήρα ντίζελ 8DM-21LM: 1 - ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. 2 - σωλήνας εισόδου. 3 - περίβλημα πολλαπλής εξαγωγής. 4 - στροβιλοσυμπιεστής.

Στον «junior» κινητήρα εφαρμόστηκε ένα σύστημα εκτόξευσης καυσαερίων, λογικά και πολύ έξυπνα συνδυασμένο με ένα σύστημα εκτόνωσης πίεσης εισαγωγής, το οποίο εξετάσαμε λίγο νωρίτερα - άλλωστε, όπως φαίνεται στο σχήμα 3, ο απελευθερωμένος αέρας μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τις ανάγκες του κινητήρα. Όπως μπορείτε να δείτε (Εικ. 9), οι σωλήνες είναι τοποθετημένοι πάνω από την πολλαπλή εξαγωγής στον οποίο παρέχεται αέρας που λαμβάνεται από την είσοδο - αυτή είναι η ίδια υπερβολική πίεση που δημιουργεί αναταράξεις μετά τον συμπιεστή. Ο αέρας από τους σωλήνες «διανέμεται» μέσω ενός συστήματος ηλεκτρικών βαλβίδων, οι οποίες βρίσκονται ακριβώς πίσω από τη θύρα εξαγωγής καθενός από τους έξι κυλίνδρους.

Ρύζι. 9. Γενική μορφήεκσυγχρονισμένο σύστημα εξάτμισης του κινητήρα 6DM-21LM: 1 – σωλήνας εξάτμισης. 2 – στροβιλοσυμπιεστής; 3 – σωλήνας εξόδου αερίου. 4 – σύστημα εκτίναξης.

Μια τέτοια συσκευή εκτίναξης δημιουργεί πρόσθετο κενό στην πολλαπλή εξαγωγής, το οποίο οδηγεί σε εξισορρόπηση της ροής αερίου και εξασθένηση παροδικές διαδικασίεςστο λεγόμενο μεταβατικό στρώμα. Οι συγγραφείς της μελέτης μέτρησαν την ταχύτητα ροής αέρα wx ανάλογα με τη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα φ με και χωρίς εκτόξευση καυσαερίων.

Από το σχήμα 10 φαίνεται ότι κατά την εκτίναξη η μέγιστη ταχύτητα ροής είναι μεγαλύτερη και μετά το κλείσιμο της βαλβίδας εξαγωγής πέφτει πιο αργά από ό,τι σε μια πολλαπλή χωρίς τέτοιο σύστημα - επιτυγχάνεται ένα είδος "φαινόμενου καθαρισμού". Οι συγγραφείς λένε ότι τα αποτελέσματα δείχνουν σταθεροποίηση της ροής και καλύτερο καθαρισμό των κυλίνδρων του κινητήρα από τα καυσαέρια.

Ρύζι. 10. Εξαρτήσεις της τοπικής (lx = 140 mm, d = 30 mm) ταχύτητας ροής αερίου wx στον αγωγό εξαγωγής με εκτόξευση (1) και του παραδοσιακού αγωγού (2) από τη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα φ σε ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα n = 3000 min-1 και αρχική υπερπίεση pb = 2,0 bar.

Ποιο είναι το αποτέλεσμα;

Λοιπόν, ας το πάρουμε με τη σειρά. Πρώτον, εάν από πολλαπλή εισαγωγήςκινητήρας turbo για να απορρίψετε ένα μικρό μέρος του αέρα που συμπιέζεται από τον συμπιεστή, μπορείτε να μειώσετε τη μεταφορά θερμότητας από τον αέρα στα τοιχώματα της πολλαπλής έως και 30% και ταυτόχρονα να διατηρήσετε τη ροή μάζας του αέρα που εισέρχεται στον κινητήρα στο ένα κανονικό επίπεδο. Δεύτερον, εάν χρησιμοποιείτε εκτόξευση στην εξάτμιση, τότε η μεταφορά θερμότητας στην πολλαπλή εξαγωγής μπορεί επίσης να μειωθεί σημαντικά - οι μετρήσεις που λαμβάνονται δίνουν μια τιμή περίπου 15% - και επίσης να βελτιώσουν τον καθαρισμό αερίου των κυλίνδρων.

Συνδυάζοντας τα δεικνυόμενα επιστημονικά ευρήματα για τις οδούς εισαγωγής και εξαγωγής σε ένα ενιαίο σύστημα, θα έχουμε ένα πολύπλοκο αποτέλεσμα: παίρνοντας μέρος του αέρα από την εισαγωγή, μεταφέροντάς τον στην εξάτμιση και συγχρονίζοντας με ακρίβεια αυτούς τους παλμούς εγκαίρως, το σύστημα θα επίπεδο και «ηρεμεί» τη ροή του αέρα και των καυσαερίων. Ως αποτέλεσμα, θα πρέπει να αποκτήσουμε έναν κινητήρα λιγότερο θερμικά φορτισμένο, πιο αξιόπιστο και παραγωγικό σε σύγκριση με έναν συμβατικό κινητήρα turbo.

Έτσι, τα αποτελέσματα λήφθηκαν σε εργαστηριακές συνθήκες, επιβεβαιώθηκαν με μαθηματική μοντελοποίηση και αναλυτικούς υπολογισμούς, μετά τους οποίους δημιουργήθηκε ένα πρωτότυπο, στο οποίο πραγματοποιήθηκαν δοκιμές και επιβεβαιώθηκαν θετικές επιπτώσεις. Μέχρι στιγμής, όλα αυτά έχουν εφαρμοστεί στα τείχη του UrFU σε έναν μεγάλο σταθερό κινητήρα turbodiesel (κινητήρες αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται επίσης σε μηχανές ντίζελ και πλοία), ωστόσο, οι αρχές που ενσωματώνονται στο σχέδιο θα μπορούσαν να ριζώσουν και σε μικρότερους κινητήρες - φανταστείτε, για παράδειγμα, ένα GAZ Gazelle, UAZ Patriot ή LADA Vestaπαίρνω νέο turbo κινητήρα, και μάλιστα με καλύτερα χαρακτηριστικά από ξένα ανάλογα...Είναι δυνατόν αυτό νέα τάσηστην κατασκευή μηχανών ξεκίνησε στη Ρωσία;

Οι επιστήμονες από την UrFU έχουν επίσης λύσεις για τη μείωση του θερμικού φορτίου των ατμοσφαιρικών κινητήρων, και μία από αυτές είναι το προφίλ καναλιών: εγκάρσια (με την εισαγωγή ενός ένθετου με τετράγωνη ή τριγωνική διατομή) και διαμήκης. Κατ' αρχήν, χρησιμοποιώντας όλες αυτές τις λύσεις, είναι πλέον δυνατή η κατασκευή πρωτοτύπων εργασίας, η διεξαγωγή δοκιμών και, εάν το αποτέλεσμα είναι θετικό, η μαζική παραγωγή - οι δεδομένες κατευθύνσεις σχεδιασμού και κατασκευής, σύμφωνα με τους επιστήμονες, δεν απαιτούν σημαντικό οικονομικό και χρονικό κόστος . Τώρα θα πρέπει να υπάρχουν ενδιαφερόμενοι κατασκευαστές.

Ο Λεονίντ Πλότνικοφ λέει ότι θεωρεί τον εαυτό του πρωτίστως επιστήμονα και δεν θέτει στόχο να εμπορευματοποιήσει τις νέες εξελίξεις.

Μεταξύ των στόχων, θα προτιμούσα να αναφέρω τη διεξαγωγή περαιτέρω έρευνας, την απόκτηση νέων επιστημονικά αποτελέσματα, ανάπτυξη πρωτότυπων σχεδίων συστημάτων αερίου-αέρα εμβολοφόροι κινητήρες εσωτερικής καύσης. Εάν τα αποτελέσματά μου είναι χρήσιμα για τη βιομηχανία, τότε θα είμαι χαρούμενος. Γνωρίζω από την πείρα ότι η εφαρμογή των αποτελεσμάτων είναι μια πολύ περίπλοκη και εντατική διαδικασία, και εάν βυθιστείτε σε αυτήν, δεν θα υπάρχει χρόνος για επιστήμη και διδασκαλία. Και τείνω περισσότερο προς τον τομέα της εκπαίδευσης και της επιστήμης, και όχι προς τη βιομηχανία και τις επιχειρήσεις

Αναπληρωτής Καθηγητής στο Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο Ural που πήρε το όνομά του από τον πρώτο Πρόεδρο της Ρωσίας B.N. Γέλτσιν» (Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο Ουράλ)

Ωστόσο, προσθέτει ότι η διαδικασία υλοποίησης των αποτελεσμάτων της έρευνας στα μηχανήματα ισχύος της PJSC Uralmashzavod έχει ήδη ξεκινήσει. Ο ρυθμός υλοποίησης είναι ακόμα χαμηλός, όλες οι εργασίες βρίσκονται στο αρχικό στάδιο και υπάρχουν πολύ λίγες λεπτομέρειες, αλλά η επιχείρηση ενδιαφέρεται. Μπορούμε μόνο να ελπίζουμε ότι θα δούμε ακόμα τα αποτελέσματα αυτής της εφαρμογής. Και επίσης ότι η δουλειά των επιστημόνων θα βρει εφαρμογή στην εγχώρια αυτοκινητοβιομηχανία.

Πώς αξιολογείτε τα αποτελέσματα της μελέτης;

Κινητήρας τρακτέρ T-150: μάρκες, εγκατάσταση, μετατροπή

Τα τρακτέρ T-150 και T-150K αναπτύχθηκαν από μηχανικούς του Kharkov εργοστάσιο τρακτέρ. Αυτό το μοντέλο αντικατέστησε μια άλλη αρχική ανάπτυξη KhTZ - το T-125, η παραγωγή του οποίου διακόπηκε το 1967.

Το T-150 βρισκόταν σε ανάπτυξη για αρκετά χρόνια και μπήκε σε μαζική παραγωγή το 1971. Αρχικά ήταν ένα μοντέλο T-150K - ένα τρακτέρ σε μεταξόνιο. Από το 1974 ξεκίνησε η παραγωγή ενός τρακτέρ caterpillar με την ένδειξη T-150.

Η αρχή που έθεσαν οι μηχανικοί της KhTZ κατά την ανάπτυξη των T-150 και T-150 K ήταν η μέγιστη ενοποίηση αυτών των μοντέλων. Τα τροχοφόρα και ερπυστριοφόρα τρακτέρ έχουν όσο το δυνατόν παρόμοια σχεδίαση, λαμβάνοντας υπόψη τα διαφορετικά συστήματα πρόωσης. Από αυτή την άποψη, τα περισσότερα ανταλλακτικά και συγκροτήματα φέρουν ετικέτα για το T-150, αλλά θεωρείται ότι είναι κατάλληλα και τροχοφόρο τρακτέρΤ-150Κ.

Κινητήρες εγκατεστημένοι στο τρακτέρ T-150

Οι κινητήρες των τρακτέρ T-150 και T-150K είναι τοποθετημένοι μπροστά. Ο συμπλέκτης και το κιβώτιο ταχυτήτων συνδέονται στη μονάδα μέσω του συμπλέκτη. Για τροχοφόρα και ερπυστριοφόροι τρακτέρΕγκαταστάθηκαν κινητήρες T-150:

• SMD-60,
• SMD-62,
• YaMZ-236.

Κινητήρας T-150 SMD-60

Τα πρώτα τρακτέρ T-150 είχαν κινητήρα ντίζελ SMD-60. Ο κινητήρας είχε θεμελιωδώς διαφορετικό σχεδιασμό για εκείνη την εποχή και ήταν πολύ διαφορετικός από άλλες μονάδες ειδικού εξοπλισμού.

Ο κινητήρας T-150 SMD-60 είναι ένας τετράχρονος, βραχύχρονος κινητήρας. Διαθέτει έξι κυλίνδρους διατεταγμένους σε 2 σειρές. Ο κινητήρας είναι υπερτροφοδοτούμενος και διαθέτει συστήματα υγρή ψύξηκαι άμεσο ψεκασμό καυσίμου.

Ένα χαρακτηριστικό του κινητήρα του τρακτέρ T-150 SMD-60 είναι ότι οι κύλινδροι δεν βρίσκονται ο ένας απέναντι από τον άλλο, αλλά με μετατόπιση 3,6 cm Αυτό έγινε για να εγκατασταθούν οι ράβδοι σύνδεσης των αντίθετων κυλίνδρων σε έναν στρόφαλο ο στροφαλοφόρος άξονας.

Η διαμόρφωση του κινητήρα T-150 SMD-60 ήταν ριζικά διαφορετική από τη δομή άλλων κινητήρων τρακτέρ εκείνης της εποχής. Οι κύλινδροι του κινητήρα είχαν διάταξη σε σχήμα V, που τον έκανε πολύ πιο συμπαγή και ελαφρύτερο. Στην κάμπερα των κυλίνδρων, οι μηχανικοί τοποθέτησαν έναν στροβιλοσυμπιεστή και πολλαπλές εξάτμισης. Η αντλία τροφοδοσίας ντίζελ ND-22/6B4 βρίσκεται στο πίσω μέρος.

Ο κινητήρας SMD-60 του T-150 είναι εξοπλισμένος με φυγόκεντρο πλήρους ροής για τον καθαρισμό του λαδιού κινητήρα. Ο κινητήρας έχει δύο φίλτρα καυσίμου:

1. προκαταρκτικός,
2. για λεπτό καθάρισμα.

Αντί για φίλτρο αέρα, το SMD-60 χρησιμοποιεί εγκατάσταση τύπου κυκλώνα. Το σύστημα καθαρισμού αέρα καθαρίζει αυτόματα τον κάδο σκόνης.

Χαρακτηριστικά του κινητήρα T-150 SMD-60

Στους τρακτέρ T-150 και T-150K με κινητήρα SMD-60, χρησιμοποιήθηκε ένας πρόσθετος βενζινοκινητήρας P-350. Αυτό κινητήρας εκκίνησηςτύπου καρμπυρατέρ, μονοκύλινδρος, με σύστημα υδρόψυξης απόδοσης 13,5 ίππων. Το κύκλωμα ψύξης νερού του εκτοξευτή και του SMD-60 είναι το ίδιο. Το P-350, με τη σειρά του, ξεκίνησε από τον εκκινητή ST-352D.

Για να είναι πιο εύκολο να ξεκινήσετε χειμερινή ώρα(κάτω από 5 μοίρες) ο κινητήρας SMD-60 ήταν εξοπλισμένος με προθερμαντήρα PZHB-10.

Τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα SMD-60 στο T-150/T-150K

τύπος κινητήρα	κινητήρας εσωτερικής καύσης ντίζελ
Αριθμός ράβδων
Αριθμός κυλίνδρων
Σειρά λειτουργίας κυλίνδρου
Σχηματισμός ανάμειξης	άμεση ένεση
Στροβιλοσυμπιεστή
Σύστημα ψύξης	υγρό
Χωρητικότητα μηχανής
Εξουσία
Αναλογία συμπίεσης
Βάρος κινητήρα
Μέση κατανάλωση

Κινητήρας T-150 SMD-62

Μία από τις πρώτες τροποποιήσεις του τρακτέρ T-150 ήταν ο κινητήρας SMD-62. Αναπτύχθηκε με βάση τον κινητήρα SMD-60 και είχε σε μεγάλο βαθμό παρόμοιο σχεδιασμό με αυτόν. Η κύρια διαφορά ήταν η εγκατάσταση ενός συμπιεστή σε ένα πνευματικό σύστημα. Επίσης, η ισχύς του κινητήρα SMD-62 στο T-150 αυξήθηκε στους 165 ίππους. και τον αριθμό των περιστροφών.

Τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα SMD-62 στο T-150/T-150K

τύπος κινητήρα	κινητήρας εσωτερικής καύσης ντίζελ
Αριθμός ράβδων
Αριθμός κυλίνδρων
Σειρά λειτουργίας κυλίνδρου
Σχηματισμός ανάμειξης	άμεση ένεση
Στροβιλοσυμπιεστή
Σύστημα ψύξης	υγρό
Χωρητικότητα μηχανής
Εξουσία
Αναλογία συμπίεσης
Βάρος κινητήρα
Μέση κατανάλωση

Κινητήρας T-150 YaMZ 236

Περισσότερο σύγχρονη τροποποίησηείναι το τρακτέρ T-150 με τον κινητήρα YaMZ 236 Ειδικός εξοπλισμός με τον κινητήρα YaMZ-236M2-59 εξακολουθεί να παράγεται μέχρι σήμερα.

Η ανάγκη αντικατάστασης της μονάδας ισχύος υπήρχε εδώ και χρόνια - η ισχύς του αρχικού κινητήρα SMD-60 και του διαδόχου του SMD-62 απλά δεν ήταν αρκετή σε ορισμένες περιπτώσεις. Η επιλογή έπεσε σε μια πιο παραγωγική και οικονομική μηχανή πετρελαίουπου παράγεται από το εργοστάσιο αυτοκινήτων Yaroslavl.

Αυτή η εγκατάσταση τέθηκε για πρώτη φορά σε ευρεία παραγωγή το 1961, αλλά το έργο και τα πρωτότυπα υπάρχουν από τη δεκαετία του '50 και έχουν αποδειχθεί αρκετά καλά. Για πολύ καιρό Κινητήρας YaMZ 236 παρέμειναν ένα από τα καλύτερα ντίζελστον κόσμο. Παρά το γεγονός ότι έχουν περάσει σχεδόν 70 χρόνια από την ανάπτυξη του σχεδίου, παραμένει επίκαιρο μέχρι σήμερα και χρησιμοποιείται επίσης σε νέα σύγχρονα τρακτέρ.

Χαρακτηριστικά του κινητήρα YaMZ-236 στο T-150

Το τρακτέρ T-150 με τον κινητήρα YaMZ-236 παρήχθη μαζικά σε διάφορες τροποποιήσεις. Κάποτε, εγκαταστάθηκαν τόσο ατμοσφαιρικοί όσο και υπερτροφοδοτούμενοι κινητήρες. Σε ποσοτικούς όρους, η πιο δημοφιλής έκδοση ήταν η T-150 με τον κινητήρα YaMZ-236 DZ - ατμοσφαιρικός κινητήρας με κυβισμό 11,15 λίτρων, ροπή 667 Nm και ισχύ 175 ίππων, ο οποίος ξεκίνησε με ηλεκτρική μίζα .

Τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα YaMZ-236D3 στο T-150/T-150K

τύπος κινητήρα	κινητήρας εσωτερικής καύσης ντίζελ
Αριθμός ράβδων
Αριθμός κυλίνδρων
Σχηματισμός ανάμειξης	άμεση ένεση
Στροβιλοσυμπιεστή
Σύστημα ψύξης	υγρό
Χωρητικότητα μηχανής
Εξουσία
Βάρος κινητήρα
Μέση κατανάλωση

Κινητήρας YaMZ-236 στο σύγχρονο T-150

Ο κινητήρας YaMZ-236 M2-59 είναι εγκατεστημένος στα νέα τρακτέρ T-150 με τροχούς και τροχούς. Αυτός ο κινητήρας είναι ενωμένος με το YaMZ-236, το οποίο κατασκευαζόταν μέχρι το 1985, και το YaMZ-236M, η παραγωγή του οποίου σταμάτησε το 1988.

Ο κινητήρας YaMZ-236M2-59 είναι ένας ατμοσφαιρικός κινητήρας ντίζελ με άμεσο ψεκασμό καυσίμου και ψύξη νερού. Ο κινητήρας έχει έξι κυλίνδρους διατεταγμένους σε σχήμα V.

Τεχνικά χαρακτηριστικά του κινητήρα YaMZ-236M2-59 στο T-150/T-150K

τύπος κινητήρα	κινητήρας εσωτερικής καύσης ντίζελ
Αριθμός ράβδων
Αριθμός κυλίνδρων
Σχηματισμός ανάμειξης	άμεση ένεση
Στροβιλοσυμπιεστή
Σύστημα ψύξης	υγρό
Χωρητικότητα μηχανής
Εξουσία
Βάρος κινητήρα
Μέση κατανάλωση

Επανεξοπλισμός τρακτέρ Τ-150: εγκατάσταση μη αυθεντικών κινητήρων

Ένας από τους λόγους για τους οποίους τα τρακτέρ T-150 και T-150K έχουν γίνει τόσο δημοφιλή είναι η υψηλή τους δυνατότητα συντήρησης και η ευκολία συντήρησης. Τα μηχανήματα μπορούν εύκολα να μετατραπούν και να εγκατασταθούν άλλος, μη εγγενής εξοπλισμός, ο οποίος θα ήταν πιο αποτελεσματικός για την εκτέλεση συγκεκριμένων εργασιών.

Ισχύς που μπορεί να αναπτύξει ο κινητήρας εσωτερικής καύσης, εξαρτάται από την ποσότητα αέρα και καυσίμου που αναμιγνύεται με αυτό που μπορεί να τροφοδοτηθεί στον κινητήρα. Εάν χρειάζεται να αυξήσετε την ισχύ του κινητήρα, θα πρέπει να αυξήσετε τόσο την ποσότητα αέρα όσο και καυσίμου που παρέχεται. Η παροχή περισσότερου καυσίμου δεν θα έχει αποτέλεσμα έως ότου υπάρχει αρκετός αέρας για την καύση του, διαφορετικά θα σχηματιστεί περίσσεια άκαυτου καυσίμου, που οδηγεί σε υπερθέρμανση του κινητήρα, ο οποίος επίσης καπνίζει πολύ.

Η αύξηση της ισχύος του κινητήρα μπορεί να επιτευχθεί αυξάνοντας είτε τον κυβισμό είτε την ταχύτητά του. Η αύξηση του κυβισμού αυξάνει αμέσως το βάρος, το μέγεθος του κινητήρα και, τελικά, το κόστος του. Η αύξηση της ταχύτητας είναι προβληματική λόγω του προκύπτοντος αυτού τεχνικά προβλήματα, ειδικά στην περίπτωση κινητήρα με σημαντικό κυβισμό.

Τα συστήματα υπερφόρτισης, τα οποία συμπιέζουν τον αέρα που παρέχεται στον θάλαμο καύσης του κινητήρα και αυξάνουν τη μάζα αυτού του αέρα, καθιστούν δυνατή την αύξηση της ισχύος του κινητήρα για μια δεδομένη μετατόπιση και ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα.

Για κινητήρες εσωτερικής καύσης, χρησιμοποιούνται δύο τύποι συμπιεστών: μηχανικοί και υπερσυμπιεστές που χρησιμοποιούν ενέργεια καυσαερίων. Επιπλέον, υπάρχουν επίσης συνδυασμένα συστήματα, για παράδειγμα, turbocompound. Στην περίπτωση ενός μηχανικά κινούμενου συμπιεστή απαιτούμενη πίεσηΟ αέρας λαμβάνεται μέσω μιας μηχανικής σύνδεσης μεταξύ του στροφαλοφόρου άξονα του κινητήρα και του συμπιεστή (συμπλέκτης). Σε έναν στροβιλοσυμπιεστή, η πίεση του αέρα λαμβάνεται με την περιστροφή του στροβίλου με τη ροή των καυσαερίων.

Ο στροβιλοσυμπιεστής σχεδιάστηκε για πρώτη φορά από τον Ελβετό μηχανικό Büschi το 1905, αλλά μόνο πολλά χρόνια αργότερα αναπτύχθηκε και χρησιμοποιήθηκε περαιτέρω σε σειριακούς κινητήρεςμε μεγάλο όγκο εργασίας.

Κατ' αρχήν, οποιοσδήποτε στροβιλοσυμπιεστής αποτελείται από μια φυγοκεντρική αντλία αέρα και έναν στρόβιλο που συνδέονται με έναν άκαμπτο άξονα μεταξύ τους. Και τα δύο αυτά στοιχεία περιστρέφονται προς την ίδια κατεύθυνση και με την ίδια ταχύτητα. Η ενέργεια από τη ροή των καυσαερίων, η οποία δεν χρησιμοποιείται σε συμβατικούς κινητήρες, μετατρέπεται εδώ σε ροπή, οδηγώντας τον συμπιεστή. Τα καυσαέρια που εξέρχονται από τους κυλίνδρους του κινητήρα έχουν υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Επιταχύνουν να υψηλή ταχύτητακαι έρχονται σε επαφή με τα πτερύγια του στροβίλου, τα οποία μετατρέπουν την κινητική τους ενέργεια σε μηχανική περιστροφική ενέργεια (ροπή).

Αυτή η μετατροπή ενέργειας συνοδεύεται από μείωση της θερμοκρασίας και της πίεσης του αερίου. Ο συμπιεστής αναρροφά αέρα φίλτρο αέρα, το συμπιέζει και το τροφοδοτεί στους κυλίνδρους του κινητήρα. Η ποσότητα του καυσίμου που μπορεί να αναμιχθεί με τον αέρα μπορεί να αυξηθεί, επιτρέποντας στον κινητήρα να αναπτύξει περισσότερη ισχύ. Επιπλέον, η διαδικασία καύσης βελτιώνεται, γεγονός που βελτιώνει την απόδοση του κινητήρα ευρύ φάσμααριθμός περιστροφών.

Υπάρχει επικοινωνία μεταξύ του κινητήρα και του υπερσυμπιεστή μόνο μέσω της ροής των καυσαερίων. Η ταχύτητα του ρότορα ενός στροβιλοσυμπιεστή δεν εξαρτάται από τις στροφές του κινητήρα, αλλά καθορίζεται σε μεγάλο βαθμό από το ισοζύγιο ενέργειας που λαμβάνει ο στρόβιλος και δίνεται στον συμπιεστή.

Για κινητήρες που λειτουργούν σε μεγάλο εύρος στροφών (σε επιβατικό αυτοκίνητο), υψηλή πίεσηΗ ώθηση είναι επιθυμητή ακόμη και σε χαμηλές ταχύτητες.

Γι' αυτό το μέλλον ανήκει στους στροβιλοσυμπιεστές με ρυθμιζόμενη πίεση. Η μικρή διάμετρος των σύγχρονων στροβίλων και τα ειδικά τμήματα των καναλιών αερίου συμβάλλουν στη μείωση της αδράνειας, δηλ. ο στρόβιλος επιταχύνεται πολύ γρήγορα και η πίεση του αέρα φτάνει πολύ γρήγορα την απαιτούμενη τιμή. Βαλβίδα ελέγχουδιασφαλίζει ότι η πίεση υπερπλήρωσης δεν αυξάνεται πάνω από μια ορισμένη τιμή, πάνω από την οποία μπορεί να καταστραφεί ο κινητήρας.

Ένας κινητήρας εξοπλισμένος με υπερσυμπιεστή έχει τεχνικά και οικονομικά πλεονεκτήματα σε σχέση με έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα.

Τα κύρια πλεονεκτήματα ενός κινητήρα υπερσυμπιεστή:

η αναλογία βάρους/ισχύς κινητήρα με στροβιλοσυμπιεστή είναι υψηλότερη από αυτή ενός ατμοσφαιρικού κινητήρα.

ένας κινητήρας με υπερσυμπιεστή είναι λιγότερο ογκώδης από έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα ίδιας ισχύος.

Η καμπύλη ροπής ενός υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα μπορεί να προσαρμοστεί καλύτερα σε συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας.

Επιπλέον, είναι δυνατή η δημιουργία εκδόσεων που βασίζονται σε ατμοσφαιρικούς κινητήρες, εξοπλισμένους με υπερσυμπιεστή και ποικίλης ισχύος.

Τα οφέλη ενός κινητήρα με υπερσυμπιεστή σε υψόμετρο είναι ακόμη πιο αισθητά. Ατμοσφαιρικός κινητήραςχάνει ισχύ λόγω της αραίωσης του αέρα και ο στροβιλοσυμπιεστής, παρέχοντας αυξημένη παροχή αέρα, αντισταθμίζει τη μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης, σχεδόν χωρίς επιδείνωση της απόδοσης του κινητήρα. Η ποσότητα του εξαναγκασμένου αέρα θα είναι ελαφρώς μικρότερη από ό,τι σε χαμηλότερο υψόμετρο, πράγμα που σημαίνει ότι ο κινητήρας ουσιαστικά διατηρεί την ισχύ του.

Εκτός:

ένας κινητήρας με υπερσυμπιεστή εξασφαλίζει καλύτερη καύση καυσίμου, η οποία οδηγεί σε χαμηλότερη κατανάλωση καυσίμου.

Δεδομένου ότι ένας στροβιλοσυμπιεστής βελτιώνει την καύση, συμβάλλει επίσης στη μείωση των εκπομπών καυσαερίων.

ένας κινητήρας εξοπλισμένος με στροβιλοσυμπιεστή λειτουργεί πιο σταθερά από αυτό.

το ισοδύναμο με φυσική αναρρόφηση έχει την ίδια ισχύ, και όντας μικρότερο σε μέγεθος, παράγει λιγότερο θόρυβο. Επιπλέον, ο υπερσυμπιεστής παίζει και το ρόλο ενός είδους σιγαστήρα στο σύστημα εξάτμισης.

Επέκταση της παραγωγής υλικών με υψηλή χαρακτηριστικά θερμοκρασίας, βελτίωση ποιότητας λάδια κινητήρα, τη χρήση υγρής ψύξης του περιβλήματος του υπερσυμπιεστή, ηλεκτρονικός έλεγχοςβαλβίδες ελέγχου - όλα αυτά συνέβαλαν στο γεγονός ότι οι στροβιλοσυμπιεστές άρχισαν να χρησιμοποιούνται σε βενζινοκινητήρες μικρής κλίμακας.

Κατά την εγκατάσταση στροβιλοσυμπιεστή σε κινητήρα βενζίνης, προκύπτουν συγκεκριμένες απαιτήσεις:

εξασφάλιση της στεγανότητας των καναλιών λαδιού-αερίου του στροβιλοσυμπιεστή.

βελτίωση της ποιότητας των υλικών στροβίλων·

βελτίωση της βαλβίδας ελέγχου.

ψύξη του περιβλήματος του άξονα.

Σε έναν κινητήρα που λειτουργεί κανονικά και ο οποίος συντηρείται άμεσα και αποτελεσματικά, ένας στροβιλοσυμπιεστής μπορεί να λειτουργήσει χωρίς προβλήματα για πολλά χρόνια.

Μπορεί να προκύψουν δυσλειτουργίες ως αποτέλεσμα:

ανεπαρκής ποσότητα λαδιού.

ξένα αντικείμενα που εισέρχονται στον στροβιλοσυμπιεστή.

μολυσμένο λάδι.

Έκδοση 2007: Zelenograd entrepreneur

Ο ΕΚΣΥΓΧΡΟΝΙΣΜΟΣ ΤΟΥ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΥ ΜΕΤΑΤΡΟΠΗΣ ΕΙΝΑΙ ΜΙΑ ΚΕΡΔΟΦΟΡΑ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΗ ΣΤΑ ΧΕΡΙΑ ΤΩΝ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΩΝ

Το 1999 δημιουργήθηκε στο Zelenograd η εταιρεία «Batmaster», η οποία λειτουργεί με επιτυχία μέχρι σήμερα. ΚΥΡΙΕΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ - μεγάλη ανακαίνισηκαι πώληση οδικού, χωματουργικού, εξοπλισμού παντός εδάφους, προμήθεια μετά από γενική επισκευή και εκσυγχρονισμός κινητήρων ντίζελ, σχεδιασμός και κατασκευή εμβόλων για βενζινοκινητήρες και κινητήρες ντίζελ με χρήση ισοθερμικής και υγρής σφράγισης, προμήθεια ανταλλακτικών, διαβουλεύσεις σε θέματα τεχνολογίας μηχανικής και περισσότερο.

Σήμερα μιλάμε με τη διοίκηση της εταιρείας - διευθυντή Oleg Anatolyevich Sinyukov και τον επικεφαλής του έργου εκσυγχρονισμού ντίζελ, υποψήφιο τεχνικών επιστημών Sergei Valentinovich Koroteev.

Όλεγκ Ανατόλιεβιτς. Απλώς έψαχνα τους τιμοκαταλόγους σου, όπου, ας πούμε, το σύνολο η παράταξη- μηχανήματα οδοποιίας, εκσκαφής, εκσκαφής και γεώτρησης, εκσκαφείς και μεταφορείς βαρέων τροχιών. Η εντύπωση είναι ότι πρόκειται για μια τεχνική που είδαμε σε φωτογραφίες σε ταινίες των 60s και 70s. Αυτό είναι αλήθεια;

Ο.Σ. Ναι, όντως αυτός ο εξοπλισμός σχεδιάστηκε αυτά τα χρόνια, αλλά το μεγαλύτερο μέρος του, που προσφέρει η εταιρεία μας, έχει μοντέρνο γέμισμα. Μιλάμε για μηχανολογικό εξοπλισμό που κατασκευάστηκε στη Σοβιετική Ένωση και, γενικά, τα ζητήματα εκσυγχρονισμού του δεν προέκυψαν πριν από την τότε ηγεσία των αρμόδιων τμημάτων, λόγω του γεγονότος ότι νέος εξοπλισμός αντικατέστησε τον παλιό εξοπλισμό. Όταν η Σοβιετική Ένωση βυθίστηκε στη λήθη, πολύς εξοπλισμός μετατροπής κατέληξε στην αγορά, συμπεριλαμβανομένης της εθνικής οικονομίας. Ελάχιστοι άνθρωποι έχουν εμπλακεί στον εκσυγχρονισμό αυτής της τεχνολογίας και έχουμε μπει σε αυτή τη θέση.

-Πείτε μας λίγα λόγια για το ιστορικό της δημιουργίας της εταιρείας;

Ο.Σ.Την πρώτη φορά μετά τη δημιουργία του “Batmaster” στο Zelenograd, το θέμα της επέκτασης του χαρτοφυλακίου των παραγγελιών ήρθε πρώτο. Το γεγονός ότι αυτή τη στιγμή έχουμε συσσωρεύσει εμπειρία στην επισκευή και υπηρεσίααυτή η τεχνική, που είχε τους δικούς της ειδικούς, δεν σήμαινε απολύτως τίποτα εδώ. Οτιδήποτε νέο χαιρετίζεται με προσοχή. Ήταν απαραίτητο να βρεθούν πελάτες που θα είχαν ζήτηση για τις υπηρεσίες μας για τον εκσυγχρονισμό του εξοπλισμού. Έπρεπε να κάνουμε αρκετή δουλειά.

- Από πού προήλθε το όνομα «Batmaster»;

Ο.ΣΤο .BAT είναι συντομογραφία του Large Artillery Tractor.

-Τι είναι ο εκσυγχρονισμός του παλιού εξοπλισμού μετατροπής;

Ο.Σ.Η καρδιά του αυτοκινήτου είναι ο κινητήρας. Πολλά εξαρτώνται από τον κινητήρα, υπάρχουν πολλοί δείκτες που σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε σε ποια κατάσταση βρίσκεται ο κινητήρας. Εξάλλου, σε Σοβιετική εποχήΔεν έγινε λόγος για παραμέτρους όπως η αποτελεσματικότητα. Υπήρχε πολλά καύσιμα, μεγάλη ποικιλία λαδιών επίσης. Ο εξοπλισμός έπρεπε να πάει στο πεδίο, να αντέξει τη μάχη και λίγοι άνθρωποι ενδιαφέρθηκαν για το τι θα συμβεί στη συνέχεια.

Αλλά όταν αυτή η τεχνολογία εισήλθε στην εθνική οικονομία, της ανατέθηκαν ελαφρώς διαφορετικά καθήκοντα - ζητήματα αποτελεσματικότητας και οικολογίας ήρθαν στο προσκήνιο. Σχεδόν όλα αυτά τα αυτοκίνητα είχαν 12κύλινδρους κινητήρες. Και αν νωρίτερα ένας οδηγός, όταν πήγαινε σε μια αποστολή σε μια τοποθεσία, για παράδειγμα, καθαρίζοντας το χιόνι, αναγκάστηκε να κουβαλήσει μαζί του ένα βαρέλι λάδι, καθώς κυριολεκτικά πέταξε κάτω από την αποχέτευση, τώρα, μετά τον εκσυγχρονισμό, η κατανάλωση λαδιού έχει μειωθεί αρκετά φορές, κατανάλωση καυσίμου κατά 5-7%.

Αλλά για να εκσυγχρονιστούν οι κινητήρες εσωτερικής καύσης σε τέτοια υψηλό επίπεδο, χρειαζόσασταν ειδικούς αρκετά υψηλού επιπέδου;

Ο.Σ.Σίγουρα . Και ένας από αυτούς τους ειδικούς κάθεται δίπλα σας. Αυτός είναι ο Sergey Valentinovich Koroteev, τον οποίο θα το θεωρούσα ως τον καλύτερο ειδικό στη βελτιστοποίηση κυλίνδρων - ομάδες εμβόλων ICE στη Ρωσία. Κανείς δεν ξέρει αυτή την ερώτηση καλύτερα από αυτόν. Τον φέραμε στη δουλειά το 2000, στη συνέχεια δημιουργήθηκε μια ομάδα εργασίας υπό την ηγεσία του, η οποία με επιτυχία
. Οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν με επιτυχία στο κέντρο έρευνας και ανάπτυξης για δοκιμές και ανάπτυξη στον κεντρικό χώρο δοκιμών στο Dmitrov.

-Σεργκέι Βαλεντίνοβιτς, πώς αντέδρασες στην πρόταση της εταιρείας Batmaster να γίνει διαχειριστής αυτού του έργου;

Σ.Κ.Όταν έλαβα μια επιχειρηματική πρόταση για συνεργασία από την εταιρεία Batmaster, τους γνώριζα ήδη ως μια ομάδα ειδικών που μπορούσαν να θέτουν σοβαρά καθήκοντα και να τα φέρουν σε συγκεκριμένη εφαρμογή.

Πριν από αυτό, ο ίδιος σχεδίαζα ομάδες κινητήρων κυλίνδρου-εμβόλου για μερικά από τα κορυφαία εργοστάσια της χώρας. Κάποτε, στο εργοστάσιο του Elion, ήμουν επικεφαλής ενός τμήματος που ασχολούνταν με την παραγωγή σύγχρονων εμβόλων με υγρή σφράγιση για φιλικά προς το περιβάλλον καθαρά αυτοκίνητα. Όταν όμως, για διάφορους λόγους, αυτό το πρόγραμμα, όπως λένε, δεν λειτούργησε, έλαβα μια πρόσκληση από το Batmaster PG.

Έτσι έμπλεξα εύκολα στη δουλειά.

-Ποια είναι η τεχνογνωσία σας;

Σ.Κ.Σχεδόν όλοι οι κινητήρες που έχουμε στη χώρα μας σήμερα είναι εμβολοφόρους κινητήρες. Κατασκευάζουμε το κύριο μέρος - το έμβολο σύμφωνα με την τεκμηρίωσή μας χρησιμοποιώντας σύγχρονες τεχνολογίες.

Ο εξοπλισμός για τον οποίο μιλάμε, βασισμένος στο τρακτέρ ATT (ICE 12h-15/18), σχεδιάστηκε τη δεκαετία του '50. Αντικαταστάθηκε στις αρχές της δεκαετίας του '80 από ένα άλλο - με βάση τον τρακτέρ MTT, όπου εγκαταστάθηκε ένας κινητήρας ντίζελ (12chn-15/18) νέου σχεδιασμού. Αυτά τα μηχανήματα αποδείχθηκαν τόσο επιτυχημένα που εξακολουθούν να λειτουργούν με επιτυχία στην εθνική οικονομία. Τι καλό έχει αυτή η τεχνική; Είναι εύκολο στη συντήρηση, ανεπιτήδευτο και αξιόπιστο. Αλλά παρά αυτά τα πλεονεκτήματα, δεν είναι απολύτως οικονομικό. Απλώς εργαζόμασταν για να κάνουμε αυτά τα αυτοκίνητα πιο οικονομικά.

Αν φανταστείτε πώς λειτουργεί ένα έμβολο, θα καταλάβετε ότι κατά την παλινδρομική κίνηση συμβαίνουν πολύπλοκες διεργασίες μέσα στον κινητήρα. Οι αναγνώστες σας πιθανότατα θα ενδιαφέρονται να μάθουν ότι το έμβολο μέσα σε έναν κινητήρα που λειτουργεί θερμαίνεται περισσότερο από 300 βαθμούς Κελσίου και η πίεση δρα σε αυτό περισσότερες από 100 ατμόσφαιρες, δεκάδες φορές το δευτερόλεπτο.

Η υγρή ή ισοθερμική μέθοδος σφράγισης που χρησιμοποιούμε στην παραγωγή εμβόλων είναι από τις πιο προοδευτικές τεχνολογικές διαδικασίες, καθιστώντας δυνατή την απόκτηση πυκνών χυτών ακατέργαστων εμβόλων με μειωμένο όριο για μηχανική κατεργασία. Η πίεση χρησιμοποιείται εδώ ως παράγοντας αποτελεσματικής επίδρασης στη στερεοποίηση και στις διεργασίες που συμβαίνουν κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας - συρρίκνωση, έκλυση αερίων, διαχωρισμός. Οι συμπιεστικές τάσεις που προκύπτουν υπό την επίδραση της πίεσης μειώνουν την τάση σχηματισμού ρωγμών και βελτιώνουν τις φυσικές και μηχανικές ιδιότητες του τεμαχίου εργασίας (πυκνή δομή χωρίς κέλυφος, υψηλή σκληρότητα). Η υψηλή περιεκτικότητα σε πυρίτιο στο υλικό του εμβόλου παρέχει αυξημένη αντοχή στη φθορά.

Εμείς κάνουμε αίτηση ελατήρια εμβόλου, το επίπεδο ποιότητας του οποίου υπερβαίνει σημαντικά τις απαιτήσεις του προτύπου ISO. Ακρίβεια πάχους ακτινικού δακτυλίου δεν υπερβαίνει τα 0,02 mm. σε κανόνα 0,2-0,3 mm. Η πτώση της εφαπτομενικής δύναμης σε αιχμάλωτοςκατάσταση σε θερμοκρασία 300°C ° Το C δεν υπερβαίνει το 5% όταν ο κανόνας είναι 8%. Για την εξάλειψη του βαθουλώματος και των εγκαυμάτων και για τη διασφάλιση της γρήγορης εκκίνησης, χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος μικρο-ονίξεως (τσέπες λαδιού) της επιχρωμιωμένης επιφάνειας εργασίας των δακτυλίων του εμβόλου.

Η χρήση αυτών των καινοτομιών κατέστησε δυνατή τη μείωση των κενών στη διεπαφή επένδυσης εμβόλου-κύλινδρου κατά περισσότερες από 2 φορές. Τα μικρά διάκενα και ο βέλτιστος σχεδιασμός του εμβόλου διασφαλίζουν τη βελτίωση όλων των δεικτών απόδοσης του κινητήρα. Η απόδοση της καύσης του καυσίμου αυξάνεται, οι μηχανικές απώλειες λόγω τριβής, η κατανάλωση λαδιού και καυσίμου μειώνονται σημαντικά, γεγονός που αυξάνει σημαντικά την απόδοση του κινητήρα ντίζελ. Η τοξικότητα των καυσαερίων και τα επίπεδα θορύβου μειώνονται και η ισχύς αυξάνεται.

Ο.Σ. Σε αυτή την περίπτωση, η κατάσταση εξελίχθηκε έτσι. Από έναν από τους πελάτες μας, το trust SNDSR OJSC "Surgutneftegas", ελήφθη μια παραγγελία για έναν κατασκευαστή τροχιάς (χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό δρόμων από το χιόνι) - να εγκαταστήσει έναν κινητήρα ντίζελ διαφορετικής μάρκας. Ο πελάτης ήταν εξαιρετικά δυσαρεστημένος με την απόδοση του προηγούμενου κινητήρα ντίζελ, ακριβώς λόγω της χαμηλής διάρκειας ζωής και της μη οικονομικής λειτουργίας του.

Εξετάσαμε μοντέλα ρωσικών και εισαγόμενων κινητήρων. Αποδείχθηκε ότι ήταν αδύνατο να εγκατασταθεί κάποιος από τους νέους κινητήρες ντίζελ χωρίς σοβαρή επεξεργασία του αυτοκινήτου. Γενικά ακολουθήσαμε έναν δρόμο που αποδείχθηκε επιτυχημένος, δηλ. αλλάζοντας υλικά και σχέδια, αλλάξαμε τις παραμέτρους του κινητήρα καλύτερη πλευρά. Το οποίο δόθηκε στη ζωή.

Εξαιτίας αυτού, οι παράμετροι απόδοσης του κινητήρα έχουν βελτιωθεί, που κυμαίνονται από την απόδοσή του, η οποία αντιστοιχεί σε 7% εξοικονόμηση καυσίμου και περισσότερο από 5 φορές εξοικονόμηση λιπαντικού, έως βελτιωμένες περιβαλλοντικές επιδόσεις.

Για να γίνει πιο σαφές, θα εξηγήσω με ένα συγκεκριμένο παράδειγμα. Αν έχετε προσέξει, μερικές φορές υπάρχουν αυτοκίνητα που ονομάζονται «Τυφώνας». Όταν τέτοια το αυτοκίνητο κινείταικατά μήκος του δρόμου, είναι εντελώς τυλιγμένη σε ένα σύννεφο καπνού, ένα νέφος αυτού του καπνού απλώνεται πίσω της για αρκετά μέτρα, από το οποίο οδηγοί και επιβάτες άλλων αυτοκινήτων που τυχαίνει να βρίσκονται, δυστυχώς, ασφυκτιούν. Έτσι, μετά τη διαδικασία εκσυγχρονισμού, η περιβαλλοντική απόδοση ενός τέτοιου μηχανήματος βελτιώνεται κατά πολλές τάξεις μεγέθους, αυτό, φυσικά, δεν είναι ευρωπαϊκό πρότυπο, αλλά οι κινητήρες ντίζελ ουσιαστικά σταματούν το κάπνισμα.

-Τοποθετείτε τον εαυτό σας ως μια εταιρεία που χρησιμοποιεί τεχνολογίες υψηλής τεχνολογίας. Μπορείτε να δώσετε ένα παράδειγμα;

Σ.Κ.Χρησιμοποιούμε μια ποικιλία υποσχόμενων εξελίξεων σε εξαρτήματα και ορισμένες από τις εξελίξεις δεν έχουν ανάλογες στη Δύση. Οι Γερμανοί έρχονται κοντά μας, κοιτούν και ξαφνιάζονται. Για παράδειγμα, στη Ρωσία αναπτύχθηκε μια νέα διαδικασία επιχρωμίωσης υψηλής ταχύτητας των δακτυλίων εμβόλου, η οποία καθιστά δυνατή την αύξηση της αντοχής του χρωμίου και της πρόσφυσής του στο δακτύλιο εμβόλου, και αυτό είναι μια πρόσθετη πηγή για τη λειτουργία του εξαρτήματος εξαρτήματα. Οι συνδεδεμένοι συνεργάτες μας ολοκλήρωσαν αυτήν την εργασία για εμάς - σύμφωνα με την τεκμηρίωση για νέους δακτυλίους εμβόλου που αναπτύχθηκε στο γραφείο σχεδιασμού μας.

-Μιλήσαμε για εκσυγχρονισμό, αλλά αν κρίνουμε από τον τιμοκατάλογο, κάνετε και μεγάλες επισκευές;

Ο.Σ.Μια σημαντική επισκευή περιλαμβάνει την αναβάθμιση του κινητήρα και την επισκευή του ίδιου του μηχανήματος.

-Πού συμβαίνει αυτό; Έχετε τη δική σας βάση;

Ο.Σ. Στο Zelenograd έχουμε ένα εργαστήριο όπου εκτελούνται αυτές οι εργασίες.

-Ποιο είναι το εύρος τιμών; Πόσο κερδοφόρο είναι για τον πελάτη να εκσυγχρονίσει τον εξοπλισμό;

Σ.Κ.Η διάρκεια ζωής της ομάδας κυλίνδρων-εμβόλων ενός τυπικού κινητήρα ντίζελ B-401 είναι 800 ώρες. Το "μας" CPG θα λειτουργεί για τουλάχιστον 8000 ώρες κινητήρα, δηλ. 10 φορές περισσότερο. Τα φορτηγά μπορούν να λειτουργήσουν ακόμη περισσότερο – έως και 15.000 ώρες κινητήρα. Επί παλιάς τεχνολογίαςδεν υπάρχει τέτοιος πόρος. Αυτή είναι η πρώτη ερώτηση. Το δεύτερο ζήτημα είναι η σχέση κόστους-αποτελεσματικότητας. Κατά τη διάρκεια της ελεγχόμενης λειτουργίας στο Surgutneftegaz, η κατανάλωση λαδιού λόγω των απορριμμάτων, σύμφωνα με τα στοιχεία τους, μειώθηκε κατά 10 φορές. Αντίστοιχα, οι επιβλαβείς εκπομπές στην ατμόσφαιρα και το κόστος λειτουργίας αυτών των μηχανών έχουν μειωθεί.

Για να δημιουργήσετε μια εταιρεία για ένα τέτοιο έργο, πρέπει να είστε σίγουροι ότι η εργασία θα διαρκέσει αρκετά χρόνια. Πόσες μονάδες τεχνολογία μηχανικήςβρισκόταν σε ρωσικό έδαφος τη στιγμή που αποφασίσατε να δημιουργήσετε τη δική σας εταιρεία;

Ο.Σ.Στην πραγματικότητα, υπάρχει πολύς εξοπλισμός, και όχι μόνο στη Ρωσία, αλλά και στις χώρες της ΚΑΚ, καθώς και σε χώρες που τον έλαβαν κάποτε από Σοβιετική Ένωση. Αυτή είναι η Αφρική, η Ασία, μέρος των ευρωπαϊκών χωρών.

Επί του παρόντος, οι ρωσικές επιχειρήσεις πρέπει να παλέψουν με ξένους κατασκευαστές στην αγορά για τον εκσυγχρονισμό του εξοπλισμού που παράγεται στη Σοβιετική Ένωση. Από όσο γνωρίζω, οι ξένοι δίνουν πολύ υψηλή αξιολόγηση στις εξελίξεις της εγχώριας σχολής μηχανολόγων μηχανικών.

Ορισμένοι τύποι εξοπλισμού σάς επιτρέπουν να εκτελείτε μια μεγάλη γκάμα δραστηριοτήτων από χωματουργικές εργασίες έως καθαρισμό δρόμων από το χιόνι, καθώς και αφαίρεση κολλημένου εξοπλισμού με ισχυρό βαρούλκο και εργασίες ανύψωσης με γερανό. Και όλα αυτά συγκεντρώνονται σε ένα ενιαίο σύμπλεγμα, ικανό να κινείται ανεξάρτητα με αρκετά υψηλή ταχύτητα.

Οι ξένοι κατασκευαστές διαθέτουν εξοπλισμό σχεδιασμένο για συγκεκριμένους σκοπούς, αλλά παρόμοιο Σοβιετικά αυτοκίνητα, δεν έχω ξαναδεί τέτοιο σύνολο λειτουργιών.

-Ποιοι είναι οι κύριοι πελάτες σας;

Ο.Σ.Πρόκειται για επιχειρήσεις παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου που λειτουργούν τέτοια μηχανήματα για περισσότερα από 30 χρόνια, χρησιμοποιώντας τα κυρίως για τη συντήρηση δρόμων το χειμώνα, το σκάψιμο και την κατασκευή προσωρινών γεφυρών. Στους συνεργάτες μας περιλαμβάνονται η Surgutneftegaz, η Lukoil, εταιρείες επισκευής και συντήρησης δρόμων όπως η Severavtodor, η Surgutneftedorstroyremont και άλλες σοβαρές επιχειρήσεις.

Μιλώντας για ειδικούς. Στις μέρες μας υπάρχει παντού πρόβλημα με κατώτερο και μεσαίο προσωπικό; Από πού παίρνετε τα πλάνα;

Ο.Σ.Εκπαιδεύουμε νέους ειδικούς, γι' αυτό έχουμε μια βασική ομάδα από αρκετά ώριμους επαγγελματίες. Προσλαμβάνουμε ειδικούς σε διάφορους τομείς, ορισμένοι από αυτούς έχουν ορισμένες γνώσεις στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, και τους εκπαιδεύουμε επιτόπου.

-Λαμβάνετε μέρος σε εκθέσεις και αν ναι, ποιες;

Ο.Σ.Συμμετέχουμε σε εκθέσεις. Εδώ μπροστά σας είναι ένα δίπλωμα από τη Διεθνή Έκθεση Στρατιωτικών Προϊόντων του 2006. Λάβαμε επίσης δίπλωμα συμμετοχής στην έκθεση «Automotive Technologies and Materials» στο Manege και πήραμε μέρος στη διεθνή έκθεση το 2003 - «Automotive Components - New Technologies».

-Και εκεί είχατε την ευκαιρία να συγκρίνετε τις τεχνολογίες σας με άλλες. Τι συμπεράσματα έβγαλες;

Ο.Σ.Υπάρχουν εργοστάσια που απλώς επισκευάζονται Διάφοροι τύποικινητήρες ντίζελ, αλλά όσον αφορά τον εκσυγχρονισμό, αυτός είναι ένας τόσο στενός τομέας εργασίας που σήμερα δεν έχουμε ανταγωνιστές. Σε κάθε περίπτωση, δεν τους έχω ακούσει.

Και η τελευταία ερώτηση. Ποιες άλλες επιπρόσθετες, ας πούμε, περιοχές πρόκειται να εξερευνήσετε στο εγγύς μέλλον;

Ο.Σ.Στο μέλλον, εξετάζουμε το θέμα της κατασκευής μεγαλύτερου αριθμού εξαρτημάτων και συγκροτημάτων για μηχανολογικό εξοπλισμό. Επί του παρόντος, αναπτύσσεται τεκμηρίωση σχεδιασμού και βρίσκεται σε εξέλιξη έρευνα για υπεργολάβους που έχουν τη δυνατότητα να εκπληρώσουν τις παραγγελίες μας για εξαρτήματα. Θα προσπαθήσουμε να εδραιωθούμε σε αυτή τη θέση στο εγγύς μέλλον.

Το Ναυτικό των ΗΠΑ σχεδιάζει να εκσυγχρονίσει τα συστήματα πρόωσης αεριοστροβίλων που είναι εγκατεστημένα επί του παρόντος στα αεροσκάφη και τα πλοία του στο μέλλον, αντικαθιστώντας τους συμβατικούς κινητήρες κύκλου Brayton με περιστροφικούς κινητήρες έκρηξης. Αυτό αναμένεται να οδηγήσει σε εξοικονόμηση καυσίμων περίπου 400 εκατομμυρίων δολαρίων ετησίως. Ωστόσο, η σειριακή χρήση νέων τεχνολογιών είναι δυνατή, σύμφωνα με τους ειδικούς, όχι νωρίτερα από μια δεκαετία.

Η ανάπτυξη περιστροφικών ή περιστροφικών κινητήρων στην Αμερική πραγματοποιείται από το Εργαστήριο Έρευνας Στόλου των ΗΠΑ. Σύμφωνα με τις πρώτες εκτιμήσεις, οι νέοι κινητήρες θα έχουν περισσότερη δύναμη, και επίσης περίπου ένα τέταρτο πιο οικονομικό από τους συμβατικούς κινητήρες. Ταυτόχρονα, οι βασικές αρχές λειτουργίας του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής θα παραμείνουν ίδιες - αέρια από το καύσιμο καύσιμο θα εισέλθουν στον αεριοστρόβιλο, περιστρέφοντας τα πτερύγια του. Σύμφωνα με το Εργαστήριο Ναυτικού των ΗΠΑ, ακόμη και στο σχετικά μακρινό μέλλον, όταν ολόκληρος ο αμερικανικός στόλος τροφοδοτείται από ηλεκτρική ενέργεια, η παραγωγή ενέργειας θα εξακολουθεί να είναι ευθύνη της αεριοστρόβιλοι, τροποποιήθηκε σε κάποιο βαθμό.

Ας θυμηθούμε ότι η εφεύρεση της παλλόμενης μηχανής που αναπνέει αέρα χρονολογείται από τα τέλη του δέκατου ένατου αιώνα. Ο συγγραφέας της εφεύρεσης ήταν ο Σουηδός μηχανικός Martin Wiberg. Οι νέοι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής έγιναν ευρέως διαδεδομένοι κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, αν και ήταν σημαντικά κατώτεροι σε σχέση με τους τεχνικές προδιαγραφέςκινητήρες αεροσκαφών που υπήρχαν εκείνη την εποχή.

Πρέπει να σημειωθεί ότι στις αυτή τη στιγμήΕκείνη την εποχή, ο αμερικανικός στόλος είχε 129 πλοία, τα οποία χρησιμοποιούν 430 κινητήρας αεριοστροβίλου. Κάθε χρόνο, το κόστος παροχής καυσίμων τους είναι περίπου 2 δισεκατομμύρια δολάρια. Στο μέλλον, όταν σύγχρονους κινητήρεςθα αντικατασταθούν με νέα, θα αλλάξει και ο όγκος του κόστους για το στοιχείο καυσίμου.

Οι κινητήρες εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιούνται αυτή τη στιγμή λειτουργούν στον κύκλο Brayton. Εάν ορίσουμε την ουσία αυτής της έννοιας με λίγα λόγια, τότε όλα καταλήγουν στη διαδοχική ανάμειξη του οξειδωτικού και του καυσίμου, περαιτέρω συμπίεση του προκύπτοντος μείγματος, στη συνέχεια ανάφλεξη και καύση με διαστολή των προϊόντων καύσης. Αυτή η διαστολή χρησιμοποιείται ακριβώς για την κίνηση, την κίνηση εμβόλων, την περιστροφή του στροβίλου, δηλαδή την εκτέλεση μηχανικών ενεργειών, παρέχοντας σταθερή πίεση. Η διαδικασία καύσης του μείγματος καυσίμου κινείται με υποηχητική ταχύτητα - αυτή η διαδικασία ονομάζεται daflagration.

Όσον αφορά τους νέους κινητήρες, οι επιστήμονες σκοπεύουν να χρησιμοποιήσουν εκρηκτική καύση σε αυτούς, δηλαδή έκρηξη στην οποία η καύση γίνεται με υπερηχητική ταχύτητα. Και παρόλο που προς το παρόν το φαινόμενο της έκρηξης δεν έχει ακόμη πλήρως μελετηθεί, είναι γνωστό ότι με αυτόν τον τύπο καύσης εμφανίζεται ένα κρουστικό κύμα, το οποίο, διαδίδοντας μέσω του μείγματος καυσίμου και αέρα, προκαλεί μια χημική αντίδραση, η οποία έχει ως αποτέλεσμα την απελευθέρωση μιας αρκετά μεγάλης ποσότητας θερμικής ενέργειας. Όταν το κρουστικό κύμα διέρχεται από το μείγμα, θερμαίνεται, γεγονός που οδηγεί σε έκρηξη.

Στην ανάπτυξη του νέου κινητήρα, σχεδιάζεται να χρησιμοποιηθούν ορισμένες εξελίξεις που προέκυψαν κατά την ανάπτυξη του παλμικού κινητήρα έκρηξης. Η αρχή λειτουργίας του είναι ότι ένα προσυμπιεσμένο μίγμα καυσίμου τροφοδοτείται στον θάλαμο καύσης, όπου αναφλέγεται και πυροδοτείται. Τα προϊόντα καύσης διαστέλλονται στο ακροφύσιο, εκτελώντας μηχανικές ενέργειες. Στη συνέχεια, ολόκληρος ο κύκλος επαναλαμβάνεται από την αρχή. Αλλά το μειονέκτημα των παλλόμενων κινητήρων είναι ότι ο ρυθμός επανάληψης του κύκλου είναι πολύ χαμηλός. Επιπλέον, ο σχεδιασμός των ίδιων αυτών των κινητήρων γίνεται πιο περίπλοκος όσο αυξάνεται ο αριθμός των παλμών. Αυτό εξηγείται από την ανάγκη συγχρονισμού της λειτουργίας των βαλβίδων που είναι υπεύθυνες για την τροφοδοσία του μείγματος καυσίμου, καθώς και απευθείας από τους ίδιους τους κύκλους έκρηξης. Οι παλλόμενοι κινητήρες είναι επίσης πολύ θορυβώδεις, απαιτούν μεγάλη ποσότητα καυσίμου για να λειτουργήσουν και η λειτουργία είναι δυνατή μόνο με σταθερή έγχυση καυσίμου.

Εάν συγκρίνουμε τους περιστροφικούς κινητήρες έκρηξης με τους παλλόμενους, η αρχή της λειτουργίας τους είναι ελαφρώς διαφορετική. Έτσι, ειδικότερα, οι νέοι κινητήρες παρέχουν συνεχή έκρηξη καυσίμου χωρίς απόσβεση στο θάλαμο καύσης. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται σπιν ή περιστροφική έκρηξη. Περιγράφηκε για πρώτη φορά το 1956 από τον Σοβιετικό επιστήμονα Bogdan Voitsekhovsky. Αλλά αυτό το φαινόμενο ανακαλύφθηκε πολύ νωρίτερα, το 1926. Οι πρωτοπόροι ήταν οι Βρετανοί, οι οποίοι παρατήρησαν ότι σε ορισμένα συστήματα εμφανιζόταν ένα φωτεινό λαμπερό «κεφάλι» που κινούνταν σε σπείρα, αντί για ένα κύμα έκρηξης που είχε επίπεδο σχήμα.

Ο Woitsekhovsky, χρησιμοποιώντας μια συσκευή εγγραφής φωτογραφιών που σχεδίασε ο ίδιος, φωτογράφισε το μέτωπο του κύματος που κινούνταν στον δακτυλιοειδή θάλαμο καύσης στο μείγμα καυσίμου. Η έκρηξη περιστροφής διαφέρει από την επίπεδη έκρηξη στο ότι δημιουργείται ένα μόνο εγκάρσιο ωστικό κύμα, ακολουθούμενο από ένα θερμαινόμενο αέριο που δεν έχει αντιδράσει και πίσω από αυτό το στρώμα υπάρχει μια ζώνη χημική αντίδραση. Και είναι ακριβώς αυτό το κύμα που εμποδίζει την καύση του ίδιου του θαλάμου, τον οποίο ο Marlen Topchiyan ονόμασε «πεπλατυσμένο ντόνατ».

Ας σημειωθεί ότι στο παρελθόν εκρηκτικών μηχανώνέχουν ήδη χρησιμοποιηθεί. Συγκεκριμένα, μιλάμε για παλλόμενο μηχανή αεροπλάνου, που χρησιμοποιήθηκε από τους Γερμανούς στο τέλος του Β' Παγκοσμίου Πολέμου σε πυραύλους κρουζ V-1. Η παραγωγή του ήταν αρκετά απλή, η χρήση του ήταν αρκετά εύκολη, αλλά ταυτόχρονα αυτός ο κινητήρας δεν ήταν πολύ αξιόπιστος για την επίλυση σημαντικών εργασιών.

Στη συνέχεια, το 2008, απογειώθηκε το Rutang Long-EZ, ένα πειραματικό αεροσκάφος εξοπλισμένο με παλμικό κινητήρα έκρηξης. Η πτήση διήρκεσε μόλις δέκα δευτερόλεπτα σε ύψος τριάντα μέτρων. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας ανέπτυξε μια ώθηση περίπου 890 newton.

Ένα πειραματικό μοντέλο κινητήρα που παρουσιάστηκε από το Εργαστήριο Ναυτικού των ΗΠΑ είναι ένας δακτυλιοειδής θάλαμος καύσης σε σχήμα κώνου με διάμετρο 14 εκατοστών στην πλευρά παροχής καυσίμου και 16 εκατοστών στην πλευρά του ακροφυσίου. Η απόσταση μεταξύ των τοιχωμάτων του θαλάμου είναι 1 εκατοστό, ενώ ο «σωλήνας» έχει μήκος 17,7 εκατοστά.

Ένα μείγμα αέρα και υδρογόνου χρησιμοποιείται ως μίγμα καυσίμου, το οποίο τροφοδοτείται υπό πίεση 10 ατμοσφαιρών στον θάλαμο καύσης. Η θερμοκρασία του μείγματος είναι 27,9 βαθμοί. Σημειώστε ότι αυτό το μείγμα αναγνωρίζεται ως το πιο βολικό για τη μελέτη του φαινομένου της έκρηξης με περιστροφή. Όμως, σύμφωνα με τους επιστήμονες, στους νέους κινητήρες θα είναι δυνατή η χρήση ενός μείγματος καυσίμου που αποτελείται όχι μόνο από υδρογόνο αλλά και από άλλα εύφλεκτα συστατικά και αέρα.

Πειραματικές μελέτες περιστροφικός κινητήραςτο έδειξε μεγαλύτερη αποτελεσματικότητακαι ισχύς σε σύγκριση με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι η σημαντική εξοικονόμηση καυσίμου. Ταυτόχρονα, κατά τη διάρκεια του πειράματος αποκαλύφθηκε ότι η καύση του μείγματος καυσίμου σε έναν περιστροφικό «δοκιμαστικό» κινητήρα δεν είναι ομοιόμορφη, επομένως είναι απαραίτητο να βελτιστοποιηθεί ο σχεδιασμός του κινητήρα.

Τα προϊόντα καύσης που διαστέλλονται στο ακροφύσιο μπορούν να συλλεχθούν σε έναν πίδακα αερίου χρησιμοποιώντας έναν κώνο (αυτό είναι το λεγόμενο φαινόμενο Coanda) και στη συνέχεια αυτός ο πίδακας αποστέλλεται στον στρόβιλο. Υπό την επίδραση αυτών των αερίων, ο στρόβιλος θα περιστραφεί. Έτσι, μέρος της εργασίας του στροβίλου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την προώθηση πλοίων και εν μέρει για την παραγωγή ενέργειας, η οποία είναι απαραίτητη για τον εξοπλισμό του πλοίου και τα διάφορα συστήματα.

Οι ίδιοι οι κινητήρες μπορούν να παραχθούν χωρίς κινούμενα μέρη, γεγονός που θα απλοποιήσει σημαντικά τη σχεδίασή τους, γεγονός που, με τη σειρά του, θα μειώσει το κόστος του σταθμού ηλεκτροπαραγωγής στο σύνολό του. Αλλά αυτό είναι μόνο στο μέλλον. Πριν από τη μαζική παραγωγή νέων κινητήρων, είναι απαραίτητο να λυθούν πολλά δύσκολα προβλήματα, ένα από τα οποία είναι η επιλογή ανθεκτικών στη θερμότητα υλικών.

Σημειώστε ότι αυτή τη στιγμή, οι περιστροφικοί κινητήρες έκρηξης θεωρούνται ένας από τους πιο υποσχόμενους κινητήρες. Αναπτύσσονται επίσης από επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Άρλινγκτον. Power point, που δημιούργησαν, ονομάστηκε «μηχανή συνεχής έκρηξη" Στο ίδιο πανεπιστήμιο διεξάγεται έρευνα για την επιλογή διαφόρων διαμέτρων δακτυλιοειδών θαλάμων και διαφόρων μείγματα καυσίμων, που περιέχουν υδρογόνο και αέρα ή οξυγόνο σε διάφορες αναλογίες.

Εξελίξεις προς αυτή την κατεύθυνση βρίσκονται σε εξέλιξη και στη Ρωσία. Έτσι, το 2011, σύμφωνα με τον διευθύνοντα σύμβουλο της ένωσης έρευνας και παραγωγής Saturn I. Fedorov, η ανάπτυξη ενός παλλόμενου κινητήρα αεριωθούμενου αέρα πραγματοποιείται από επιστήμονες στο Επιστημονικό και Τεχνικό Κέντρο Lyulka. Το έργο εκτελείται παράλληλα με την ανάπτυξη ενός πολλά υποσχόμενου κινητήρα, που ονομάζεται «Product 129» για το T-50. Επιπλέον, ο Fedorov είπε επίσης ότι η ένωση διεξάγει έρευνα για τη δημιουργία πολλά υποσχόμενων αεροσκαφών επόμενου σταδίου, τα οποία αναμένεται να είναι μη επανδρωμένα.

Ταυτόχρονα, ο διευθυντής δεν διευκρίνισε τι είδους παλλόμενο ο κινητήρας λειτουργείομιλία. Προς το παρόν, είναι γνωστοί τρεις τύποι τέτοιων κινητήρων - χωρίς βαλβίδες, βαλβίδα και έκρηξη. Είναι γενικά αποδεκτό, ωστόσο, ότι οι παλλόμενοι κινητήρες είναι οι απλούστεροι και φθηνότεροι στην παραγωγή.

Σήμερα, ορισμένες μεγάλες αμυντικές εταιρείες ασχολούνται με την έρευνα για τη δημιουργία παλμών υψηλής απόδοσης μηχανές αεροσκάφους. Μεταξύ αυτών των εταιρειών είναι η αμερικανική Pratt & Whitney και General Electricκαι η γαλλική SNECMA.

Έτσι, μπορούν να εξαχθούν ορισμένα συμπεράσματα: η δημιουργία ενός νέου πολλά υποσχόμενου κινητήρα έχει ορισμένες δυσκολίες. Το κύριο πρόβλημα αυτή τη στιγμή βρίσκεται στη θεωρία: τι ακριβώς συμβαίνει όταν ένα κύμα έκρηξης κινείται σε κύκλο είναι γνωστό μόνο σε γενικό περίγραμμα, και αυτό περιπλέκει πολύ τη διαδικασία βελτιστοποίησης των εξελίξεων. Να γιατί νέα τεχνολογία, αν και είναι πολύ ελκυστικό, είναι δύσκολο να πραγματοποιηθεί στην κλίμακα της βιομηχανικής παραγωγής.

Ωστόσο, εάν οι ερευνητές καταφέρουν να λύσουν τα θεωρητικά ζητήματα, θα είναι δυνατό να μιλήσουμε για μια πραγματική ανακάλυψη. Άλλωστε, οι τουρμπίνες χρησιμοποιούνται όχι μόνο στις μεταφορές, αλλά και στον ενεργειακό τομέα, στον οποίο η αύξηση της απόδοσης μπορεί να έχει ακόμη πιο ισχυρό αποτέλεσμα.

Υλικά που χρησιμοποιούνται:
http://science.compulenta.ru/719064/
http://lenta.ru/articles/2012/11/08/detonation/