La US Navy prevede in futuro di aggiornare i sistemi di propulsione a turbina a gas attualmente installati sui suoi aerei e navi, sostituendo i motori a ciclo Brayton convenzionali con motori a detonazione rotativa. Ciò dovrebbe consentire di risparmiare carburante per un importo di circa 400 milioni di dollari all'anno. Tuttavia, l'uso seriale delle nuove tecnologie è possibile, secondo gli esperti, non prima di un decennio.

Lo sviluppo di motori rotativi o rotanti in America è effettuato dal Laboratorio di ricerca della Marina degli Stati Uniti. Secondo le prime stime, i nuovi motori avranno più potenza e saranno anche circa un quarto più efficienti rispetto ai motori convenzionali. Allo stesso tempo, i principi di base del funzionamento della centrale rimarranno gli stessi: i gas del combustibile bruciato fluiranno nella turbina a gas, ruotando le sue pale. Anche in un futuro relativamente lontano, quando l'intera flotta statunitense sarà alimentata dall'elettricità, secondo il laboratorio della US Navy, le turbine a gas, in una certa misura modificate, saranno ancora responsabili della generazione di energia.

Ricordiamo che l'invenzione del motore a getto d'aria pulsante cade alla fine del XIX secolo. L'autore dell'invenzione fu l'ingegnere svedese Martin Wiberg. Nuove centrali elettriche si diffusero durante la seconda guerra mondiale, sebbene fossero significativamente inferiori nelle loro caratteristiche tecniche ai motori aeronautici esistenti in quel momento.

Va notato che al momento la flotta statunitense dispone di 129 navi, che utilizzano 430 motori a turbina a gas. Ogni anno, il costo per fornire loro carburante è di circa 2 miliardi di dollari. In futuro, quando i motori moderni verranno sostituiti da nuovi, cambierà anche il volume dei costi del carburante.

I motori a combustione interna attualmente in uso funzionano con il ciclo Brayton. Se definiamo l'essenza di questo concetto in poche parole, tutto si riduce alla miscelazione sequenziale dell'ossidante e del carburante, ulteriore compressione della miscela risultante, quindi incendio doloso e combustione con l'espansione dei prodotti della combustione. Questa espansione serve appunto per mettere in moto, muovere i pistoni, far ruotare la turbina, cioè compiere azioni meccaniche, fornendo una pressione costante. Il processo di combustione della miscela di carburante si muove a velocità subsonica - questo processo è chiamato daflagrazione.

Per quanto riguarda i nuovi motori, gli scienziati intendono utilizzare in essi la combustione esplosiva, cioè la detonazione, in cui la combustione avviene a velocità supersoniche. E sebbene attualmente il fenomeno della detonazione non sia stato ancora completamente studiato, è noto che con questo tipo di combustione si verifica un'onda d'urto che, propagandosi attraverso una miscela di carburante e aria, provoca una reazione chimica, la cui conseguenza è il rilascio di una quantità piuttosto grande di energia termica. Quando l'onda d'urto passa attraverso la miscela, si riscalda, il che porta alla detonazione.

Nello sviluppo di un nuovo motore, si prevede di utilizzare alcuni sviluppi ottenuti nel processo di sviluppo di un motore pulsante di detonazione. Il suo principio di funzionamento è che una miscela di carburante precompresso viene immessa nella camera di combustione, dove viene accesa e fatta esplodere. I prodotti della combustione si espandono nell'ugello, compiendo azioni meccaniche. Quindi l'intero ciclo si ripete dall'inizio. Ma lo svantaggio dei motori pulsanti è che la frequenza dei cicli è troppo bassa. Inoltre, il design di questi stessi motori diventa più complesso con l'aumentare del numero di pulsazioni. Ciò è dovuto alla necessità di sincronizzare il funzionamento delle valvole responsabili dell'alimentazione della miscela di carburante, nonché direttamente ai cicli di detonazione stessi. Anche i motori pulsanti sono molto rumorosi, richiedono una grande quantità di carburante per funzionare e il lavoro è possibile solo con un'iniezione di carburante dosata costante.

Se confrontiamo i motori rotanti a detonazione con quelli pulsanti, il principio del loro funzionamento è leggermente diverso. Quindi, in particolare, i nuovi motori prevedono una detonazione costante e non smorzata del carburante nella camera di combustione. Questo fenomeno è chiamato rotazione o detonazione rotante. Fu descritto per la prima volta nel 1956 dallo scienziato sovietico Bogdan Voitsekhovsky. E questo fenomeno è stato scoperto molto prima, nel 1926. I pionieri furono gli inglesi, che notarono che in certi sistemi c'era una "testa" luminosa luminosa che si muoveva a spirale, invece di un'onda di detonazione che aveva una forma piatta.

Voitsekhovsky, utilizzando un registratore fotografico, da lui stesso progettato, ha fotografato il fronte dell'onda che si muoveva nella camera di combustione anulare nella miscela di carburante. La detonazione di rotazione differisce dalla detonazione piana in quanto in essa si forma una singola onda d'urto trasversale, quindi segue un gas riscaldato, che non ha reagito, e già dietro questo strato c'è una zona di reazione chimica. Ed è proprio un'onda del genere che impedisce la combustione della camera stessa, che Marlen Topchyan ha definito "una ciambella appiattita".

Va notato che i motori di detonazione sono già stati utilizzati in passato. In particolare, stiamo parlando di un motore a getto d'aria pulsante, utilizzato dai tedeschi alla fine della seconda guerra mondiale sui missili da crociera V-1. La sua produzione era abbastanza semplice, l'uso è abbastanza facile, ma allo stesso tempo questo motore non era molto affidabile per risolvere compiti importanti.

Inoltre, nel 2008, è decollato il Rutang Long-EZ, un velivolo sperimentale dotato di un motore di detonazione a impulsi. Il volo è durato solo dieci secondi a un'altitudine di trenta metri. Durante questo periodo, la centrale ha sviluppato una spinta di circa 890 newton.

Un modello sperimentale del motore, presentato dal laboratorio americano della US Navy, è una camera di combustione a forma di cono anulare avente un diametro di 14 centimetri dal lato del carburante e 16 centimetri dal lato dell'ugello. La distanza tra le pareti della camera è di 1 centimetro, mentre il "tubo" ha una lunghezza di 17,7 centimetri.

Come miscela di carburante viene utilizzata una miscela di aria e idrogeno, che viene immessa nella camera di combustione a una pressione di 10 atmosfere. La temperatura della miscela è di 27,9 gradi. Si noti che questa miscela è riconosciuta come la più conveniente per studiare il fenomeno della detonazione dello spin. Ma, secondo gli scienziati, sarà del tutto possibile utilizzare una miscela di carburante nei nuovi motori, costituita non solo da idrogeno, ma anche da altri componenti combustibili e aria.

Studi sperimentali su un motore rotativo hanno dimostrato la sua maggiore efficienza e potenza rispetto ai motori a combustione interna. Un altro vantaggio è il notevole risparmio di carburante. Allo stesso tempo, durante l'esperimento, è stato riscontrato che la combustione della miscela di carburante in un motore rotativo "di prova" non è uniforme, quindi è necessario ottimizzare il design del motore.

I prodotti della combustione, che si espandono nell'ugello, possono essere raccolti in un unico getto di gas mediante un cono (questo è il cosiddetto effetto Coanda), e quindi questo getto viene inviato alla turbina. Sotto l'influenza di questi gas, la turbina ruoterà. Pertanto, parte del lavoro della turbina può essere utilizzata per azionare le navi e in parte per generare energia, necessaria per le apparecchiature navali e vari sistemi.

I motori stessi possono essere prodotti senza parti mobili, il che semplificherà notevolmente il loro design, che a sua volta ridurrà il costo dell'intera centrale elettrica. Ma questo è solo in prospettiva. Prima di lanciare nuovi motori nella produzione di massa, è necessario risolvere molti compiti difficili, uno dei quali è la selezione di materiali durevoli e resistenti al calore.

Si noti che al momento i motori a detonazione rotante sono considerati uno dei motori più promettenti. Sono anche in fase di sviluppo da scienziati dell'Università del Texas ad Arlington. La centrale elettrica che hanno creato è stata chiamata "motore a detonazione continua". Nella stessa università sono in corso ricerche sulla selezione di vari diametri di camere anulari e varie miscele di combustibili, che includono idrogeno e aria o ossigeno in varie proporzioni.

Anche la Russia si sta sviluppando in questa direzione. Quindi, nel 2011, secondo l'amministratore delegato dell'associazione di ricerca e produzione Saturn I. Fedorov, gli scienziati del Centro scientifico e tecnico Lyulka stanno sviluppando un motore a getto d'aria pulsante. Il lavoro viene svolto parallelamente allo sviluppo di un motore promettente, denominato "Prodotto 129" per il T-50. Inoltre, Fedorov ha anche affermato che l'associazione sta conducendo ricerche sulla creazione di velivoli avanzati della fase successiva, che dovrebbero essere senza pilota.

Allo stesso tempo, il capo non ha specificato di che tipo di motore pulsante stesse parlando. Al momento, sono noti tre tipi di tali motori: senza valvole, valvole e detonazione. Generalmente accettato, invece, è il fatto che i motori pulsanti sono i più semplici ed economici da produrre.

Ad oggi, diverse importanti aziende della difesa stanno conducendo ricerche sulla creazione di motori a reazione pulsanti ad alte prestazioni. Tra queste aziende ci sono le americane Pratt & Whitney e General Electric e la francese SNECMA.

Pertanto, possiamo trarre alcune conclusioni: la creazione di un nuovo motore promettente presenta alcune difficoltà. Il problema principale al momento risiede nella teoria: cosa succede esattamente quando un'onda di detonazione d'urto si muove in un cerchio è noto solo in termini generali, e questo complica notevolmente il processo di ottimizzazione degli sviluppi. Pertanto, la nuova tecnologia, sebbene sia molto attraente, è difficilmente realizzabile su scala di produzione industriale.

Tuttavia, se i ricercatori riusciranno ad affrontare questioni teoriche, sarà possibile parlare di una vera svolta. Dopotutto, le turbine vengono utilizzate non solo nei trasporti, ma anche nel settore energetico, in cui un aumento dell'efficienza può avere un effetto ancora più forte.

Materiali usati:
http://science.compulenta.ru/719064/
http://lenta.ru/articles/2012/11/08/detonation/

JSC "Falce e martello" una delle più grandi imprese di costruzione di macchine nella città di Kharkov e in Ucraina. Da 50 anni la nostra azienda produce motori per macchine agricole, una parte significativa dei quali opera con successo all'estero.

Leggendarie mietitrebbie semoventi SK-3, SK-4,SK-5, "Niva" E " " , trattori altamente produttivi T-74, DT-75N, TDT-55, KhTZ-120- questi sono solo alcuni esempi di veicoli agricoli equipaggiati con motori diesel del marchio SMD. Nel primo URSS 100 mietitrici per cereali e foraggi, così come la maggior parte dei trattori, sono stati equipaggiati con i nostri motori diesel.

Alla fine anni 80 anni, l'impianto è stato ricostruito e ha avuto l'opportunità di produrne uno completamente nuovo per Ucraina e paesi CSI Motore a 6 cilindri in linea con una capacità di 220-280 CV Anche il motore a 4 cilindri è stato modernizzato. La sua potenza è aumentata a 160-170 CV, mentre il livello tecnico del design di ciascuna unità è aumentato, l'unificazione di parti e assiemi è stata preservata al massimo.

Oggi JSC "Falce e martello" produce circa un centinaio di diverse modifiche di motori a 4 e 6 cilindri in linea con potenza da 60 a 280 CV. per macchine agricole e altre macchine.

Di recente, i motori sono stati installati sui nuovi modelli di trattori dello stabilimento di trattori di Kharkov - HTZ-120, HTZ-180, , T-156A e altri, e sono stati utilizzati anche su mietitrebbie prodotte in Ucraina "Slavutich" e trince semoventi "Olimpo" E "Polesia-250"(Ternopil).

Parallelamente alla produzione di motori, JSC "Falce e martello" esegue lo smontaggio e la vendita di trattori DT-75N e. Abbiamo la possibilità di aggiornare i trattori T-150(bruco), sostituzione del motore con un diesel in linea SMD-19T.02/20TA.06 allo stesso tempo, la potenza del trattore non cambia e le caratteristiche economiche e operative sono migliorate.

I motori diesel, ad eccezione di trattori e mietitrebbie, oggi possono essere installati su motolivellatrici, finitrici, rulli, gru, bulldozer, gru e carrelli ferroviari, ecc.

Lo stabilimento ha la capacità di fornire pezzi di ricambio per motori fabbricati presso la nostra azienda su ordinazione delle imprese, eseguire riparazioni importanti, installare componenti e parti nuovi e modernizzare.

Catalogo JSC "LEGAS" Mosca 1998

Tipo diesel SMD- motori agricoli di massa, sono equipaggiati con tutte le mietitrebbie domestiche e oltre il 60% dei trattori. I diesel di questo marchio sono installati anche su raccoglitrici di foraggio e mais, escavatori, gru e altri veicoli mobili. A questo proposito, le informazioni sull'uso, la manutenzione e la riparazione, le informazioni sui progetti dei motori diesel, i loro produttori sono estremamente significative.

Nel 1957. Responsabile dell'ufficio di progettazione specializzato per i motori (GSKBD)è stato progettato e realizzato per la produzione nello stabilimento di Kharkov "Falce e martello" diesel ad alta velocità leggero SMD-7 48 kW (65 CV) per una mietitrebbia SK-3, che fu l'inizio del processo di dieselizzazione nel settore delle mietitrebbie. In futuro, i motori diesel per trattori e mietitrebbie sono stati sviluppati e introdotti costantemente nella produzione di massa. SMD-12, -14, -14A, -15K, -15KF potenza da 55 (75) a 66 kW (90 CV) Un aumento della potenza dei motori diesel sviluppati è stato fornito da un aumento del volume di lavoro dei cilindri o da un aumento della velocità dell'albero motore. Tutti questi tipi di motori diesel avevano una presa d'aria libera nei cilindri.

Ulteriori studi teorici e sperimentali sulla forzatura dei motori diesel di trattori e mietitrebbie, migliorandone l'efficienza nei consumi, sono stati svolti in GSKBD, è stata determinata una direzione razionale: l'uso della pressurizzazione dell'aria con turbina a gas nei cilindri. Insieme al lavoro sulla scelta del sistema di pressurizzazione ottimale della turbina a gas in GSKBD sono state effettuate ricerche volte a migliorare l'affidabilità delle parti principali dei motori diesel.

I primi motori diesel domestici per uso agricolo con sovralimentazione a turbina a gas erano motori diesel combinati SMD-17K, -18K 77 kW (105 CV) lanciati in fabbrica "Falce e martello" nel 1968 1969

L'uso della sovralimentazione della turbina a gas come mezzo per elevare il livello tecnico dei motori diesel è stato riconosciuto come una direzione progressiva, quindi, in futuro, creato in GSKBD i motori diesel avevano forzato l'aria nei cilindri come elemento strutturale.

I diesel di seconda generazione includono diesel a 4 cilindri in linea e il diesel V-6. Nella progettazione, per la prima volta nell'ingegneria agricola, è stata applicata una tale soluzione in cui la corsa del pistone è inferiore al suo diametro. La produzione di motori diesel del tipo è stata avviata presso lo stabilimento di Kharkov Tractor Engine ( KhZTD) dal 1972.

La fase successiva nello sviluppo della potenza e nel miglioramento dell'efficienza del carburante dei motori diesel per mietitrebbie e trattori è stata lo sviluppo del raffreddamento dell'aria di sovralimentazione fornita ai cilindri. Ricerca svolta in GSKBD, il Kharkov Institute of Transport Engineers e il Kharkov Polytechnic Institute, hanno mostrato l'inefficienza dell'ulteriore sviluppo della forzatura dei motori diesel con alimentazione d'aria forzata a causa di un significativo aumento della sua temperatura. Nella progettazione è stato applicato il raffreddamento dell'aria fornita ai cilindri, a seguito della quale è stata aumentata la densità e la carica d'aria del cilindro è stata aumentata senza un aumento significativo dello stress termico.

I primi motori diesel intercooler (diesel di terza generazione) sono stati battuti da altri, paragonabili in termini di prestazioni ai promettenti motori diesel stranieri di questa classe.

Edizione 2007: uomo d'affari di Zelenograd

LA MODERNIZZAZIONE DELLE ATTREZZATURE DI CONVERSIONE È UN'ATTIVITÀ REDDITIZIA NELLE MANI DEI PROFESSIONISTI

Nel 1999, la società Batmaster è stata fondata a Zelenograd, che opera con successo fino ad oggi. Le principali aree di attività sono la revisione e la vendita di veicoli stradali, movimento terra, fuoristrada, la fornitura di motori diesel dopo revisione e ammodernamento, la progettazione e la produzione di pistoni per motori a benzina e motori diesel mediante stampaggio isotermico e liquido, la fornitura di pezzi di ricambio, la consulenza su attrezzature ingegneristiche e altro ancora.

Stiamo parlando oggi con la direzione dell'azienda - il direttore Oleg Anatolyevich Sinyukov e il capo del progetto di modernizzazione del diesel, il candidato alle scienze tecniche Sergey Valentinovich Koroteev.

Oleg Anatolievich. Ho appena esaminato i vostri listini prezzi, dove, per così dire, viene presentata l'intera gamma di modelli: macchine stradali, da scavo, movimento terra e perforatrici, escavatori e trasportatori pesanti a cingoli. L'impressione è che questa sia una tecnica che abbiamo visto nelle fotografie nei film degli anni '60-'70. Questo è vero?

OS Sì, questa tecnica è stata effettivamente progettata in questi anni, ma la maggior parte di essa, offerta dalla nostra azienda, ha un riempimento moderno. Si tratta di apparecchiature ingegneristiche prodotte in Unione Sovietica e, in generale, l'allora dirigenza dei dipartimenti competenti non ha affrontato i problemi della sua modernizzazione, in considerazione del fatto che la vecchia apparecchiatura è stata sostituita da una nuova uno. Quando l'Unione Sovietica cadde nell'oblio, sul mercato apparvero molte apparecchiature di conversione, compreso il suo utilizzo nell'economia nazionale. Poche persone erano impegnate nella modernizzazione di questa attrezzatura e siamo entrati in questa nicchia.

-Ci parli un po' del background dell'azienda?

OS.Per la prima volta dopo la creazione di Batmaster a Zelenograd, la questione dell'ampliamento del portafoglio ordini era al primo posto. Il fatto che a quel punto avessimo accumulato esperienza nella riparazione e manutenzione di questa attrezzatura, avessimo i nostri specialisti, qui non significava assolutamente nulla. Tutto ciò che è nuovo è accolto con cautela. Era necessario trovare clienti per i quali sarebbero stati richiesti i nostri servizi per l'ammodernamento delle attrezzature. Ho dovuto fare un bel po' di lavoro.

- Da dove viene il nome "Batmaster"?

OS.BAT è l'abbreviazione di un grande trattore d'artiglieria.

-Qual è la modernizzazione delle vecchie apparecchiature di conversione?

OS Il cuore dell'auto è il motore. Molto dipende dal motore, ci sono molti indicatori che ti permettono di determinare in che condizioni si trova il motore. Inoltre, in epoca sovietica, parametri come l'efficienza non venivano discussi. C'era molto carburante, anche un'ampia varietà di oli. L'attrezzatura doveva andare sul campo, resistere alla battaglia e poche persone erano interessate a cosa sarebbe successo dopo.

Ma quando questa tecnica è entrata nell'economia nazionale, le sono stati affidati compiti leggermente diversi: sono emerse questioni di economia, ecologia. Quasi tutte queste macchine erano motori a 12 cilindri. E se prima un autista, partendo per un compito su un oggetto, ad esempio per sgombrare la neve, doveva portare con sé un barile di petrolio, che letteralmente volava fuori in un tubo, ora, dopo la modernizzazione, il consumo di petrolio è diminuito di parecchi volte, consumo di carburante del 5-7%.

Ma, per essere impegnati nella modernizzazione dei motori a combustione interna a un livello così elevato, erano necessari specialisti piuttosto altamente qualificati?

OS Certamente . E uno di questi specialisti è seduto accanto a te. Questo è Sergey Valentinovich Koroteev, che posizionerei come il miglior specialista nell'ottimizzazione dei gruppi cilindro e pistone dei motori a combustione interna in Russia. Nessuno lo sa meglio di lui. Lo abbiamo invitato a lavorare nel 2000, poi è stato creato un gruppo di lavoro sotto la sua guida, che ha avuto successo
. I test sono stati eseguiti con successo nel centro di ricerca e sviluppo per i test e la messa a punto presso il banco di prova centrale di Dmitrov.

-Sergey Valentinovich, come hai reagito all'offerta di Batmaster di diventare il capo di questo progetto?

SK Quando ho ricevuto una proposta commerciale di collaborazione da Batmaster, li conoscevo già come un gruppo di specialisti che potevano impostare compiti seri e portarli a un'attuazione concreta.

Prima di allora, io stesso ero impegnato nella progettazione di gruppi motore cilindro-pistone per alcune delle principali fabbriche del paese. Un tempo nello stabilimento di Elion ero a capo di una divisione che produceva moderni pistoni forgiati a liquido per auto ecologiche. Ma quando, per una serie di motivi, questo programma, come si suol dire, non è andato, ho ricevuto un invito da Batmaster PG.

Quindi ho avuto modo di lavorare facilmente.

-Qual è il tuo know-how?

SK Quasi tutti i motori che abbiamo oggi nel nostro paese sono motori a pistoni. Produciamo la parte principale: il pistone secondo la nostra documentazione utilizzando tecnologie moderne.

L'attrezzatura di cui stiamo parlando, basata sul trattore ATT (ICE 12ch-15/18), è stata progettata negli anni '50. All'inizio degli anni '80, fu sostituito da un altro, basato sul trattore MTT, dove fu installato un motore diesel (12ch-15/18) di nuova concezione. Queste macchine si sono rivelate così efficaci che funzionano ancora con successo nell'economia nazionale. Quanto è buona questa tecnica? È facile da mantenere, senza pretese, affidabile. Ma con questi vantaggi, non è assolutamente economico. Abbiamo solo lavorato per rendere queste macchine più economiche.

Se immagini come funziona un pistone, capirai che durante il movimento alternativo, i processi più complessi avvengono all'interno del motore. I tuoi lettori saranno probabilmente interessati a sapere che il pistone all'interno di un motore in funzione si riscalda a più di 300 gradi Celsius, è sotto pressione oltre 100 atmosfere, decine di volte al secondo.

Il metodo di forgiatura liquida o isotermica da noi utilizzato nella produzione di pistoni è uno dei processi tecnologici progressivi che consentono di ottenere grezzi di pistoni fusi densi con un sovrametallo di lavorazione ridotto. La pressione viene qui utilizzata come fattore per influenzare efficacemente la solidificazione ei processi che si verificano durante questa: restringimento, sviluppo di gas, segregazione. Le sollecitazioni di compressione che si verificano sotto l'influenza della pressione riducono la tendenza alla fessurazione e migliorano le proprietà fisiche e meccaniche del pezzo (struttura densa senza cavità, elevata durezza). L'elevato contenuto di silicio nel materiale del pistone garantisce una maggiore resistenza all'usura.

Utilizziamo fasce elastiche di un livello di qualità che supera di gran lunga i requisiti della norma ISO. Precisione dello spessore dell'anello radiale non supera 0,02 mm. ad una velocità di 0,2-0,3 mm. Il calo della forza tangenziale in costretto condizione a una temperatura di 300 ° C non supera il 5% ad un tasso dell'8%. Per eliminare rigature e bruciature e garantire un rapido rodaggio è stato utilizzato il metodo della microlevigatura (sacche d'olio) della superficie di lavoro cromata delle fasce elastiche.

L'utilizzo di queste innovazioni ha permesso di ridurre di oltre 2 volte le lacune nell'interfaccia "canna pistone-cilindro". I giochi ravvicinati e il design ottimizzato del pistone migliorano tutte le prestazioni del motore. L'efficienza della combustione del carburante aumenta, le perdite per attrito meccanico, il consumo di olio e carburante sono notevolmente ridotti, il che aumenta notevolmente l'efficienza di un motore diesel. La tossicità dei gas di scarico e i livelli di rumore sono ridotti e la potenza è aumentata.

OS. In questo caso, la situazione era la seguente. Da uno dei nostri clienti, SNDSR Trust OAO Surgutneftegaz, è stato ricevuto un ordine per un costruttore di binari (utilizzato per liberare le strade dalla neve) per installare un diesel di una marca diversa. Il cliente era estremamente insoddisfatto del lavoro del precedente motore diesel, proprio a causa delle sue scarse risorse e dell'inefficienza durante il funzionamento.

Abbiamo esaminato modelli di motori russi e importati. Si è scoperto che era impossibile installare uno qualsiasi dei nuovi motori diesel senza una seria modifica dell'auto. In generale, abbiamo intrapreso la strada che si è rivelata vincente, ad es. cambiando materiali e design, hanno cambiato in meglio i parametri del motore. Che è ciò che è stato messo in pratica.

A causa di ciò, i parametri del motore sono migliorati, dalla sua efficienza, che è il 7% di risparmio sul carburante e oltre 5 volte il risparmio sull'olio, al miglioramento delle prestazioni ambientali.

Per renderlo più chiaro, spiegherò con un esempio specifico. Se hai prestato attenzione, a volte ci sono macchine del genere che si chiamano "Hurricane". Quando un'auto del genere percorre la strada, è completamente avvolta da una nuvola di fumo, un pennacchio di questo fumo si estende dietro di essa per diversi metri, da cui soffocano conducenti e passeggeri di altre auto che, purtroppo, si trovano nelle vicinanze. Quindi, dopo il processo di modernizzazione, le prestazioni ambientali di una macchina del genere migliorano di diversi ordini di grandezza, questo, ovviamente, non è uno standard europeo, ma i motori diesel praticamente smettono di fumare.

-Ti posizioni come un'azienda che utilizza l'alta tecnologia. Dare un esempio?

SK Utilizziamo una varietà di sviluppi promettenti nelle parti componenti e alcuni degli sviluppi non hanno analoghi in Occidente. I tedeschi vengono da noi, guardano e si meravigliano. Ad esempio, in Russia è stato sviluppato un nuovo processo per la cromatura ad alta velocità delle fasce elastiche, che consente di aumentare la resistenza del cromo, la sua adesione all'anello del pistone e questa è una durata aggiuntiva dei componenti. I nostri partner subappaltatori hanno svolto questo lavoro per noi, secondo la documentazione per le nuove fasce elastiche, sviluppata nel nostro ufficio di progettazione.

-Abbiamo parlato di ammodernamento, ma a giudicare dal listino vi occupate anche di riparazioni importanti?

OS La revisione comprende l'ammodernamento del motore e la riparazione della macchina stessa.

-Dove sta accadendo? Hai una tua base?

OS. Abbiamo un laboratorio a Zelenograd dove vengono eseguiti questi lavori.

-Qual è la fascia di prezzo? Quanto è redditizio per il cliente impegnarsi nella modernizzazione delle attrezzature?

SK La risorsa del gruppo cilindro-pistone di un diesel standard V-401-800 ore. Il "nostro" CPG lavorerà per almeno 8000 moto/ora, vale a dire. 10 volte di più. I camion possono lavorare ancora più a lungo - fino a 15.000 moto/ora. Non esiste tale risorsa sulla vecchia tecnologia. Questa è la prima domanda. La seconda questione è l'economia. Con operazioni controllate a Surgutneftegaz, il consumo di petrolio per i rifiuti, secondo i loro dati, è diminuito di 10 volte. Di conseguenza, le emissioni nocive nell'atmosfera e il costo di funzionamento di queste macchine sono diminuiti.

Per creare un'azienda per un progetto del genere, devi essere sicuro che il lavoro durerà per diversi anni. Quante unità di attrezzature ingegneristiche c'erano sul territorio della Russia quando hai deciso di creare la tua azienda?

OS In effetti, c'è parecchio equipaggiamento, e non solo in Russia, ma anche nei paesi della CSI, così come nei paesi che un tempo lo ricevevano dall'Unione Sovietica. Questa è l'Africa, l'Asia, parte dell'Europa.

Attualmente, le imprese russe devono combattere con produttori stranieri nel mercato per la modernizzazione delle attrezzature prodotte nell'Unione Sovietica. Per quanto ne so, gli stranieri danno un punteggio molto alto agli sviluppi della scuola nazionale di ingegneria meccanica.

I singoli modelli di attrezzatura consentono di eseguire un'ampia gamma di attività, dal movimento terra allo sgombero delle strade dalla neve, nonché l'estrazione di attrezzature bloccate con un potente argano e le operazioni di sollevamento con una gru. E tutto questo è concentrato in un unico complesso, capace di muoversi autonomamente a velocità piuttosto elevate.

I produttori stranieri dispongono di apparecchiature progettate per scopi specifici, ma simili alle macchine sovietiche, non ho visto un tale insieme di funzioni.

-Chi sono i tuoi principali clienti?

OS Si tratta di imprese produttrici di petrolio e gas che gestiscono una macchina del genere da oltre 30 anni, utilizzandola principalmente per la manutenzione delle strade in inverno, il movimento terra e la costruzione di ponti temporanei. I nostri partner includono Surgutneftegaz, Lukoil, società di riparazione e manutenzione stradale come Severavtodor, Surgutneftedorstroyremont e altre grandi imprese.

A proposito di esperti. Ora ovunque c'è un problema con il personale di basso e medio livello? Dove fai gli scatti?

OS Formiamo giovani specialisti al nostro posto, per questo abbiamo la spina dorsale principale, maestri abbastanza maturi. Assumiamo specialisti in vari settori, alcuni dei quali hanno una certa conoscenza nel campo automobilistico, e li formiamo sul posto.

-Partecipi a mostre e, se sì, a quali?

OS Partecipiamo a mostre. Ecco il diploma del 2006 - l'Esposizione internazionale di prodotti militari. Abbiamo anche ricevuto un diploma per la partecipazione alla mostra "Automotive Technologies and Materials" nel Manege, abbiamo preso parte alla mostra internazionale del 2003 - "Automotive Components - New Technologies".

-E lì hai avuto l'opportunità di confrontare le tue tecnologie con altre. Quali conclusioni hai tratto?

OS Ci sono fabbriche che riparano semplicemente vari tipi di motori diesel, ma per quanto riguarda la modernizzazione, questa è una linea di lavoro così ristretta che oggi non abbiamo concorrenti. Ad ogni modo, non ne ho sentito parlare.

E l'ultima domanda. Quali altre direzioni aggiuntive, per così dire, hai intenzione di padroneggiare nel prossimo futuro?

OS In futuro, stiamo prendendo in considerazione la questione della produzione di più parti e assiemi per apparecchiature di ingegneria. Ora è in fase di sviluppo la documentazione di progettazione ed è in corso la ricerca di subappaltatori in grado di soddisfare i nostri ordini di componenti. In questa nicchia cercheremo di affermarci nel prossimo futuro.

L'era dei motori a combustione interna (ICE) è ancora lontana dal tramonto: un numero piuttosto elevato di specialisti e automobilisti ordinari aderisce a questa opinione. E per una simile affermazione hanno tutte le ragioni. In generale, ci sono solo due gravi lamentele sul motore a combustione interna: gola e scarico dannoso. Le riserve di petrolio non sono illimitate e le automobili sono uno dei suoi principali consumatori. I gas di scarico avvelenano la natura e le persone e, accumulandosi nell'atmosfera, creano un effetto serra. L'effetto serra porta al cambiamento climatico e in seguito ad altri mali ambientali. Ma non divaghiamo: negli ultimi decenni, progettisti e ingegneri hanno imparato a gestire entrambe le carenze in modo molto efficace, dimostrando che il motore a combustione interna ha ancora riserve inutilizzate per lo sviluppo e il miglioramento.

Una significativa riduzione del consumo di carburante è stata ottenuta attraverso l'introduzione di una serie di innovazioni tecniche nel design. Il primo passo è stato passaggio dai motori a carburatore all'iniezione. I moderni sistemi di iniezione forniscono carburante ai cilindri ad alta pressione, con conseguente nebulizzazione fine e buona miscelazione con l'aria. Durante la fase di compressione, il carburante viene iniettato nella camera di combustione in porzioni dosate con precisione fino a 5-7 volte. L'utilizzo della sovralimentazione, l'aumento del numero di valvole, l'aumento del rapporto di compressione hanno permesso anche di bruciare più completamente la miscela di lavoro. L'ottimizzazione della forma della camera di combustione, del fondo dei pistoni, l'utilizzo di sistemi a fasatura variabile delle valvole hanno contribuito al miglioramento dei processi di carburazione. Di conseguenza, il motore può funzionare con miscele più magre, risparmiando carburante e riducendo le emissioni.

Ampiamente usato nelle auto moderne sistema start-stop, offrendo un notevole risparmio di carburante nella guida urbana. Questo sistema spegne automaticamente il motore quando il veicolo è fermo. L'avviamento avviene premendo il pedale della frizione (nei veicoli con cambio manuale) o rilasciando il pedale del freno (nei veicoli con cambio automatico).

Sistema di recupero dell'energia frenante, apparso per la prima volta sulle auto ibride, è gradualmente migrato a quelle convenzionali. L'energia cinetica di un'auto in decelerazione, che prima veniva sprecata per riscaldare parti dell'impianto frenante, viene ora convertita in energia elettrica e utilizzata per ricaricare la batteria. Il consumo di carburante è ridotto fino al 3%.

Una circostanza importante è che il miglioramento delle caratteristiche tecniche dei motori avviene con una costante riducendone il volume. Ad esempio, il motore Volkswagen 1.4 TSI, riconosciuto come il miglior motore del 2010, con un volume di 1390 cc sviluppa potenza fino a 178 CV. Cioè, 127 CV vengono rimossi da ogni litro! Il consumo specifico di carburante negli ultimi 20-30 anni si è quasi dimezzato. E se il consumo di carburante diminuisce, l'emissione di sostanze nocive diminuisce di conseguenza e le riserve di petrolio possono essere prolungate per un periodo più lungo.

Trattamento dei gas di scarico

Tutte le misure di cui sopra riducono le emissioni nocive, per così dire indirettamente, migliorando le caratteristiche tecniche. Ma esistono numerosi sistemi il cui scopo è ridurre direttamente la quantità di sostanze nocive nei gas di scarico.

Prima di tutto, ovviamente, catalizzatore e sistema di ricircolo dei gas di scarico EGR. Nel neutralizzatore, le sostanze nocive contenute nei gas di scarico reagiscono chimicamente con le sostanze depositate sulle sue cellule. Come risultato della reazione, le sostanze nocive si decompongono in componenti innocui.

Sistema EGR(Exhaust Gas Recirculation) ha un focus più "ristretto". È progettato per ridurre il contenuto di ossidi di azoto nei gas di scarico durante il riscaldamento e le forti accelerazioni quando il motore funziona con una miscela ricca. Il principio di funzionamento del sistema è di reindirizzare parte dei gas di scarico nei cilindri. Ciò provoca una diminuzione della temperatura di combustione e, di conseguenza, della concentrazione di ossidi di azoto.

Quando il motore è in funzione, non tutti i gas di scarico entrano nel sistema di scarico. Alcuni di loro irrompono nel basamento. Utilizzato per impedire il rilascio nell'atmosfera sistema di ventilazione del basamento. I vapori di benzina, come i gas di scarico, contengono sostanze nocive per l'uomo. Pertanto, le auto sono attrezzate sistema di assorbimento dei vapori di benzina.

Tutti i sistemi di cui sopra sono universali, ovvero vengono utilizzati sia sui motori a benzina che sui motori diesel. Tuttavia, i gas di scarico diesel sono caratterizzati da una maggiore concentrazione di ossidi di azoto e fuliggine. Pertanto, nel sistema di scarico dei motori diesel, un ulteriore filtro antiparticolato. Alcuni disegni possono utilizzare Sistema SCR(Selective catalytic reduction) o, in una libera traduzione russa, iniezione di urea. Principio di funzionamento: una soluzione acquosa di urea viene iniettata nel sistema di scarico davanti al catalizzatore. Come risultato di una reazione chimica, quasi la metà degli ossidi di azoto altamente tossici viene convertita in normale azoto innocuo.

A proposito, i progressi nel miglioramento dei motori diesel sono impressionanti. Non andiamo lontano per gli esempi. Dai un'occhiata alla tabella: mostra i vincitori di due dei premi più prestigiosi al mondo, World Green Car of the Year (Green Car of the Year nel mondo) e Green Car of the Year (Green Car of the Year).

Vedere? In una competizione, i diesel hanno vinto quattro volte, in un'altra due volte.

Prospettive dell'ICE

Riassumendo quanto sopra, si può sostenere che nei prossimi decenni coesisteremo con i motori a combustione interna. Ci sono buone ragioni tecniche ed economiche per questo. Una tecnologia consolidata per la produzione di motori a combustione interna garantisce il loro costo relativamente basso. Il miglioramento del flusso di lavoro ha permesso di ottenere elevate prestazioni e ridurre le emissioni nocive.

La crescita delle vendite di auto "verdi" è ampiamente stimolata dal sostegno del governo. Non appena lo stato riduce il programma di sconti per le auto ecologiche, la loro domanda diminuisce rapidamente.

Un'auto diesel consuma fino al 25% in meno di carburante e inquina meno l'ambiente, ma un'auto a benzina è più economica, la sua assicurazione e il suo funzionamento sono più economici. Tuttavia, se il chilometraggio annuale supera i 15.000 chilometri, è più redditizio acquistare un diesel.

La scelta del tipo di motore appropriato dipende anche dalla classe del veicolo. I moderni propulsori a benzina sono molto efficienti nelle auto compatte, mentre i motori diesel di oggi raggiungono un basso consumo di carburante e offrono piacere di guida nelle grandi station wagon. I motori a benzina forniscono un'accelerazione e una dinamica invidiabili alle auto sportive "calde" e l'elevata coppia dei motori diesel è perfetta per i SUV di grandi dimensioni.

Lavorano coscienziosamente per il bene dell'uomo. I motori vengono costantemente migliorati. O i progettisti stanno lottando per aumentare la potenza o stanno riducendo il peso del motore. Lo sviluppo della costruzione di motori è influenzato da fattori quali le fluttuazioni dei prezzi del petrolio e l'inasprimento degli standard ambientali. Nonostante tutte queste difficoltà, sono la principale fonte di energia per le automobili.

Di recente sono apparsi molti nuovi sviluppi volti a migliorare i motori tradizionali. Alcuni di essi sono già in fase di implementazione, altri sono disponibili solo sotto forma di prototipi. Tuttavia, passerà del tempo e alcune di queste innovazioni saranno implementate in nuove macchine.

Laser al posto delle candele

Fino a poco tempo fa, i laser erano considerati dispositivi fantastici di cui la gente comune veniva a conoscenza dai film sui marziani. Ma già oggi ci sono sviluppi volti a sostituire i dispositivi laser. Le candele tradizionali hanno uno svantaggio. Non producono una scintilla potente che può accendere una miscela di carburante con una grande quantità di aria e una bassa concentrazione di carburante. Un aumento di potenza ha portato a una rapida usura degli elettrodi. L'uso di laser per accendere una miscela di carburante magra sembra molto promettente. Tra i vantaggi delle candele laser, va segnalata la possibilità di regolare la potenza e l'angolo di accensione. Ciò non solo aumenterà immediatamente la potenza del motore, ma renderà il processo di combustione più efficiente. I primi dispositivi laser in ceramica sono stati sviluppati da ingegneri in Giappone. Hanno un diametro di 9 mm, adatto a una varietà di motori di automobili. La novità non richiederà un significativo perfezionamento delle unità di potenza.

Motori rotativi innovativi

Nel prossimo futuro, pistoni, alberi a camme, valvole potrebbero scomparire. Gli scienziati dell'Università del Michigan stanno lavorando a un progetto fondamentalmente nuovo di un motore automobilistico. L'unità di potenza riceverà energia dall'azione delle onde d'urto che supportano il movimento. Una delle parti principali del nuovo impianto è il rotore, che presenta canali radiali nel suo alloggiamento. Con la rapida rotazione del rotore, la miscela di carburante passa attraverso i canali e riempie istantaneamente i compartimenti liberi. Il design consente di bloccare le porte di uscita e la miscela combustibile non fuoriesce durante la compressione. Poiché il carburante entra molto rapidamente nei compartimenti, si forma un'onda d'urto. Spinge una parte della miscela di carburante al centro, dove avviene l'accensione, quindi i gas di scarico vengono scaricati. Grazie a questa originale soluzione, i ricercatori sono riusciti a ridurre del 60% i consumi di carburante. Anche la massa del motore è diminuita, il che ha portato alla creazione di un'auto leggera (400 kg). Il vantaggio del nuovo motore sarà un piccolo numero di parti di sfregamento, quindi la durata del motore dovrebbe aumentare.

Sviluppato da Scuderi

I dipendenti Scuderi hanno preparato la loro versione del motore del futuro. Ha due tipi di cilindri a pistone, che consentono un uso più efficiente dell'energia generata.

L'unicità dello sviluppo risiede nella connessione di due cilindri mediante un canale di bypass. Di conseguenza, uno dei pistoni crea compressione e nel secondo cilindro la miscela di carburante viene accesa e i gas vengono rilasciati.

Questo metodo consente di utilizzare l'energia generata in modo più economico. I modelli al computer mostrano che il motore di Scuderi consumerà fino al 50% in meno di carburante rispetto agli ICE convenzionali.

Motore di separazione termica

È stato possibile aumentare l'efficienza del motore Scuderi grazie alla separazione termica del motore in 2 parti. C'è un problema che rimane irrisolto in un motore a quattro tempi convenzionale. Diversi cicli funzionano meglio in determinati intervalli di temperatura. Pertanto, gli scienziati hanno deciso di dividere il motore in due scomparti e di inserire un radiatore tra di loro. Il motore funzionerà come segue. Nei cilindri freddi, la miscela di carburante verrà immessa e compressa. Pertanto, la massima efficienza si ottiene in condizioni di freddo. Il processo di combustione e gas di scarico avviene in cilindri caldi. Presumibilmente, questa tecnologia consentirà un risparmio di carburante fino al 20%. Gli scienziati hanno in programma di perfezionare questo tipo di motore e ottenere un risparmio del 50%.

Motore Mazda Skyactiv-G

L'azienda giapponese Mazda ha sempre cercato di creare motori innovativi. Ad esempio, alcune auto di serie sono dotate di propulsori rotanti. Ora i progettisti della casa automobilistica sono completamente impegnati nel risparmio di carburante. Già il prossimo anno è previsto il rilascio di un'auto con motore Skyactiv-G. Sarà il primo modello della famiglia Skyactiv. La versione subcompatta della Mazda2 sarà equipaggiata con un motore sportivo Skyactiv-G da 1,3 litri. La coppia sarà distribuita da un cambio CVT. La centrale ha un elevato rapporto di compressione, che si traduce in un risparmio di carburante fino al 15%. Gli sviluppatori affermano che il consumo medio di benzina sarà di circa 3 l / 100 km.

Diverse case automobilistiche hanno completato le loro auto con motori boxer. Questo design non è privo di difetti, su cui gli ingegneri continuano a lavorare. Come sapete, in un motore boxer i cilindri sono disposti orizzontalmente ei pistoni si muovono in direzioni opposte. I progettisti di EcoMotors hanno posizionato due pistoni in ciascun cilindro, che sono diretti l'uno verso l'altro. L'albero motore si trova tra i cilindri e le bielle di diverse lunghezze vengono utilizzate per spostare i pistoni in un cilindro. Questa disposizione del gruppo pistone ha permesso di ridurre il peso del motore, poiché non sono necessarie testate massicce. Anche la corsa del pistone in un'unità boxer è significativamente inferiore rispetto a un motore a benzina tradizionale. Secondo gli ingegneri di EcoMotors, un'auto con motore OPOC dovrebbe consumare circa 2 litri di benzina ogni 100 chilometri.

Unità di potenza di punta

Un altro sviluppo promettente è stato realizzato sulla base di un motore boxer. Nel motore Pinnacle, due pistoni si muovono l'uno verso l'altro, trovandosi nello stesso cilindro. Tra di loro si verifica l'accensione della miscela di carburante. Il motore ha due alberi motore e bielle della stessa lunghezza. Questo design consente di ottenere enormi risparmi energetici a un basso costo dell'unità di potenza. Si presume che l'efficienza di un motore a benzina possa essere aumentata del 50%. In tutto il pianeta, gli scienziati sono alla ricerca di nuovi approcci per creare modelli di motori a combustione interna potenti, economici ed ecologici. Alcuni sviluppi sembrano abbastanza promettenti, mentre altri hanno un futuro non così sereno. Tuttavia, solo il tempo dirà chi si bagnerà nella gloria e quali sviluppi finiranno sugli scaffali polverosi dell'archivio.