Η ανάπτυξη της κατασκευής κινητήρων σε διάφορες χώρες έχει τα δικά της χαρακτηριστικά, τα οποία καθορίζονται από διαφορετικά επίπεδα βιομηχανικού δυναμικού, την κατάσταση των πόρων καυσίμου, τις παραδόσεις και τη ζήτηση. Ωστόσο, οι κύριες κατευθύνσεις των αναζητήσεων παραμένουν κοινές. Οι σημερινές προσπάθειες των ειδικών στοχεύουν κυρίως στην ανάπτυξη και παραγωγή σύγχρονων ελαφριών και συμπαγών, ισχυρών και οικονομικών κινητήρων, τα καυσαέρια των οποίων θα περιέχουν ελάχιστες τοξικές ουσίες. Πρόσφατα, οι απαιτήσεις για επίπεδα θορύβου και κραδασμών έχουν αυξηθεί σημαντικά. Αυτή είναι η επείγουσα επιταγή της οικολογίας.

Σημειώνεται στο εξωτερικό ότι ακόμη και με εντατικές αναζητήσεις και έρευνες που οδηγούν στη δημιουργία νέων τύπων κινητήρων, συχνά πολύ ασυνήθιστων, εμβολοφόροι κινητήρες εσωτερικής καύσηςθα παραμείνει ο κύριος τύπος κινητήρες μεταφοράςτόσο στο ΧΧ όσο και στο αρχές του XXIαιώνας. Παρά τα στερεά τους ιστορία των κινητήρων εσωτερικής καύσης(ο βενζινοκινητήρας γιόρτασε πρόσφατα τα εκατό χρόνια του), η μηχανική βρίσκει συνεχώς κάτι καινούργιο ή ακόμα και επιστρέφει σε ξεχασμένα παλιά.

Πώς να μειώσετε την τριβή

Η αναζήτηση τρόπων αύξησης της μηχανικής απόδοσης οδήγησε, πρώτα απ 'όλα, στην επιθυμία να ελαχιστοποιηθεί η περιοχή των επιφανειών τριβής, να μειωθεί η κατανάλωση ενέργειας για την οδήγηση βοηθητικών μηχανισμών και να χρησιμοποιηθούν λιπαντικά με μειωμένο ιξώδεςκαι ορισμένα πρόσθετα.

Πολλές κορυφαίες εταιρείες που αναπτύσσουν και παράγουν κινητήρες για οχήματα, διερευνήστε τις δυνατότητες βελτίωσης της ποιότητας επεξεργασίας εσωτερικές επιφάνειεςκυλίνδρους και φωτιστικά παλινδρομικά κινούμενα μέρη. Το τελευταίο οδηγεί σε μείωση των δυνάμεων αδράνειας, γεγονός που καθιστά δυνατή τη μείωση της διαμέτρου των περιοδικών στροφαλοφόρος άξωνκαι κατά συνέπεια να μειώσει τις απώλειες τριβής στα απλά ρουλεμάν.

Γίνονται προσπάθειες μείωσης της τριβής στο ζεύγος κυλίνδρου-εμβόλου. Για παράδειγμα, προτείνεται η παραγωγή εμβόλων με περιοχές τριβής που προεξέχουν πάνω από την επιφάνεια του οδηγού του εμβόλου κατά 25 μικρά. Κατασκευάζονται δύο τέτοιες τοποθεσίες αντίθετες πλευρέςδιάμετρος κάτω από τον κάτω δακτύλιο εμβόλου και ένα στο κάτω μέρος της ποδιάς συμμετρικά προς το επίπεδο αιώρησης της μπιέλας. Η συνολική επιφάνεια τριβής του εμβόλου στα τοιχώματα του κυλίνδρου μειώνεται κατά 40-70% (ανάλογα με το μήκος της ποδιάς του εμβόλου) σε σύγκριση με τα έμβολα συμβατικού σχεδιασμού. Για να δημιουργήσετε καλύτερες συνθήκεςυδροδυναμική λίπανση και διατηρώντας μια σταθερή σφήνα λαδιού μεταξύ των επιφανειών τριβής, οι άκρες αυτών των επιθεμάτων επαφής ήταν λοξότμητες υπό γωνία 1°.

Οι δοκιμές πάγκου έδειξαν ότι σε βενζινοκινητήρες και πετρελαιοκινητήρες με τέτοια τροποποιημένα έμβολα, οι απώλειες τριβής μειώνονται κατά 7-11%, η εξοικονόμηση καυσίμου επιτυγχάνεται όταν λειτουργεί με πλήρες φορτίο κατά 0,7-1,5% και η πραγματική ισχύς αυξάνεται κατά 1,5 -2% .

Είναι σημαντικό όχι μόνο να μειωθούν οι απώλειες τριβής, αλλά και να αυξηθεί η αξιοπιστία των ζευγών τριβής. Η σύγχρονη τεχνολογία ανοίγει ευρείες δυνατότητες: ανθεκτικές στη φθορά και αντιδιαβρωτικές επιστρώσεις, θερμομηχανική επεξεργασία επιφάνειας, ψεκασμός πλάσματος σκληρών κραμάτων σε σκόνη και πολλά άλλα.

Υλικά του μέλλοντος

Το μέλλον της κατασκευής μηχανών συνδέεται όλο και περισσότερο με τη χρήση ελαφρών κραμάτων, σύνθετων και πλαστικών υλικών και κεραμικών.

Έτσι, πέρυσι, η παραγωγή κινητήρων από δυτικές εταιρείες με μπλοκ κυλίνδρων από κράματα αλουμινίου έφτασε το 50% της συνολικής παραγωγής και κυλινδροκεφαλές από ελαφρά κράματα - 75%. Σχεδόν όλοι οι κινητήρες υψηλής ταχύτητας μικρού και μεσαίου κυβισμού είναι εξοπλισμένοι με έμβολα από κράματα αλουμινίου.

Ιαπωνικά εταιρείες αυτοκινήτωνΟι κεφαλές μπλοκ κατασκευασμένες από κράμα αλουμινίου με τιτάνιο χρησιμοποιούνται σε κινητήρες μαζικής παραγωγής.

Στις ΗΠΑ, βρίσκονται σε εξέλιξη εργασίες για την παραγωγή τεμαχίων με χρήση σφράγισης από χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα με πάχος μόλις 2,3 mm. Αυτό μειώνει το κόστος παραγωγής και παρέχει εξοικονόμηση βάρους σε σύγκριση με ένα μπλοκ από χυτοσίδηρο (το βάρος ενός τεμαχισμένου χαλύβδινου μπλοκ δεν υπερβαίνει το βάρος ενός μπλοκ που χυτεύεται από κράμα αλουμινίου). Για εξαρτήματα κινητήρα που λειτουργούν υπό συνθήκες μεγάλων διαφορών θερμοκρασίας, διεξάγονται πειράματα για την ενίσχυση κραμάτων αλουμινίου με ίνες βορίου.

Οι εργασίες για τη δημιουργία εξαρτημάτων κινητήρα από σύνθετα υλικά με ενίσχυση ινών (κυρίως μπιέλες και πείρους εμβόλου) ξεκίνησαν στη Γερμανία. Κατά τη διάρκεια των προκαταρκτικών δοκιμών, οι μπιέλες άντεξαν 10 εκατομμύρια κύκλους συμπίεσης-τάσης χωρίς καταστροφή. Αυτές οι μπιέλες είναι 54% ελαφρύτερες από τις συμβατικές ατσάλινες. Τώρα δοκιμάζονται υπό πραγματικές συνθήκες λειτουργίας κινητήρα.

Δύο αμερικανικές εταιρείες, στο πλαίσιο ενός κοινού προγράμματος «πλαστικού κινητήρα», ανέπτυξαν έναν 4κύλινδρο κινητήρα με κυβισμό 2,3 λίτρων, ο οποίος διαθέτει δύο εκκεντροφόρους άξονες και μια κεφαλή δεκαέξι κυλίνδρων (4 βαλβίδες ανά κύλινδρο). Το μπλοκ κυλίνδρων και η κεφαλή, τα έμβολα (με ανθεκτική στη θερμότητα επίστρωση), οι μπιέλες, τα μέρη διανομής αερίου και το δοχείο είναι κατασκευασμένα από ινώδη πλαστικό. Αυτό κατέστησε δυνατή τη μείωση του ειδικού βάρους του κινητήρα από 2,25 σε 0,70 kg/kW και το επίπεδο θορύβου μειώθηκε κατά 30%.

Ο κινητήρας αναπτύσσει αποτελεσματική ισχύ 240 kW και ζυγίζει 76,4 κιλά (σε αγωνιστική έκδοση). Ένας παρόμοιος κινητήρας από χάλυβα και χυτοσίδηρο ζυγίζει 159 κιλά. Το συνολικό μερίδιο των πλαστικών μερών είναι 63%.

Αυτός ο «πλαστικός» κινητήρας χρησιμοποιεί ένα τυπικό σύστημα λίπανσης και παραδοσιακό σύστημα νερούψύξη. Το μεγαλύτερο μέρος - το μπλοκ κυλίνδρων - ήταν κατασκευασμένο από σύνθετο υλικό ( εποξειδική ρητίνημε ίνες γραφίτη). Ο κινητήρας χρησιμοποιεί ευρέως υψηλής ποιότητας θερμοπλαστικό "Torlon", το οποίο χημική σύνθεσηπαρόμοια με το πολυαμίδιο. Εκτιμάται ότι η ευρεία χρήση αυτού του θερμοπλαστικού θα μπορούσε να ξεκινήσει μέσα σε 10 χρόνια.

Τι μπορούν να κάνουν τα κεραμικά

Οι σύγχρονοι κινητήρες βενζίνης και ντίζελ μετατρέπουν μόνο το ένα τρίτο της ενέργειας που λαμβάνεται από την καύση του καυσίμου σε μηχανική ενέργεια. Το υπόλοιπο πηγαίνει στην ανταλλαγή θερμότητας και χάνεται μαζί με τα καυσαέρια. Αύξηση θερμικής Απόδοση κινητήρα, η απόδοση του καυσίμου και η μείωση της εκπομπής τοξικών ουσιών στην ατμόσφαιρα είναι δυνατή με την αύξηση της θερμοκρασίας της διεργασίας στον θάλαμο καύσης. Αυτό απαιτεί εξαρτήματα που μπορούν να αντέξουν πιο σοβαρά καθεστώς θερμοκρασίας. Τα κεραμικά αποδείχτηκαν ένα τόσο πραγματικά «επαναστατικό» υλικό για κινητήρες.

Ωστόσο, δεν υπάρχει συναίνεση σχετικά με τη σκοπιμότητα της ευρείας χρήσης του. Δεν έχει καταστεί ακόμη δυνατό να επιτευχθεί τελειοποίηση των δομικών ιδιοτήτων αυτών των υλικών. Οι τιμές των κεραμικών υλικών είναι υψηλές. Η τεχνολογία για την επεξεργασία τους, συμπεριλαμβανομένης, για παράδειγμα, της λείανσης διαμαντιών, είναι πολύπλοκη και δαπανηρή. Είναι δύσκολη η επεξεργασία κεραμικών μερών λόγω της ευαισθησίας τους σε εσωτερικά ελαττώματα. Τα κεραμικά μέρη δεν καταστρέφονται σταδιακά, αλλά αμέσως και ολοκληρωτικά. Ωστόσο, όλα αυτά δεν σημαίνουν ότι τα κεραμικά πρέπει να εγκαταλειφθούν. Το νέο υλικό είναι πολύ ενδιαφέρον και πολλά υποσχόμενο: σας επιτρέπει να αυξήσετε θερμοκρασία λειτουργίαςκινητήρες εσωτερικής καύσης από 700° έως 1100°C και δημιουργούν έναν κινητήρα ντίζελ με θερμική απόδοση ≈48% (υπενθυμίζουμε ότι για έναν συμβατικό κινητήρα ντίζελ είναι ≈36%).

Στις ΗΠΑ, για παράδειγμα, ένας 6κύλινδρος κινητήρας ντίζελ χωρίς παραδοσιακό σύστημαψύξη με έναν αριθμό εξαρτημάτων που έχουν ανθεκτική στη θερμότητα επίστρωση οξειδίου του ζιρκονίου. Αυτός ο κινητήρας 170 kW με κυβισμό 14 λίτρων εγκαταστάθηκε σε φορτηγό 4,5 τόνων. Σε μια διαδρομή 10.000 km, έδειξε μέση ειδική κατανάλωση καυσίμου 30-50% μικρότερη από κανονικά αυτοκίνητααυτή την τάξη.

Ιαπωνικές εταιρείες που παράγουν τον περισσότερο όγκο ερευνητική εργασίαγια κεραμικά υλικά και πάνω από 10 χρόνια πειραμάτων έχουν ήδη ξοδέψει περίπου 60 εκατομμύρια δολάρια, είμαστε πιο αισιόδοξοι. Υποτίθεται ότι «σταθερά» κεραμικά εξαρτήματα για κινητήρες ντίζελ θα τεθούν σε μαζική παραγωγή από φέτος και ολόκληρη η γκάμα κεραμικών εξαρτημάτων - έως το 1990. Το μερίδιο των κεραμικών υλικών στα μέρη του κινητήρα θα είναι από 5 έως 30% έως το 2000 .

Τα κεραμικά ήταν πάντα και θα παραμείνουν εύθραυστα. Το ζητούμενο είναι να χρησιμοποιηθούν οι πιο πρόσφατες τεχνολογικές διαδικασίες για να αυξηθεί η αντοχή και η ανθεκτικότητά του σε τιμές που διασφαλίζουν την απόδοση των κινητήρων. Σύμφωνα με τους επιστήμονες, οι κύριες επιτυχίες στη χρήση κεραμικών υψηλής αντοχής θα επιτευχθούν όχι μετά την εμφάνιση νέων υλικών, αλλά με την ανάπτυξη και εφαρμογή νέων προοδευτικών τεχνολογικών τεχνικών και μεθόδων για τη διαμόρφωση υλικών με προκαθορισμένες ιδιότητες.

Αναπτηγμένος κεραμικές επικαλύψειςγια μέρη των θαλάμων καύσης και των ρουλεμάν μπορεί να γίνει σημαντικό στάδιοστο δρόμο για τη δημιουργία «μονολιθικών» εξαρτημάτων κατασκευασμένα εξ ολοκλήρου από κεραμικά. Ένα από τα πιο υποσχόμενες κατευθύνσειςστη δημιουργία κεραμικών υλικών υψηλής απόδοσης, θεωρείται η χρήση λέιζερ για το σχηματισμό σωματιδίων του υλικού με τα ίδια μεγέθη (οι σκόνες καλουπώματος με σωματίδια διαφορετικών μεγεθών μειώνουν απότομα τις ιδιότητες αντοχής των κεραμικών μερών). Η επιτυχής επίλυση όλων των «κεραμικών» προβλημάτων θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στα οικονομικά της κατασκευής του κινητήρα. Το κόστος των κινητήρων εσωτερικής καύσης μπορεί να μειωθεί όχι μόνο επειδή οι πρώτες ύλες θα γίνουν φθηνότερες και το κόστος παραγωγής θα μειωθεί, αλλά και λόγω του γεγονότος ότι οι κινητήρες θα γίνουν απλούστεροι στο σχεδιασμό. Η άρνηση των θερμαντικών σωμάτων (ψυγεία), των αντλιών νερού, των μηχανισμών κίνησης τους και του χιτωνίου νερού του μπλοκ κυλίνδρων θα μειώσει απότομα το βάρος και τις διαστάσεις των κινητήρων.

Επιπλέον, θα είναι δυνατή η εγκατάλειψη των συνηθισμένων λιπαντικών. Είναι πιθανό τα νέα λιπαντικά να είναι στερεά ή ακόμα και αέρια και να μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε υψηλές θερμοκρασίες.

Τι είναι η υπερσυμπίεση και πώς συμβαίνει;

Μια κοινή κατεύθυνση ανάπτυξης για όλους εμβολοφόροι κινητήρες εσωτερικής καύσης(βενζίνη, ντίζελ, περιστροφικό έμβολο κ.λπ.) είναι η ευρεία χρήση της υπερτροφοδότησης.

Η υπερφόρτιση ως αποτελεσματικό μέσο για την αύξηση της ισχύος του λίτρου είναι γνωστή εδώ και πολύ καιρό. Εμφανίστηκε για πρώτη φορά στην αεροπορία τη δεκαετία του 1920 και μετά σε αγωνιστικά αυτοκίνητα. Αυτοί ήταν περιστροφικοί υπερσυμπιεστές με μηχανική κίνηση (ο πιο συχνά χρησιμοποιούμενος υπερσυμπιεστής ήταν ο τύπος "Rute" με δύο ρότορες δύο ή τριών λεπίδων). Στη συνέχεια μετανάστευσαν στις μηχανές φορτηγά. Αυτός ο τύπος υπερσυμπιεστή χρησιμοποιείται τόσο στην εγχώρια όσο και στην ξένη κατασκευή θαλάσσιων κινητήρων εδώ και αρκετές δεκαετίες. ΣΕ τα τελευταία χρόνιαάρχισε να χρησιμοποιεί υπερσυμπιεστές με κίνηση αεριοστροβίλου - στροβιλοσυμπιεστές (TC). επομένως τώρα σε μαζική παραγωγή κινητήρες αυτοκινήτωνμικρού και μεσαίου κυβισμού, μόνο TK χρησιμοποιείται ως μονάδα υπερφόρτισης. Η ευρεία διάδοσή του διευκολύνθηκε από σχετικά χαμηλό κόστος, δυνατότητα κατασκευής, συμπαγή και πρόνοια υψηλή απόδοσημηχανή. Το TC είναι ιδιαίτερα βολικό για κινητήρες σκαφών, τρακτέρ και σταθερών μονάδων που λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα με σταθερή ταχύτητα του άξονα του κινητήρα.

Η εισαγωγή του boost και η ταυτόχρονη μείωση του κυβισμού του κινητήρα επιτρέπει την αφαίρεση της απαιτούμενης ισχύος με μεγαλύτερο άνοιγμα του γκαζιού, έτσι ώστε ο κινητήρας να λειτουργεί για σημαντικό μέρος του χρόνου στην περιοχή των τρόπων λειτουργίας που αντιστοιχούν στη χαμηλότερη ειδική κατανάλωση καυσίμου. Το απόθεμα ισχύος για επιτάχυνση και αναγκαστική λειτουργία παρέχεται με υπερφόρτιση.

Τι βοηθά το boost; Η προετοιμασία της γόμωσης για καύση είναι βελτιωμένη, αφού η φρέσκια γόμωση έχει αυξημένη πυκνότητα. η ταχύτητα μάζας στην είσοδο του κυλίνδρου αυξάνεται, οι παράμετροι της φόρτισης καυσίμου πριν από την ανάφλεξη βελτιώνονται. Αυτό αυξάνει τον ρυθμό καύσης μάζας και αυξάνει τη μέγιστη πίεση και θερμοκρασία λειτουργίας.

Η συντριπτική πλειονότητα των κινητήρων στον κόσμο παράγονται για αυτοκίνητα που κινούνται σε καθεστώς συχνής επιτάχυνσης και επιβράδυνσης (ειδικά στις πόλεις), έτσι οι εταιρείες που παράγουν κινητήρες και εξαρτήματα καυσίμου έχουν αρχίσει να ερευνούν νέα (ή ξεχασμένα παλιά, αλλά χρησιμοποιώντας νέα υλικά) τύπους υπερσυμπιεστών. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ο κινητήρας ακτινικής-αξονικής καύσης, που αποτελείται από έναν αεριοστρόβιλο, ο οποίος τροφοδοτείται από καυσαέρια, και έναν υπερσυμπιεστή (και οι δύο τροχοί είναι πρόβολοι στον ίδιο άξονα), έχει θεμελιώδη μειονεκτήματα: αδράνεια και εξάρτηση του παροχή με την ενέργεια των καυσαερίων (EG). Είναι η αδράνεια που εξηγεί την καθυστέρηση στην επίτευξη μέγιστης ροπής και μέγιστης ισχύος σε σύγκριση με τις στροφές του κινητήρα. Το πρόβλημα μπορεί να λυθεί είτε με τη δημιουργία πρόσθετων συσκευών ελέγχου είτε με την επιστροφή σε μηχανικά κινούμενους υπερσυμπιεστές.

Για παράδειγμα, στην Ιαπωνία αναπτύχθηκε ένα TC με μεταβλητή γεωμετρίαακροφύσια για κινητήρα με κυβισμό 2 λίτρων. Νέα μονάδαβελτιώνεται δυναμικά χαρακτηριστικάκινητήρα, αυξάνει τη ροπή κατά 12% και μειώνει το χρόνο για να φτάσει στον τρόπο λειτουργίας μέγιστη πίεσηώθηση. Η διάμετρος της εισόδου του ακροφυσίου μεταβάλλεται από ένα πτερύγιο με ηλεκτρονικά ελεγχόμενηανάλογα με τη ροή αέρα εισόδου. Η ροή αέρα εισόδου του TC είναι ευθέως ανάλογη με τη ροή εξόδου καυσαερίων. άρα η αλλαγή της εισόδου αυξάνει την απόδοση της μονάδας στροβίλου σε χαμηλά και υψηλές συχνότητεςπεριστροφή.

Οι μηχανικά κινούμενοι υπερσυμπιεστές έχουν μικρότερη αδράνεια και παρέχουν αύξηση της ροπής συγχρονισμένη με τις στροφές του κινητήρα. Τα μειονεκτήματα των υπερσυμπιεστών κίνησης περιλαμβάνουν το σημαντικό βάρος και τις διαστάσεις τους, καθώς και τη χαμηλότερη απόδοση σε σύγκριση με παρόμοιες αντλίες καυσίμου, αυξημένο επίπεδοθόρυβος. Οι μηχανικά κινούμενοι υπερσυμπιεστές απαιτούν κατασκευή υψηλής ακρίβειας. για να αποκτήσετε υψηλή πίεση υπερπλήρωσης στο υψηλή απόδοσηΟ υπερσυμπιεστής απαιτεί εσωτερική ψύξη των ρότορων. Το κόστος τους είναι υψηλότερο από το κόστος του TC.

Αναπτύσσονται περιστροφικοί φυσητήρες τύπου λεπίδας με κίνηση με ιμάντα V και ρυθμιζόμενη διατομή εισόδου. Διερευνάται η δυνατότητα χρήσης φυγόκεντρων συμπιεστών με μηχανική κίνηση μέσω ενός συνεχώς μεταβαλλόμενου μεταβλητού για να ταιριάζει η απόδοσή του με τα χαρακτηριστικά του κινητήρα.

Ένα από τα νέα και πολλά υποσχόμενα σχέδια είναι οι εναλλάκτες πίεσης κυμάτων (WPE) τύπου "Kompreks", οι οποίοι χρησιμοποιούν τόσο έναν κινητήρα αεριοστροβίλου όσο και έναν μηχανικό. Περίπου το 1,0% της ισχύος του κινητήρα καταναλώνεται για την οδήγηση της μονάδας. Η υπερφόρτιση με χρήση VOD αυξάνει σημαντικά την ισχύ του κινητήρα στη ζώνη του τρόπου λειτουργίας. Για παράδειγμα, για έναν 4κύλινδρο κινητήρα εσωτερικής καύσης με όγκο εργασίας 1,7 λίτρα, η χρήση του Kompreks VOD αύξησε την ισχύ σε τιμή ισοδύναμη με την ισχύ ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης με όγκο 2,5 λίτρων. Στον κινητήρα Saurer με ισχύ 232 kW, η ώθηση στην ισχύ ήταν 50%, και στη ροπή 30-50%.

Η χρήση υπερσυμπιεστών (οποιουδήποτε τύπου) απαιτούσε την ανάπτυξη αερόψυκτων, που ονομάζονται και intercoolers, αφού ο αέρας θερμαίνεται όταν συμπιέζεται. Οι ψύκτες αυξάνουν την απόδοση και την ισχύ του κινητήρα αυξάνοντας την πυκνότητα του αέρα που εισέρχεται στους θαλάμους καύσης. Η θερμοκρασία του αέρα στην έξοδο φτάνει τους 120°C και η θερμοκρασία του αέρα στην είσοδο στην πολλαπλή αναρρόφησης θα πρέπει να κυμαίνεται μεταξύ 38-60°C. Η βέλτιστη θερμοκρασία για κινητήρες ντίζελ είναι περίπου 50°C. Αν φόρτιση αέρακρυώσει σε χαμηλότερη θερμοκρασία, τότε παρά την αύξηση της πυκνότητας φόρτισης, η ισχύς θα μειωθεί, καθώς η διαδικασία καύσης θα επιδεινωθεί. Ο ακριβής έλεγχος της ενδιάμεσης θερμοκρασίας αέρα αυξάνει την ισχύ κατά 10%.

Επί του παρόντος, η βελτίωση των διαδικασιών εργασίας προκειμένου να αυξηθεί η απόδοση των κινητήρων εσωτερικής καύσης και να μειωθεί η τοξικότητα των καυσαερίων γίνεται κυρίως μέσω της χρήσης ξεπεσμένοςμείγματα καυσίμου-αέρα, δηλαδή μείγματα με μειωμένη περιεκτικότητα σε βενζίνη. Στα τελευταία πειραματικά σχέδια κινητήρων εσωτερικής καύσης, αυτό κατέστησε δυνατή τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου κατά 25-28%.

Όπως γνωρίζετε, χρειάζονται 15 κιλά αέρα για να καεί 1 κιλό βενζίνη. Έτσι, ένα κανονικό μείγμα καυσίμου-αέρα έχει σύνθεση 15:1. Η σύνθεση του μείγματος χαρακτηρίζεται συνήθως από τον συντελεστή περίσσειας αέρα α. που είναι η αναλογία της ποσότητας αέρα ανά 1 kg καυσίμου σε ένα δεδομένο μείγμα προς εκείνη που θεωρητικά είναι απαραίτητη για την πλήρη καύση αυτού του τμήματος καυσίμου. Για κανονικό μείγμαα=1,0; α>1 - αντιστοιχεί σε ένα άπαχο και άπαχο μείγμα. α
Ένα εμπόδιο στη χρήση άπαχων μιγμάτων, καθώς και στην περαιτέρω αύξηση της ταχύτητας του στροφαλοφόρου άξονα, είναι ότι ο χρόνος καύσης του φορτίου που εισέρχεται στον κύλινδρο αυξάνεται σημαντικά. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι στο α=1,67 ο χρόνος καύσης είναι 5 φορές μεγαλύτερος από τον α=1,00. Τέλος, σε ορισμένες κρίσιμες τιμές του a, η ανάφλεξη ενός άπαχου μείγματος υπό κανονικές συνθήκες στρωτής (διατεταγμένης, χωρίς ανάμειξη στρωμάτων) ροής καθίσταται εντελώς αδύνατη.

Προκειμένου να ξεπεραστεί αυτό το εμπόδιο, ήταν απαραίτητο να αναπτυχθούν ορισμένες ειδικές συσκευές και συστήματα που διασφαλίζουν την ενεργό ανάμιξη του μείγματος - στροβιλισμός, δηλαδή η μετατροπή της στρωτής ροής του σε τυρβώδη (στροβιλοειδή) και η λεγόμενη κατανομή φορτίου στρώμα προς στρώμα.

Η ουσία της κατανομής φορτίου στρώμα προς στρώμα στον θάλαμο καύσης (CC) είναι ότι το εισερχόμενο τμήμα του μείγματος χωρίζεται σε στρώματα με διαφορετικές τιμές α - εμπλουτισμένα και ακόμη πιο εξαντλημένα. Το εμπλουτισμένο μέρος του φορτίου τη στιγμή που ανάβει το μπουζί βρίσκεται στα ηλεκτρόδιά του. Αναφλέγεται εύκολα και εξασφαλίζει γρήγορη ανάφλεξη του υπόλοιπου άπαχου μείγματος.

Τρόποι βελτίωσης των εργασιακών διαδικασιών

Το λεγόμενο «φαινόμενο squish» έχει γίνει ένα αποτελεσματικό μέσο στροβιλισμού της ροής του μείγματος. Μια ισχυρή αξονική δίνη οργανώνεται τη στιγμή της εισόδου φορτίου και στη συνέχεια ακτινικά κατευθυνόμενες ροές που αναμειγνύουν καλά το μείγμα στο τέλος της διαδικασίας καύσης.

Οι αρχικές εκδόσεις τέτοιων συσκευών είχαν σημαντικό μειονέκτημα- μείωσε τη ροή του μίγματος εργασίας κατά 20%. Ως αποτέλεσμα εκτεταμένων πειραματικών εργασιών, κατέστη δυνατό να μειωθεί η πτώση του ρυθμού ροής στο 10%, η οποία θεωρείται αρκετά αποδεκτή και αντισταθμίζεται από την αύξηση της απόδοσης της κύριας διαδικασίας.

Έχει αναπτυχθεί μια ειδική συσκευή σχηματισμού δίνης «Sekon», η οποία δημιουργεί δύο αντίθετα κατευθυνόμενες αξονικές δίνες στον κύλινδρο του κινητήρα. Το απαιτούμενο αποτέλεσμα εξασφαλίζεται από προεξοχές πολλαπλών προφίλ ενός μάλλον σύνθετου σχήματος που γίνονται στην έδρα της βαλβίδας εισαγωγής. Η χρήση αυτής της συσκευής σε κινητήρα μοτοσικλέτας Suzuki, με εξαιρετικά μικρή πτώση ισχύος, μειώνει την κατανάλωση καυσίμου κατά 6,5-14,0%.

Στους σύγχρονους κινητήρες εσωτερικής καύσης, χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο διάφορες επιλογές για την οργάνωση (στο τέλος της διαδρομής συμπίεσης) της ακτινικής κίνησης της ροής του μείγματος προς τον άξονα του κυλίνδρου. Αυτό γίνεται με το σχηματισμό κάποιου είδους επιφανειών μετατόπισης στον πυθμένα του εμβόλου και στην κεφαλή του κυλίνδρου, δηλαδή στην περιοχή του θαλάμου καύσης (CC). Το πιο προηγμένο είναι το σύστημα May Fairball, που χρησιμοποιείται σε κινητήρες Jaguar 5.3L με αναλογία συμπίεσης 11.5. Σε μερικά φορτία, αυτός ο κινητήρας λειτουργεί σταθερά σε τιμές έως και 1,5 λόγω του γεγονότος ότι η ροή του μείγματος, αφού εισέλθει μέσω της βαλβίδας εισαγωγής, συστρέφεται, συμπιέζεται με κίνηση σαν δίνη και κατά τη συμπίεση το πιο πλούσιο μέρος από αυτό συγκεντρώνεται στο μπουζί.

Για την ανάφλεξη άπαχων μιγμάτων, απαιτούνται ιδιαίτερα αξιόπιστα και ισχυρά συστήματα ανάφλεξης. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούν την τοποθέτηση δύο μπουζί ανά κύλινδρο, ειδικά μπουζί με μεγαλύτερη και ισχυρότερη εκφόρτιση.

Η Bosch (Γερμανία) έχει αναπτύξει έναν ριζικά νέο σχεδιασμό ενός μπουζί με ενσωματωμένο θάλαμο στροβιλισμού. Η αρχή της λειτουργίας του είναι ότι στο ίδιο το μπουζί υπάρχει μια μικρή κοιλότητα - ένας θάλαμος στον οποίο αναφλέγεται ένα ειδικά προετοιμασμένο μέρος του φορτίου που εισέρχεται στον κύλινδρο. Τα τέσσερα εφαπτομενικά κανάλια στο σώμα του μπουζί παρέχουν έντονο στροβιλισμό αυτού του τμήματος του φορτίου και ρίχνουν (λόγω της δράσης των φυγόκεντρων δυνάμεων) το πιο εμπλουτισμένο στρώμα του στα ηλεκτρόδια του μπουζί. Μετά την ανάφλεξη, πυρσοί ευρείας φλόγας εκτοξεύονται από το θάλαμο του μπουζί στον κύλινδρο μέσω των ίδιων εφαπτομενικών και κεντρικών αξονικών καναλιών, καλύπτοντας αμέσως μεγάλο όγκο της κύριας φόρτισης.

Περαιτέρω αναζητήσεις για νέους τρόπους βελτίωσης των διαδικασιών εργασίας οδήγησαν στη δημιουργία κινητήρων με κατανομή φορτίου στρώμα προς στρώμα(μερικές φορές χρησιμοποιείται ο όρος «κινητήρας εσωτερικής καύσης με στρωματοποιημένη φόρτιση»). Τέτοιοι κινητήρες μπορούν να λειτουργούν με βενζίνη χαμηλών οκτανίων, είναι συγκρίσιμοι σε οικονομικούς δείκτες με κινητήρες ντίζελ και έχουν χαμηλές τοξικές εκπομπές. μπορούν να κατασκευαστούν με βάση τα κατασκευασμένα μοντέλα.

Τη μεγαλύτερη πρόοδο προς αυτή την κατεύθυνση έχουν σημειώσει η Ford (ΗΠΑ), η οποία δημιούργησε τον κινητήρα PROCO (από τις λέξεις Programmed Combustion - προγραμματισμένη καύση), και τη Honda (Ιαπωνία).

Ο κινητήρας PROKO με αναλογία συμπίεσης 11 διακρίνεται από το γεγονός ότι χρησιμοποιεί σύστημα άμεση ένεσηβενζίνη στο θάλαμο καύσης χρησιμοποιώντας ένα ακροφύσιο. Το καύσιμο τροφοδοτείται από ειδική αντλία. Δεν υπάρχει καρμπυρατέρ. Ο αέρας εισέρχεται χωριστά και απευθείας στον κύλινδρο μέσω της πολλαπλής εισαγωγής, η οποία έχει μια βαλβίδα γκαζιού στην είσοδο της, και των βαλβίδων εισαγωγής. Τόσο η ποιοτική (άλφα) σύνθεση όσο και η ποσότητα του μείγματος που σχηματίζεται στον κύλινδρο ρυθμίζονται αυτόματα (ανάλογα με το φορτίο και τη θέση του πεντάλ αερίου). Ολόκληρη η λειτουργία των συστημάτων ισχύος και ανάφλεξης (με την τοποθέτηση δύο μπουζί ανά κύλινδρο) ελέγχεται από ηλεκτρονική μονάδασύμφωνα με ειδικό πρόγραμμα.

Χάρη στο ειδικό σχήμα του εμβόλου με θάλαμο στο κάτω μέρος και κανάλι εισαγωγής που στροβιλίζει τη ροή, διασφαλίζεται ο καλός σχηματισμός μείγματος, η κατανομή του μείγματος από στρώμα προς στρώση και η πλήρης καύση του. Το μειονέκτημα της σχεδίασης είναι η πολυπλοκότητα του εξοπλισμού του κινητήρα που χρησιμοποιείται και ιδιαίτερα των μπεκ, τα οποία απαιτούν εξαιρετική ακρίβεια κατασκευής.

Το σύστημα CVCC (CVCC - Compound Vortex Controlled Combustion - ελεγχόμενη διαδικασία καύσης vortex) χρησιμοποιείται ήδη σε κινητήρες Honda παραγωγής.

Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό αυτού αποκλειστικά ενδιαφέρουσα μηχανήΤο "Honda KVKK", του οποίου ο σχεδιασμός προστατεύεται από περισσότερες από 230 πατέντες, έγκειται στο γεγονός ότι χρησιμοποιεί το λεγόμενο ανάφλεξη προθάλαμου-φάδας. Ουσιαστικά, αυτός είναι ο μόνος βενζινοκινητήρας μαζικής παραγωγής που λειτουργεί με την ίδια αρχή λειτουργίας με τους κινητήρες ντίζελ.

Ο θάλαμος καύσης χωρίζεται σε δύο μέρη, το κύριο (89% του συνολικού όγκου) και το μικρό (11%) - τον ίδιο τον προθάλαμο ή τον προθάλαμο στον οποίο είναι τοποθετημένο το μπουζί. Στον προθάλαμο, που θερμαίνεται εντατικά από τα καυσαέρια, θερμαίνεται και αναφλέγεται η «πιλοτική φόρτιση», ένα ειδικά παρασκευασμένο εμπλουτισμένο μέρος του μείγματος καυσίμου-αέρα. Ταυτόχρονα, η ιδέα της «στρωμάτωσης», που είναι ήδη γνωστή σε εμάς - χωρίζοντας το μείγμα σε εμπλουτισμένο και εξαντλημένο, απέκτησε μια εντελώς διαφορετική μορφή στο σχέδιο KVKK. Το εμπλουτισμένο μέρος «ανάφλεξης» της φόρτισης δεν απελευθερώνεται στον κύλινδρο του κινητήρα, αλλά από την αρχή παρασκευάζεται χωριστά. Ο σχηματισμός μίγματος συμβαίνει σε ένα ειδικό καρμπυρατέρ τριών θαλάμων, ένας μικρός θάλαμος του οποίου τροφοδοτείται πλούσιο μείγμαπροθάλαμος, και δύο μεγάλοι παρέχουν ένα άπαχο μείγμα στους κύριους θαλάμους καύσης των κυλίνδρων.

Επί του παρόντος, η λεγόμενη διαδικασία "KVKK" έχει γίνει ευρέως γνωστή. Σε μια περίοδο εργασίας για περισσότερα από 25 χρόνια για τη βελτίωσή του, οι κινητήρες έχουν υποστεί έναν αριθμό εκσυγχρονισμών που κατέστησαν δυνατή τη χρήση βενζίνης με το ίδιο αριθμός οκτανίουΑύξηση της σχέσης συμπίεσης από 9 σε 11 και μείωση της ειδικής κατανάλωσης κατά 7%. Η μέση τιμή είναι α=1,3, που αντιστοιχεί στο όριο αποτελεσματικής εξάντλησης του μίγματος εργασίας.

Ρύθμιση του λόγου συμπίεσης και του χρονισμού της βαλβίδας

Πρόσφατα, εντοπίστηκε μια άλλη ενδιαφέρουσα κατεύθυνση εργασίας για τη βελτίωση των χαρακτηριστικών απόδοσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης.
Θεωρητικά, είναι από καιρό γνωστό ότι οι σταθεροί λόγοι συμπίεσης και ο χρονισμός της βαλβίδας, που επιλέγονται για οποιονδήποτε (ονομαστικό) τρόπο λειτουργίας, αποδεικνύονται ότι δεν είναι βέλτιστοι όταν αλλάζει το φορτίο. Τώρα κατέστη δυνατή η ρύθμιση τόσο της σχέσης συμπίεσης κατά τη λειτουργία του κινητήρα - η Volkswagenwerk AG επιδιώκει αυτήν την κατεύθυνση - όσο και ο χρονισμός των βαλβίδων - αυτό το έργο εκτελείται από τη Ford Europe.

Αναμένεται ότι ο κινητήρας εσωτερικής καύσης της Volkswagen με μεταβλητού βαθμούη συμπίεση θα έχει αυξημένη θερμική απόδοση ειδικά σε μερικά φορτία. Η απόδοσή του σε μερικά φορτία είναι 12% υψηλότερη από αυτή ενός συμβατικού κινητήρα, λόγω του γεγονότος ότι μια σημαντική αύξηση του λόγου συμπίεσης καθιστά δυνατή τη λειτουργία σε πολύ άπαχα μείγματα.

Ο όγκος του θαλάμου καύσης αλλάζει χρησιμοποιώντας ένα πρόσθετο «έμβολο», στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει ένα μπουζί Σε πλήρες φορτίο, το βοηθητικό «έμβολο» βρίσκεται στην ανώτατη θέση και ο λόγος συμπίεσης είναι 9,5. Όταν λειτουργεί με μειωμένα φορτία, το «έμβολο» χαμηλώνει, ο όγκος του θαλάμου καύσης μειώνεται και η αναλογία συμπίεσης αυξάνεται ανάλογα έως και 15,0. Το σύστημα ανάφλεξης του κινητήρα εσωτερικής καύσης ελέγχεται από υπολογιστή.

Ο σχεδιασμός των περισσότερων συμβατικών σειριακών κινητήρων εσωτερικής καύσης χρησιμοποιεί έναν εκκεντροφόρος άξοναςγια την οδήγηση βαλβίδων εισαγωγής και εξαγωγής. Ταυτόχρονα, αποκλείεται η δυνατότητα χωριστής ρύθμισης του χρονισμού της βαλβίδας ανάλογα με τους τρόπους ταχύτητας ή φορτίου, όπως γίνεται με το χρονισμό ανάφλεξης και την παροχή καυσίμου.

Ως εκ τούτου, μέχρι τώρα, οι σχεδιαστές αναγκάζονταν να λάβουν κάποιες συμβιβαστικές αποφάσεις μεταξύ ικανοποιητικών δεικτών για το ανώτερο και για κατώτερα όριαπεριοχές ταχύτητας ή φορτίου.

Οι ειδικοί της Ford Europe έλυσαν το πρόβλημα χρησιμοποιώντας δύο ξεχωριστούς εκκεντροφόρους (ο ένας για την κίνηση των βαλβίδων εισαγωγής, ο άλλος για την κίνηση των βαλβίδων εξαγωγής) και μπορούν να περιστρέφουν τον έναν σε σχέση με τον άλλο ενώ ο κινητήρας λειτουργεί. Οι άξονες ελέγχονται από το ηλεκτρονικό σύστημα Ford EKK-IV, προγραμματισμένο για βέλτιστο χρονισμό βαλβίδων για οποιεσδήποτε συνθήκες φορτίου.

Ο μηχανισμός για τη ρύθμιση της ποσότητας της επικάλυψης βαλβίδων αποτελείται από ένα κεντρικό ελικοειδή γρανάζι που κινείται μέσω ενός ενδιάμεσου άξονα από τον στροφαλοφόρο άξονα και δύο ελικοειδή γρανάζια που μπορούν να κινούνται κατά μήκος των αξόνων των εκκεντροφόρων. Αυτή η αξονική κίνηση προκαλεί αλλαγή στη γωνιακή τους θέση σε σχέση μεταξύ τους και του στροφαλοφόρου άξονα. Η αξονική κίνηση εξασφαλίζεται χρησιμοποιώντας συνδέσμους γραναζιών και γρανάζιοδηγείται από ηλεκτροκινητήρα. Μια πλήρης αλλαγή στην επικάλυψη βαλβίδων από 10 σε 90° συμβαίνει σε μόλις 0,25 δευτερόλεπτα.

Πειράματα που πραγματοποιήθηκαν από την εταιρεία έδειξαν ότι η δυνατότητα αλλαγής της τιμής επικάλυψης βαλβίδων κατά τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης παρέχει εξοικονόμηση καυσίμου σε κινητήρες μέσης ισχύος έως και 5%, και σε κινητήρες υψηλής ισχύος - έως και 10%. Επιπλέον, ήταν δυνατό να μειωθεί η ελάχιστη σταθερή ταχύτητα ρελαντί στις 500 rpm, ενώ για τους συμβατικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης αυτή η τιμή δεν είναι μικρότερη από 800 rpm. Αυτό παρέχει επιπλέον οικονομία κατά τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Αύξηση του αριθμού των βαλβίδων

Τα τελευταία χρόνια σημαδεύτηκαν από την εμφάνιση, κυρίως στις αγορές της Ιαπωνίας και της Δυτικής Ευρώπης, σειριακών κινητήρων με κυλινδροκεφαλές τριών και τετραβάλβιδων (παρεμπιπτόντως, τέτοιες κεφαλές χρησιμοποιούνται σε αγωνιστικά αυτοκίνητα από το 1912). Τα «ρεκόρ» σημειώνονται από ιαπωνικές εταιρείες: η Yamaha παράγει έναν τετρακύλινδρο κινητήρα πέντε βαλβίδων (τρεις εισαγωγές, δύο εξάτμιση) και έχει αναπτύξει έναν κινητήρα έξι βαλβίδων και η Suzuki έχει ετοιμάσει έναν κινητήρα οκτώ βαλβίδων.

Τι προκάλεσε αυτή την αύξηση στον αριθμό των βαλβίδων σε σχέση με τη συνηθισμένη (μία εισαγωγή και μία εξαγωγή);

Όταν λειτουργεί με τη μέγιστη ταχύτητα - στη μέγιστη ταχύτητα περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα - ο κινητήρας αρχίζει να "κόβει" - ο κύλινδρος δεν έχει χρόνο να γεμίσει πλήρως με το μείγμα καυσίμου-αέρα. Ο περιοριστικός σύνδεσμος της οδού γίνεται η περιοχή ροής της βαλβίδας εισαγωγής. Η αύξηση της διαμέτρου αυτής της βαλβίδας και η διαδρομή της με μικρές διαστάσεις του θαλάμου καύσης παρεμποδίζεται από τις δυσκολίες σχεδιασμού. Ο μόνος αποτελεσματικός τρόπος είναι αύξηση του αριθμού των βαλβίδων.

Η εφαρμογή και η διάδοση αυτής της μεθόδου παρεμποδίζεται εδώ και πολύ καιρό από καθαρά οικονομικούς λόγους. Δεδομένου ότι ο αριθμός των εξαρτημάτων του μηχανισμού διανομής αερίου αυξήθηκε αρκετές φορές, η πολυπλοκότητα των εργασιών ρύθμισης, το βάρος του κινητήρα και το κόστος του αυξήθηκαν ανάλογα. Οι επιτυχίες της σύγχρονης τεχνολογίας, που κατέστησαν δυνατή τη μείωση του συνολικού κόστους παραγωγής ολοένα και πιο περίπλοκων κινητήρων εσωτερικής καύσης μέσω της χρήσης εργαλείων αυτοματισμού, κατέστησαν δυνατή την εφαρμογή μιας γνωστής μεθόδου. Ωστόσο, η ευρεία χρήση των πιο περίπλοκων σχεδίων είναι απίθανη. Τώρα μόνο οι κινητήρες εσωτερικής καύσης τριών βαλβίδων είναι ευρέως διαδεδομένοι: 15 μοντέλα τέτοιων κινητήρων παράγονται μαζικά στο εξωτερικό.

Γιατί χρησιμοποίησαν σχέδιο με τρεις βαλβίδες αντί για τέσσερις βαλβίδες σε κινητήρες εσωτερικής καύσης μαζικής παραγωγής; Η απάντηση είναι απλή. Το κύκλωμα των τριών βαλβίδων κινείται από έναν εκκεντροφόρο άξονα, ενώ το κύκλωμα των τεσσάρων βαλβίδων απαιτεί την εγκατάσταση δύο εκκεντροφόρων.

Παρεμπιπτόντως, σημειώνουμε ότι στους πολυβάλβιδους κινητήρες σπουδαίοςαποκτώ διάφορα συστήματα αυτόματη ρύθμισηπαραμέτρους του συστήματος διανομής αερίου. Συγκεκριμένα, οι συσκευές χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο για την αυτόματη αντιστάθμιση του μεγέθους των κενών που αλλάζουν όταν οι βαλβίδες θερμαίνονται κατά τη διάρκεια λειτουργία κινητήρα εσωτερικής καύσης. Υπάρχουν συστήματα διανομής αερίου με υδραυλικά ωστήρια ή με μεταβλητό ελεύθερο παιχνίδι στην κίνηση της βαλβίδας, που οδηγεί σε αλλαγή στο ύψος λειτουργίας της ανύψωσης της βαλβίδας και, κατά συνέπεια, σε ρύθμιση του χρονισμού της βαλβίδας. είναι γνωστά συστήματα αυτόματης απενεργοποίησης μέρους των κυλίνδρων σε χαμηλά φορτία.

Κατά το σχεδιασμό σύγχρονων κινητήρων εσωτερικής καύσης, τα κυκλώματα πολλαπλών βαλβίδων θεωρούνται σημαντικό μέτρο σχεδιασμού για τη βελτίωση της διαδικασίας καύσης, την αύξηση των αντικτυπητικών ιδιοτήτων και τη μείωση της τοξικότητας των καυσαερίων.

Ευρεία ενοποίηση, αυτοματοποίηση σχεδιασμού και κατασκευής κινητήρων εσωτερικής καύσης

Ξένοι ειδικοί πιστεύουν ότι όχι μόνο τώρα, αλλά και στο μέλλον μέχρι το 2000, το μεγαλύτερο μέρος των παραγόμενων κινητήρων εσωτερικής καύσης θα είναι βενζινοκινητήρες μικρόόγκος εργασίας. Λόγω επιτυχημένη δουλειάΠροκειμένου να βελτιωθεί η απόδοση τέτοιων κινητήρων, παρατηρήθηκε μείωση του ενδιαφέροντος για την πετρελαιοκίνηση του στόλου επιβατικών αυτοκινήτων. Κατέστη δυνατή η μείωση της μέσης ειδικής κατανάλωσης βενζίνης από 312 σε 245 g/kWh, που αντιστοιχεί σε αύξηση της αποτελεσματικής απόδοσης από 28 σε 35%.

Σε όλο τον κόσμο, η χρήση της τελευταίας προοδευτικής τεχνολογίας αυξάνεται, παρέχοντας πολύ μεγαλύτερη ακρίβεια στην κατασκευή των ανταλλακτικών από πριν. Εισάγεται η αρχή της ανάπτυξης «οικογενειών». βενζινοκινητήρες εσωτερικής καύσης με υψηλό βαθμό ενοποίησης εξαρτημάτων, που χρησιμοποιείται στη βιομηχανία ντίζελ για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ένα παράδειγμα, συγκεκριμένα, είναι η δημιουργία της Volkswagen Σειρά ICEμε ενεργή ισχύ 29, 40 και 55 kW, με 220 τυποποιημένα εξαρτήματα, όπως π.χ. στροφαλοθάλαμος με διάφορα στοιχεία στερέωσης για κυλινδροκεφαλές.

Η κύρια κατεύθυνση στην οργάνωση παραγωγής μεγάλης κλίμακας νέων γενιών κινητήρων εσωτερικής καύσης είναι η εισαγωγή αυτοματοποιημένες γραμμές παραγωγήςκατασκευή εξαρτημάτων και συναρμολόγηση κινητήρων.

Ένα παράδειγμα ενός σύγχρονου, σχεδιασμένο για αυτοματοποιημένη παραγωγή ICE, μπορεί να είναι ο κινητήρας Fire-1000, που δημιουργήθηκε από κοινού από τη Fiat (Ιταλία) και την Peugeot (Γαλλία) με ευρεία χρήσηΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ. Ήταν η χρήση υπολογιστών που κατέστησε δυνατό να ελαφρύνει σημαντικά, να απλοποιήσει και να βελτιώσει τη σχεδίαση του κινητήρα, λαμβάνοντας υπόψη τις απαιτήσεις της τεχνολογίας που χρησιμοποιεί ρομπότ όσο το δυνατόν περισσότερο. Κατά την ανάπτυξη του Fire-1000, δημιουργήθηκαν και δοκιμάστηκαν 120 πρωτότυπα, που ποικίλλουν ως προς το σχεδιασμό, τον αριθμό των κυλίνδρων και τις διαδικασίες εργασίας που χρησιμοποιήθηκαν.

Ο όγκος εργασίας του νέου κινητήρα είναι 999 cm3. Ισχύς - 33 kW με ταχύτητα στροφαλοφόρου άξονα 5000 rpm. Βάρος - 69,3 κιλά, που αντιστοιχεί σε συγκεκριμένο δείκτη 2,1 kg/kW. Το βάρος του κινητήρα μειώθηκε με τη μείωση του ύψους του μπλοκ κυλίνδρων και του πάχους του τοιχώματος από 6 σε 4 mm, στενεύοντας τις διακυλινδρικές γέφυρες και ελαφρύνοντας σημαντικά τα κύρια χωρίσματα των ρουλεμάν. Το χιτώνιο ψύξης καλύπτει μόνο το πάνω μέρος των κυλίνδρων. Το μπλοκ δεν έχει πτερύγια και τα πλευρικά τοιχώματα ακολουθούν το περίγραμμα των κυλίνδρων, μειώνοντας τον όγκο του ψυκτικού. Το μπλοκ κυλίνδρων ζυγίζει μόνο 18 κιλά. Είναι γνωστό ότι ο θάλαμος καύσης του, ο οποίος έχει επίπεδο οβάλ σχήμα, δεν υποβάλλεται καν σε επεξεργασία, αφού χρησιμοποιείται μια αυτοματοποιημένη διαδικασία χύτευσης υψηλής ακρίβειας. Η αντλία νερού, που βρίσκεται στην κεφαλή του μπλοκ, και ο εκκεντροφόρος άξονας κινούνται από έναν οδοντωτό ιμάντα. Αντλία λαδιούμε εσωτερικό γρανάζι που βρίσκεται στο μπλοκ και κινείται στροφαλοφόρος άξων. Ο διανομέας του συστήματος ανάφλεξης του τρανζίστορ χωρίς επαφή είναι εγκατεστημένος στο άκρο του εκκεντροφόρου άξονα.

Με χιλιομετρική απόσταση έως και 100 χιλιομέτρων, ο κινητήρας δεν απαιτεί καμία συντήρηση.

Σύναψη

Σύμφωνα με κορυφαίους ξένους ειδικούς στο σύντομαΔεν αναμένεται ευρεία χρήση κινητήρων εσωτερικής καύσης που είναι θεμελιωδώς νέοι ως προς το σχεδιασμό και την αρχή λειτουργίας.

Οι κύριες κατευθύνσεις για την ανάπτυξη των πιο κοινών βενζινοκινητήρων εσωτερικής καύσης μικρού και μεσαίου κυβισμού στο μέλλον παραμένουν η περαιτέρω αύξηση της μηχανικής απόδοσης και των οικονομικών δεικτών και η μείωση της τοξικότητας των καυσαερίων. Η αναζήτηση νέων υλικών και τεχνολογιών, η ανάπτυξη συστημάτων υπερφόρτισης και νέων διαδικασιών λειτουργίας θα συνεχιστεί. Η έρευνα σε όλους αυτούς τους τομείς διεξάγεται με την ολοένα και πιο διαδεδομένη χρήση ηλεκτρονικών υπολογιστών και προγραμμάτων που συγκεντρώνονται χρησιμοποιώντας δεδομένα που λαμβάνονται σε πειράματα.

Τα τελευταία 20 χρόνια, η ανάπτυξη βενζινοκινητήρων εσωτερικής καύσης έχει ήδη επιτύχει μέση μείωση της ειδικής κατανάλωσης καυσίμου άνω του 20%, ενώ ταυτόχρονα πληροί ολοένα και πιο αυστηρά πρότυπα εκπομπών. Έχουν βρεθεί μέσα για την οργάνωση μιας πιο αποτελεσματικής, χαμηλής τοξικότητας διαδικασίας καύσης με αυξημένη αναλογία συμπίεσης και τη χρήση ενός άπαχου μίγματος καυσίμου-αέρα. Ξεχωριστές εξελίξεις έχουν εισαχθεί στους σχεδιασμούς των σειριακών κινητήρων εσωτερικής καύσης του συνηθισμένου σχεδιασμού, καθώς και σε ολοένα και πιο διαδεδομένους και καλύτερα προσαρμοσμένους κινητήρες εσωτερικής καύσης με κεφαλές τριών και τεσσάρων βαλβίδων κυλίνδρων.

Για να επεκταθεί το εύρος του ελέγχου καύσης υψηλής ποιότητας και να μειωθούν οι απώλειες ανταλλαγής αερίων, έχουν αναπτυχθεί διάφορα σχήματα απενεργοποίησης ενός κυλίνδρου (ή ομάδων κυλίνδρων) για τη μείωση του όγκου εργασίας σε μερικά φορτία. Η ίδια ιδέα εφαρμόζεται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης μαζικής παραγωγής με μειωμένο κυβισμό και αντιστάθμιση των δεικτών ισχύος σε πλήρες φορτίο με την εισαγωγή υπερτροφοδότησης.

Σε επίπεδο πειραματικής έρευνας, εξετάζονται οι δυνατότητες ρύθμισης του λόγου συμπίεσης και του χρονισμού των βαλβίδων κατά τη λειτουργία του κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Προκειμένου να απλοποιηθεί η τεχνολογία, να μειωθεί το βάρος, να μειωθούν τα μηχανικά και θερμικά φορτία, τα επίπεδα θορύβου και κραδασμών, συνεχίζονται οι εργασίες για τη χρήση σύνθετων υλικών με βάση τα πλαστικά. Μια σημαντική βελτίωση στις φυσικοχημικές ιδιότητες των κεραμικών υλικών κατέστησε επίσης δυνατή τη χρήση τους σε πραγματικά σχέδια κινητήρων εσωτερικής καύσης.

Σημειώσεις

1. Η υπερφόρτιση πραγματοποιείται για την αύξηση της πίεσης και της πυκνότητας μάζας του αέρα που τροφοδοτείται στους κυλίνδρους του κινητήρα εσωτερικής καύσης χρησιμοποιώντας συμπιεστή - υπερσυμπιεστή.

Ποια κριτήρια θεωρούνται βασικά για την επιλογή του «καλύτερου»; Υπάρχουν θεμελιώδεις διαφορές στην προσέγγιση σχεδιασμού σε διαφορετικές ηπείρους; Ας προσπαθήσουμε να βρούμε απαντήσεις σε αυτές τις ερωτήσεις.

ΕΥΡΩΠΗ: ΣΕ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ

Σε πρόσφατη συνέντευξη Τύπου στο Λονδίνο, ο επικεφαλής της εταιρείας Peugeot-Citroen, Jean-Martin Foltz, εντελώς απροσδόκητα για πολλούς, μίλησε για υβριδικά αυτοκίνητα: «Κοιτάξτε γύρω: υπάρχουν λιγότερο από το 1% τέτοιων αυτοκινήτων στην Ευρώπη, ενώ το μερίδιο των diesel φτάνει το μισό». Σύμφωνα με τον κ. Φολτζ, το σύγχρονο ντίζελ είναι πολύ φθηνότερο στην παραγωγή, ενώ δεν είναι λιγότερο οικονομικό και φιλικό προς το περιβάλλον.

Οι εποχές που οι κινητήρες ντίζελ άφηναν ένα μαύρο ίχνος πίσω τους, βροντούσαν σε όλο το δρόμο και ήταν αισθητά κατώτεροι σε ισχύ σε λίτρα από τους βενζινοκινητήρες έχουν τελειώσει. Σήμερα, το μερίδιο των κινητήρων ντίζελ στην Ευρώπη είναι 52% και συνεχίζει να αυξάνεται. Η ώθηση δίνεται, για παράδειγμα, από περιβαλλοντικά μπόνους με τη μορφή μειωμένων φόρων, αλλά κυρίως από το υψηλό κόστος της βενζίνης.

Μια σημαντική ανακάλυψη στο μέτωπο του ντίζελ σημειώθηκε προς τα τέλη της δεκαετίας του '90, όταν οι πρώτοι κινητήρες με "κοινό σιδηρόδρομο" - μια κοινή ράγα καυσίμου - βγήκαν στην παραγωγή. Από τότε, η πίεση μέσα της αυξάνεται σταθερά. ΣΕ τους τελευταίους κινητήρεςφτάνει τις 1800 ατμόσφαιρες και μέχρι πρόσφατα οι 1300 ατμόσφαιρες θεωρούνταν εξαιρετικός δείκτης.

Στη σειρά ακολουθούν συστήματα με διπλή αύξηση της πίεσης έγχυσης. Πρώτον, η αντλία αντλεί καύσιμο στη δεξαμενή αποθήκευσης έως 1350 atm. Στη συνέχεια η πίεση αυξάνεται στα 2200 atm, κάτω από την οποία εισέρχεται στα ακροφύσια. Κάτω από αυτή την πίεση, το καύσιμο εγχέεται μέσω οπών μικρότερης διαμέτρου. Αυτό βελτιώνει την ποιότητα του ψεκασμού και αυξάνει την ακρίβεια της δοσολογίας. Εξ ου και το κέρδος σε απόδοση και ισχύ.

Ο πιλοτικός ψεκασμός χρησιμοποιείται εδώ και αρκετά χρόνια: η πρώτη «παρτίδα» καυσίμου εισέρχεται στους κυλίνδρους λίγο νωρίτερα από την κύρια δόση, με αποτέλεσμα πιο ήπια λειτουργία του κινητήρα και καθαρότερη εξάτμιση.

Εκτός από το common rail, υπάρχει μια άλλη τεχνική λύση για να ανεβάσει την πίεση ψεκασμού σε πρωτόγνωρα ύψη. Τα μπεκ αντλίας έχουν περάσει από κινητήρες φορτηγών σε κινητήρες ντίζελ επιβατών. Η Volkswagen, ειδικότερα, δεσμεύεται σε αυτά, παρέχοντας υγιή ανταγωνισμό στη «γενική ράμπα».

Ένα από τα εμπόδια στο μονοπάτι του ντίζελ ήταν πάντα το περιβάλλον. Αν οι βενζινοκινητήρες επικρίθηκαν για το μονοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του αζώτου και τους υδρογονάνθρακες στα καυσαέρια, τότε οι κινητήρες ντίζελ επικρίθηκαν για ενώσεις αζώτου και σωματίδια αιθάλης. Η εισαγωγή των προτύπων Euro IV πέρυσι δεν ήταν εύκολη. Τα οξείδια του αζώτου αντιμετωπίστηκαν χρησιμοποιώντας έναν εξουδετερωτή, αλλά ένα ειδικό φίλτρο πιάνει αιθάλη. Διαρκεί έως και 150 χιλιάδες χιλιόμετρα, μετά από τα οποία είτε αλλάζει είτε "πυρώνεται". Με εντολή των ηλεκτρονικών ελέγχου, τα καυσαέρια από το σύστημα ανακυκλοφορίας και μια μεγάλη δόση καυσίμου τροφοδοτούνται στον κύλινδρο. Η θερμοκρασία των καυσαερίων αυξάνεται και η αιθάλη καίγεται.

Αξίζει να σημειωθεί ότι οι περισσότεροι νέοι κινητήρες ντίζελ μπορούν να λειτουργούν με καύσιμο βιοντίζελ: βασίζεται σε φυτικά έλαια και όχι σε προϊόντα πετρελαίου. Αυτό το καύσιμο είναι λιγότερο επιθετικό για το περιβάλλον, επομένως κλάσμα μάζαςστην ευρωπαϊκή αγορά θα πρέπει να φτάσει το 30% έως το 2010.

Εν τω μεταξύ, οι ειδικοί σημειώνουν την κοινή ανάπτυξη της General Motors και της FIAT - ένας από τους «κινητήρες της χρονιάς 2005». Χάρη στα ηλεκτρονικά, ένας κινητήρας ντίζελ μικρού κυβισμού είναι σε θέση να αλλάζει γρήγορα τις παραμέτρους ψεκασμού και έτσι να παρέχει μεγαλύτερη ροπή και ταχύτερη εκκίνηση του κινητήρα. Εκτεταμένη χρήση αλουμινίου, που μείωσε σημαντικά το βάρος και το μέγεθος, σε συνδυασμό με επαρκή ισχύ 70 ίππων. και μια σημαντική ροπή 170 N.m επέτρεψε στον κινητήρα των 1,3 λίτρων να κερδίσει μεγάλο αριθμό ψήφων.

Λαμβάνοντας υπόψη όλα τα επιτεύγματα στο μέτωπο του ντίζελ, μπορούμε να πούμε με ασφάλεια ότι το εγγύς μέλλον της Ευρώπης βρίσκεται σε αυτούς τους κινητήρες. Γίνονται πιο ισχυρά, πιο αθόρυβα και πιο άνετα για την καθημερινή οδήγηση. Λαμβάνοντας υπόψη τις τρέχουσες τιμές λαδιού, κανένας από τους υπάρχοντες τύπους κινητήρων δεν μπορεί να τους αντικαταστήσει στον Παλαιό Κόσμο.

ΑΣΙΑ: ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΗ ΙΣΧΥΣ ΑΝΑ ΛΙΤΡΟ

Το κύριο επίτευγμα των Ιαπώνων μηχανικών κινητήρων τα τελευταία δέκα χρόνια είναι η υψηλή ισχύς λίτρων. Οδηγούμενοι από τη νομοθεσία σε ένα στενό πλαίσιο, οι μηχανικοί καταφέρνουν να επιτύχουν εξαιρετικά αποτελέσματα με τα περισσότερα με διαφορετικούς τρόπους. Ένα εντυπωσιακό παράδειγμα- μεταβλητός χρονισμός βαλβίδας. Στα τέλη της δεκαετίας του '80, η ιαπωνική Honda με το σύστημα VTEC έκανε μια πραγματική επανάσταση.

Η ανάγκη διαφοροποίησης των φάσεων υπαγορεύεται διάφορους τρόπους λειτουργίαςκίνηση: στην πόλη, το πιο σημαντικό πράγμα είναι η απόδοση και η ροπή στο χαμηλές στροφές, στον αυτοκινητόδρομο - σε υψηλά επίπεδα. Οι επιθυμίες των αγοραστών σε διάφορες χώρες διαφέρουν επίσης. Προηγουμένως, οι ρυθμίσεις του κινητήρα ήταν σταθερές, αλλά τώρα κατέστη δυνατή η αλλαγή τους κυριολεκτικά εν κινήσει.

Οι σύγχρονοι κινητήρες Honda είναι εξοπλισμένοι με διάφορους τύπους VTEC, συμπεριλαμβανομένης μιας συσκευής τριών σταδίων. Εδώ οι παράμετροι ρυθμίζονται όχι μόνο σε χαμηλά και υψηλή ταχύτητα, αλλά και κατά μέσο όρο. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατός ο συνδυασμός των ασυμβίβαστων: υψηλή ειδική ισχύ (έως 100 hp/l), κατανάλωση καυσίμου στη λειτουργία 60–70 km/h στα 4 λίτρα ανά εκατό και υψηλή ροπή στην περιοχή από 2000 έως 6000 rpm.

Ως αποτέλεσμα, οι Ιάπωνες παράγουν με επιτυχία υψηλή ισχύ από πολύ μέτριους όγκους. Κάτοχος ρεκόρ για αυτόν τον δείκτη για ένα συνεχόμενο έτος παραμένει το Honda S2000 roadster με ατμοσφαιρικό κινητήρα 2 λίτρων απόδοσης 250 ίππων. Παρά το γεγονός ότι ο κινητήρας εμφανίστηκε το 1999, εξακολουθεί να είναι μεταξύ των καλύτερων - η δεύτερη θέση μεταξύ των υποψηφίων του 2005 με όγκο 1,8–2,0 λίτρα. Το δεύτερο αδιαμφισβήτητο επίτευγμα των Ιαπώνων είναι υβριδικές εγκαταστάσεις. Το «Hybrid Synergy Drive» που παράγεται από την Toyota έχει βρεθεί ανάμεσα στους νικητές περισσότερες από μία φορές, κερδίζοντας τον μεγαλύτερο αριθμό βαθμών στην κατηγορία «οικονομικός κινητήρας». Ο αναφερόμενος αριθμός των 4,2 l/100 km για ένα τόσο μεγάλο αυτοκίνητο όπως το Toyota Prius είναι σίγουρα καλό. Η ισχύς του Synergy Drive φτάνει τους 110 ίππους και η συνολική ροπή της βενζινοηλεκτρικής εγκατάστασης είναι εξαιρετική - 478 N.m!

Εκτός αποδοτικότητα καυσίμου, τόνισε περιβαλλοντική πτυχή: οι εκπομπές υδρογονανθράκων και οξειδίων του αζώτου από τον κινητήρα είναι 80 και 87,5% χαμηλότερες από αυτές που απαιτούνται από τα πρότυπα Euro IV για βενζινοκινητήρες και 96% χαμηλότερες από τις απαιτήσεις για κινητήρες ντίζελ. Έτσι, το Synergy Drive εντάσσεται στο πιο αυστηρό πλαίσιο στον κόσμο - το ZLEV, που έχει προγραμματιστεί για εισαγωγή στην Καλιφόρνια.

Τα τελευταία χρόνια έχει εμφανιστεί μια ενδιαφέρουσα τάση: σε σχέση με τα υβρίδια μιλάμε όλο και λιγότερο για απόλυτα ρεκόρ απόδοσης. Ας πάρουμε το Lexus RX 400h. Αυτό το αυτοκίνητο καταναλώνει εντελώς κανονικά 10 λίτρα στον αστικό κύκλο. Με μια προειδοποίηση - αυτό είναι πολύ λίγο, δεδομένου ότι η ισχύς του κύριου κινητήρα είναι 272 hp. και ροπή 288 N.m!

Εάν οι ιαπωνικές εταιρείες, κυρίως η Toyota και η Honda, καταφέρουν να μειώσουν το κόστος των μονάδων, οι πωλήσεις υβριδικών θα μπορούσαν να αυξηθούν κατά μια τάξη μεγέθους τα επόμενα 5-10 χρόνια.

ΑΜΕΡΙΚΗ: ΦΘΗΝΑ ΚΑΙ ΦΘΗΝΑ

Στα αμερικανικά φόρουμ αυτοκινήτων μετά τον διαγωνισμό «Μηχανή της Χρονιάς», αναπόφευκτα προκύπτουν συζητήσεις: πώς γίνεται να μην υπάρχει ούτε ένας κινητήρας της σχεδίασής μας μεταξύ των νικητών! Είναι απλό: Αμερικανοί, παρά τα συνεχιζόμενα κρίση καυσίμων, δεν είχαν μεγάλη επιτυχία στην εξοικονόμηση βενζίνης και δεν θέλουν καν να ακούσουν για καύσιμο ντίζελ! Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι δεν έχουν τίποτα να καυχηθούν.

Για παράδειγμα, οι κινητήρες Chrysler της σειράς Hemi, που έλαμψαν ισχυρά μοντέλα(παραδοσιακά ονομάζονται «muscle cars» στις ΗΠΑ) στη δεκαετία του '50. Το όνομά τους προέρχεται από το αγγλικό hemispherical - hemispherical. Φυσικά, πολλά έχουν αλλάξει σε μισό αιώνα, αλλά, όπως και πριν, τα σύγχρονα αυτοκίνητα Hemi έχουν ημισφαιρικούς θαλάμους καύσης.

Παραδοσιακά, η σειρά κινητήρων διοικείται από μονάδες απρεπούς κυβισμού σύμφωνα με τα ευρωπαϊκά πρότυπα - έως 6,1 λίτρα. Μόλις ανοίξετε το ενημερωτικό δελτίο, η διαφορά στις προσεγγίσεις στο σχεδιασμό τραβάει το μάτι σας. «Κορυφαία ισχύς στην κατηγορία», «γρηγορότερη επιτάχυνση», «χαμηλά επίπεδα θορύβου»... η κατανάλωση καυσίμου αναφέρεται εν παρόδω. Αν και αυτός, φυσικά, δεν είναι αδιάφορος για τους μηχανικούς. Απλώς οι προτεραιότητες είναι ελαφρώς διαφορετικές - δυναμικά χαρακτηριστικά και... χαμηλό κόστος της μονάδας.

Οι κινητήρες Hemi δεν έχουν μεταβλητές φάσεις. Δεν είναι τόσο αναγκασμένοι και δεν μπορούν καν να πλησιάσουν τις καλύτερες ιαπωνικές μονάδες όσον αφορά την ισχύ του λίτρου. Χρησιμοποιούν όμως ένα έξυπνο σύστημα MDS (Multi Displacement System - σύστημα πολλών όγκων). Όπως υποδηλώνει το όνομα, η σημασία του έγκειται στο σβήσιμο των τεσσάρων από τους οκτώ κυλίνδρους του κινητήρα, όταν δεν είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν και τα 335 «άλογα» και τα 500 Nm ροπής, για παράδειγμα, σε έναν κινητήρα 5,7 λίτρων. Χρειάζονται μόνο 40 χιλιοστά του δευτερολέπτου για να απενεργοποιηθεί. Η GM έχει χρησιμοποιήσει παρόμοια συστήματα στο παρελθόν, και αυτή είναι η πρώτη εμπειρία της Chrysler. Σύμφωνα με την εταιρεία, το MDS σάς επιτρέπει να εξοικονομείτε έως και 20% καυσίμου, ανάλογα με το στυλ οδήγησης. Ο Bob Lee, αντιπρόεδρος του τμήματος κινητήρων της Chrysler, είναι πολύ περήφανος για τον νέο κινητήρα: «Η απενεργοποίηση του κυλίνδρου είναι κομψή και απλή... τα οφέλη είναι αξιοπιστία και χαμηλή τιμή».

Φυσικά, οι Αμερικανοί μηχανικοί δεν περιορίζονται στους εναλλασσόμενους κυλίνδρους. Ετοιμάζουν επίσης εντελώς διαφορετικές εξελίξεις, για παράδειγμα, εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με βάση κυψέλες καυσίμου. Αν κρίνουμε από την εμφάνιση ολοένα και περισσότερων νέων πρωτότυπων αυτοκινήτων με τέτοιους ακριβώς κινητήρες, το μέλλον τους είναι βαμμένο σε ροζ αποχρώσεις.

Φυσικά, σημειώσαμε μόνο τα πιο εντυπωσιακά χαρακτηριστικά του «εθνικού κτιρίου μηχανών». Σύγχρονος κόσμοςείναι πολύ μικρό για να υπάρχουν θεμελιωδώς διαφορετικοί πολιτισμοί δίπλα δίπλα χωρίς να επηρεάζουν ο ένας τον άλλον. Ίσως μια μέρα θα βρουν μια συνταγή για έναν ιδανικό «παγκόσμιο» κινητήρα; Προς το παρόν, ο καθένας προτιμά να ακολουθήσει το δικό του δρόμο: η Ευρώπη ετοιμάζεται να μετατρέψει σχεδόν το ήμισυ του στόλου της σε κραμβέλαιο. Η Αμερική, αν και προσπαθεί να μην παρατηρήσει τις αλλαγές που συμβαίνουν στον κόσμο, σταδιακά απογαλακτίζεται από τους αδηφάγους μαστόδοντες και σκέφτεται να μετατρέψει ολόκληρη την υποδομή της χώρας σε καύσιμο υδρογόνου. Λοιπόν, η Ιαπωνία... όπως πάντα, παίρνει υψηλής τεχνολογίαςκαι την εκπληκτική ταχύτητα εφαρμογής τους.

DIESEL "PSA-FORD"

Στο εγγύς μέλλον θα ξεκινήσει η παραγωγή δύο νέων κινητήρων, που αναπτύχθηκαν από κοινού από την ανησυχία Peugeot-Citroen και τη Ford (ο μηχανικός της Ford Phil Lake τους παρουσιάζει στους δημοσιογράφους). Οι κινητήρες ντίζελ 2,2 λίτρων προορίζονται για επαγγελματικά και επιβατικά αυτοκίνητα. Το σύστημα Common Rail λειτουργεί πλέον σε πίεση 1800 atm. Το καύσιμο εγχέεται στον θάλαμο καύσης μέσω επτά ανοιγμάτων 135 micron σε πιεζοηλεκτρικά μπεκ (προηγουμένως υπήρχαν πέντε). Είναι πλέον δυνατός ο ψεκασμός καυσίμου έως και έξι φορές ανά περιστροφή στροφαλοφόρου άξονα. Το αποτέλεσμα είναι καθαρότερη εξάτμιση, οικονομία καυσίμου και μειωμένοι κραδασμοί.

Χρησιμοποιήθηκαν δύο συμπαγείς στροβιλοσυμπιεστές χαμηλής αδράνειας. Το πρώτο είναι υπεύθυνο αποκλειστικά για το «κάτω άκρο», το δεύτερο ενεργοποιείται μετά τις 2700 rpm, παρέχοντας ομαλή καμπύλη ροπής που φτάνει τα 400 N.m στις 1750 rpm και ισχύ 125 hp. στις 4000 σ.α.λ. Το βάρος του κινητήρα έχει μειωθεί κατά 12 κιλά σε σύγκριση με την προηγούμενη γενιά χάρη στη νέα αρχιτεκτονική μπλοκ κυλίνδρων.

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, διαθέτει συστήματα ψύξης υγρών και άμεσου ψεκασμού 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. Οι μηχανικοί τοποθέτησαν έναν στροβιλοσυμπιεστή και πολλαπλές εξάτμισης στην καμπίνα των κυλίνδρων. 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. Αυτός ο κινητήρας εκκίνησης ήταν ένας μονοκύλινδρος, υδρόψυκτος κινητήρας τύπου καρμπυρατέρ που απέδιδε 13,5 ίππους. 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 διευκολυνθεί η εκκίνηση το χειμώνα (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
Μέγεθος κινητήρα
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
Μέγεθος κινητήρα
Εξουσία
Αναλογία συμπίεσης
Βάρος κινητήρα
Μέση κατανάλωση

Κινητήρας T-150 YaMZ 236

Μια πιο σύγχρονη τροποποίηση είναι 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 έναν πιο παραγωγικό και οικονομικό κινητήρα ντίζελ που 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
Μέγεθος κινητήρα
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
Μέγεθος κινητήρα
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.

Ο κινητήρας SMD είναι ένας κινητήρας ντίζελ, πολύ γνωστός στους εργαζόμενους σε σταθμούς μηχανών και τρακτέρ (MTS), οι οποίοι ήταν ευρέως διαδεδομένοι κατά την ύπαρξη της ΕΣΣΔ. Η παραγωγή αυτών των κινητήρων ξεκίνησε το 1958 στο εργοστάσιο του Kharkov "Sickle and Hammer" (1881). Σειριακή παραγωγή της οικογένειας Κινητήρες SMD, που προοριζόταν για τη συγκέντρωση διαφόρων τύπων γεωργικών μηχανημάτων (τρακτέρ, κομπίνες κ.λπ.) διακόπηκε λόγω παύσης των δραστηριοτήτων της επιχείρησης (2003).

Η γραμμή αυτών των μονάδων ισχύος περιλαμβάνει:

• 4κύλινδροι κινητήρες με κυλίνδρους σε σειρά.
• σε σειρά 6κύλινδρος?
• Μονάδες 6 κυλίνδρων σε σχήμα V.

Επιπλέον, κάθε κινητήρας SMD έχει πολύ υψηλή αξιοπιστία. Είναι ενσωματωμένο σε πρωτότυπες σχεδιαστικές λύσεις, οι οποίες, ακόμη και με τα σύγχρονα πρότυπα, παρέχουν επαρκές περιθώριο λειτουργικής ασφάλειας για αυτούς τους κινητήρες.

Επί του παρόντος, οι μονάδες ισχύος τύπου SMD παράγονται στο εργοστάσιο αυτοκινήτων του Belgorod (BMZ).

Προδιαγραφές

ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΙ	ΕΝΝΟΙΑ
Δούλος. όγκος κυλίνδρου, l	9.15
Ισχύς, λ. Με.	160
Ταχύτητα περιστροφής στροφαλοφόρου, σ.α.λ. ονομαστική/ελάχιστη (ρελαντί)/μέγιστο (ρελαντί)	2000/800/2180
Αριθμός κυλίνδρων	6
Διάταξη κυλίνδρων	Σε σχήμα V, γωνία κάμπερ 90°
Διάμετρος κυλίνδρου, mm	130
Διαδρομή εμβόλου, mm	115
Αναλογία συμπίεσης	15
Σειρά λειτουργίας κυλίνδρου	1-4-2-5-3-6
Σύστημα ισχύος	Άμεση έγχυση καυσίμου
Τύπος/μάρκα καυσίμου	Καύσιμο ντίζελ "L", "DL", "Z", "DZ", κ.λπ., ανάλογα με τη θερμοκρασία περιβάλλοντος
Κατανάλωση καυσίμου, g/l. Με. ώρα (ονομαστική/ισχύς λειτουργίας)	175/182
Τύπος υπερσυμπιεστή	TKR-11N-1
Σύστημα εκκίνησης	Εκκίνηση κινητήρα P-350 με απομακρυσμένη εκκίνηση + ηλεκτρική μίζα ST142B
Καύσιμο εκκίνησης	Μίγμα βενζίνης A-72 και λαδιού κινητήρα σε αναλογία 20:1
Σύστημα λίπανσης	Συνδυασμένο (πίεση + ψεκασμός)
Τύπος λαδιού κινητήρα	M-10G, M-10V, M-112V
Ποσότητα λαδιού κινητήρα, l	18
Σύστημα ψύξης	Νερό, κλειστού τύπου, με εξαναγκασμένο αερισμό
Κινητήριος πόρος, ώρα	10000
Βάρος, kg	950...1100

Η μονάδα ισχύος εγκαταστάθηκε σε τρακτέρ T-150, T-153, T-157.

Περιγραφή

Diesel 6κύλινδρος κινητήρες VΤα SMD αντιπροσωπεύονται από έναν αριθμό μοντέλων SMD-60...SMD-65 και πιο ισχυρά SMD-72 και SMD-73. Όλοι αυτοί οι κινητήρες έχουν διαδρομή εμβόλου μικρότερη από τη διάμετρο του κυλίνδρου (έκδοση βραχείας διαδρομής).

Ταυτόχρονα, στους κινητήρες:

• Το SMD-60…65 χρησιμοποιεί υπερσυμπίεση.
• Ο αέρας φόρτισης SMD-72…73 ψύχεται επιπλέον.

Τα χωρίσματα μεταξύ παρακείμενων κυλίνδρων, μαζί με τα ακραία τοιχώματα του στροφαλοθαλάμου, δίνουν στη δομή την απαραίτητη ακαμψία. Κάθε μπλοκ κυλίνδρων έχει ειδικές κυλινδρικές οπές στις οποίες τοποθετούνται επενδύσεις κυλίνδρων από χυτοσίδηρο τιτανίου-χαλκού.

Η διάταξη όλων των εξαρτημάτων του κινητήρα λαμβάνει υπόψη όλα τα πλεονεκτήματα που παρέχει η διάταξη κυλίνδρων σε σχήμα V. Η τοποθέτηση των κυλίνδρων υπό γωνία 90° κατέστησε δυνατή την τοποθέτηση του στροβιλοσυμπιεστή και των πολλαπλών εξαγωγής στην καμπίνα μεταξύ τους. Επιπλέον, μετατοπίζοντας τις σειρές κυλίνδρων κατά 36 mm μεταξύ τους, ήταν δυνατή η εγκατάσταση δύο ράβδων σύνδεσης αντίθετων κυλίνδρων σε έναν στροφαλοφόρο πείρο του στροφαλοφόρου άξονα.

Η διάταξη των εξαρτημάτων του μηχανισμού διανομής αερίου διαφέρει από τη γενικά αποδεκτή. Ο εκκεντροφόρος του είναι κοινός με δύο σειρές κυλίνδρων και βρίσκεται στο κέντρο του στροφαλοθαλάμου. Στην πλευρά του σφονδύλου, στο άκρο του υπάρχει ένα μπλοκ γραναζιών, το οποίο περιλαμβάνει γρανάζια για την κίνηση του μηχανισμού διανομής αερίου και της αντλίας καυσίμου.

Κατά τη λειτουργία, ο κινητήρας παρέχει τραχύ και λεπτό καθάρισμακαύσιμο ντίζελ. Το λάδι κινητήρα καθαρίζεται με φυγόκεντρο πλήρους ροής.

Η μονάδα ισχύος ψύχεται με νερό. Το χειμώνα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί αντιψυκτικό. Η κυκλοφορία του υγρού σε ένα κλειστό σύστημα ψύξης πραγματοποιείται χάρη σε μια φυγοκεντρική αντλία νερού. Στη διαδικασία ψύξης συμμετέχουν επίσης ένα σωληνοειδές ψυγείο έξι σειρών και ένας ηλεκτρικός ανεμιστήρας έξι λεπίδων.

Το σύστημα ψύξης κινητήρα SMD 60 παρέχει επίσης θερμοσίφωνη κυκλοφορία του ψυκτικού μέσα στο χιτώνιο νερού του κινητήρα εκκίνησης. Ωστόσο, είναι σε θέση να παρέχει ψύξη του τελευταίου μόνο για μικρό χρονικό διάστημα. Για να αποφύγετε την υπερθέρμανση, ενεργοποιήστε τον κινητήρα εκκίνησης για ταχύτητα ρελαντίδεν πρέπει να υπερβαίνει τα 3 λεπτά.

Συντήρηση

Η συντήρηση του κινητήρα SMD 60 συνίσταται στη συνεχή παρακολούθηση της διαδικασίας λειτουργίας του και στην τακτική συντήρηση που καθορίζεται στις οδηγίες λειτουργίας του. Μόνο εάν πληρούνται αυτές οι προϋποθέσεις, ο κατασκευαστής εγγυάται:

• μακροχρόνια και απρόσκοπτη λειτουργία της μονάδας ισχύος.
• διατήρηση των χαρακτηριστικών ισχύος καθ' όλη τη διάρκεια ζωής·
• υψηλή απόδοση.

Οι τύποι συντήρησης (MOT) καθορίζονται από το χρόνο εφαρμογής τους ανάλογα με τον αριθμό των ωρών λειτουργίας του κινητήρα:

1. Καθημερινή συντήρηση – κάθε 8…10 ώρες κινητήρα.
2. TO-1 – μετά από 60 ώρες.
3. TO-2 – κάθε 240 mph.
4. TO-3 – 960 mph.
5. Εποχιακή συντήρηση - πριν από τη μετάβαση στην περίοδο λειτουργίας άνοιξη-καλοκαίρι και φθινόπωρο-χειμώνα.

Ο κατάλογος των εργασιών που πρέπει να εκτελεστούν για κάθε τύπο συντήρησης δίνεται στις οδηγίες λειτουργίας του κινητήρα. Σε αυτή την περίπτωση, οι εργασίες που απαιτούν αποσυναρμολόγηση της μονάδας ισχύος πρέπει να εκτελούνται μόνο σε κλειστούς χώρους.

Δυσλειτουργίες

Οι βλάβες των κινητήρων SMD 60 είναι σπάνιες και προκύπτουν, κατά κανόνα, λόγω παραβίασης των κανόνων τεχνικής λειτουργίας τους.

ΣΦΑΛΜΑ	ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗΣ
Η απελευθέρωση λαδιού στροφαλοθαλάμου μέσω του σωλήνα εξάτμισης.	1. Μακροχρόνια λειτουργία του κινητήρα σε χαμηλές ή/και στροφές στο ρελαντί.
	2. Οπτανθρακοποίηση δακτυλίων στεγανοποίησης από χυτοσίδηρο στον άξονα του ρότορα του στροβιλοσυμπιεστή.
	3. Μεγάλο κενόμεταξύ του άξονα του ρότορα και του ρουλεμάν του στροβιλοσυμπιεστή.
Απελευθέρωση λαδιού κινητήρα μέσω του περιβλήματος του σφονδύλου.	1. Η αυτοσφιγκωτή τσιμούχα λαδιού έχει καταστραφεί.
	2. Ο δακτύλιος O του κιβωτίου ταχυτήτων έχει κοπεί.
Δεν υπάρχει παροχή λαδιού στον μηχανισμό της βαλβίδας.	1. Ο δακτύλιος εκκεντροφόρου περιστρέφεται.
	2. Φραγμένες διόδους λαδιού της κυλινδροκεφαλής.
	3. Χαλάρωση του γραναζιού εκκεντροφόρου.
Εξωτερικά χτυπήματα στον κινητήρα:
1. Ένα δυνατό, απότομο χτύπημα.	Το ακροφύσιο είναι σπασμένο.
2. Εκρηκτικό χτύπημα.	Η γωνία έγχυσης είναι λανθασμένη.
3. Ασαφής ήχος χτυπήματος.	Σπασμένος οδηγός βαλβίδας. κόλλημα του ωστήρα. Τα ρουλεμάν μπιέλας λιώθηκαν. το κάτω κάλυμμα της μπιέλας έχει χαλαρώσει. Οι επενδύσεις του στροφαλοφόρου άξονα έχουν λιώσει.

Κούρδισμα

Οι κινητήρες που χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία γεωργικών μηχανημάτων και μηχανισμών δεν υπόκεινται σε ρύθμιση. Σχεδιασμένα για συγκεκριμένες συνθήκες λειτουργίας, είναι, κατά κανόνα, τέλεια ισορροπημένα και η παρέμβαση στο σχεδιασμό τους δεν οδηγεί σε θετικά αποτελέσματα.

Οι οικογένειες τέτοιων κινητήρων παρουσιάζονται από τους κατασκευαστές με τη μορφή ευρειών γραμμών με διαφορετικά επίπεδα ισχύος. Ταυτόχρονα, εγκαθίστανται σε ορισμένους τύπους ειδικού εξοπλισμού, από τον οποίο οι καταναλωτές επιλέγουν εκείνους που ανταποκρίνονται περισσότερο στις απαιτήσεις τους.

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. Συγκεκριμένα, η τροποποίηση του συστήματος εισαγωγής ενός turbo κινητήρα «σύμφωνα με τη μέθοδο Plotnikov» μπορεί να εξαλείψει την υπερθέρμανση, να μειώσει τον θόρυβο και την ποσότητα των επιβλαβών εκπομπών. Και ο εκσυγχρονισμός του συστήματος εξάτμισης ενός υπερτροφοδοτούμενου κινητήρα εσωτερικής καύσης αυξάνει την απόδοση κατά 2% και μειώνει την ειδική κατανάλωση καυσίμου κατά 1,5%. 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 (που συμβολίζεται ως αx) και το 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 κινητήρων είναι σοβαρό, καθώς οι αγωγοί αερίου-αέρα περιλαμβάνονται στη λίστα με τα πιο θερμικά φορτισμένα στοιχεία των σύγχρονων κινητήρων εσωτερικής καύσης και το έργο της μείωσης της μεταφοράς θερμότητας στους αγωγούς εισαγωγής και εξαγωγής είναι ιδιαίτερα οξύ 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.

Αναπτύχθηκε και δημιουργήθηκε ένα αυτοματοποιημένο σύστημα συλλογής και επεξεργασίας πειραματικών δεδομένων - οι τιμές του ρυθμού 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 του στροφαλοφόρου άξονα φ 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 - ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου κινητήρα. 6 - ηλεκτροπνευματική βαλβίδα].

Συνολικά, αποδεικνύεται ότι για τη μείωση της θερμικής καταπόνησης είναι απαραίτητα τα ακόλουθα: οδός πρόσληψηςείναι απαραίτητο να μειωθούν οι αναταράξεις και οι παλμοί του αέρα και στην έξοδο να δημιουργηθεί 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 αναπνεύσουν, με την κυριολεκτική έννοια της λέξης, νέα ζωή σε ολόκληρη τη βιομηχανία κατασκευής μηχανών.

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 παραπάνω, σε έναν υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα λειτουργεί επίσης σε 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 ένα παραδοσιακή εξάτμιση - με εξαίρεση την περίοδο κλεισίματος της βαλβίδας εισαγωγής, εδώ η ένταση μεταφοράς θερμότητας είναι αντίθετα, ελαφρώς υψηλότερη. 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. Εξάρτηση του τοπικού (lх = 140 mm) συντελεστή μεταφοράς θερμότητας αх από τη γωνία περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα φ στο σύστημα εξάτμισης σε υπερβολική πίεση καυσαερίων pb = 0,2 MPa και ταχύτητα περιστροφής 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, τα έργα χρησιμοποιήθηκαν επίσης « μικρότερος αδερφός» 8κύλινδρος κινητήρας diesel, 6DM-21LM, επίσης σε σχήμα V, αλλά με έξι κυλίνδρους.

Ρύζι. 8. Εγκατάσταση ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας για την απελευθέρωση μέρους του αέρα σε 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 αέρας εξαγωγής 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 άποψηεκσυγχρονισμένο 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 wх 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 ισοπεδώστε και «ηρεμήστε» 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 εντός των τειχών του UrFU σε ένα μεγάλο σταθερό turbodiesel (κινητήρες αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται επίσης σε ντίζελ ατμομηχανές και πλοία), αλλά οι αρχές που είναι ενσωματωμένες στο σχέδιο θα μπορούσαν να ριζώσουν και σε μικρότερους κινητήρες - φανταστείτε, για παράδειγμα, που λαμβάνουν GAZ Gazelle, UAZ Patriot ή LADA Vesta νέος turbo κινητήρας, και μάλιστα με καλύτερα χαρακτηριστικά από τα αντίστοιχα του εξωτερικού... Είναι δυνατόν να ξεκινήσει μια νέα τάση στην κατασκευή μηχανών στη Ρωσία;

Οι επιστήμονες από το 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 ένθετου με τετράγωνη ή τριγωνική διατομή) και διαμήκη. 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 χρόνο δικαστικά έξοδα. 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 περαιτέρω έρευνα, την απόκτηση νέων επιστημονικών αποτελεσμάτων και την ανάπτυξη πρωτότυπων σχεδίων συστημάτων αερίου-αέρα για κινητήρες εσωτερικής καύσης με έμβολα. 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. Yeltsin» (Ομοσπονδιακό Πανεπιστήμιο Ουραλίων)

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;