JSC "เคียวและโมล็อต"หนึ่งในองค์กรสร้างเครื่องจักรที่ใหญ่ที่สุดในเมืองคาร์คอฟและในยูเครน บริษัทของเราผลิตเครื่องยนต์สำหรับเครื่องจักรกลการเกษตรมาเป็นเวลา 50 ปีแล้ว ซึ่งเป็นส่วนสำคัญที่ประสบความสำเร็จในการดำเนินธุรกิจในต่างประเทศ

รถเกี่ยวข้าวขับเคลื่อนในตัวในตำนาน เอสเค-3,เอสเค-4,SK-5, "นิวา"และ " " ,รถแทรกเตอร์ที่ให้ผลผลิตสูง T-74,DT-75N, TDT-55,HTZ-120- นี่เป็นเพียงตัวอย่างบางส่วนของเครื่องจักรกลการเกษตรที่ติดตั้งเครื่องยนต์ดีเซลของแบรนด์ เอสเอ็มดี- ในอดีต สหภาพโซเวียตรถเก็บเกี่ยวพืชผลและอาหารสัตว์ 100 คัน รวมถึงรถแทรกเตอร์ส่วนใหญ่ติดตั้งเครื่องยนต์ดีเซลของเรา

ในตอนท้าย ยุค 80ปี โรงงานถูกสร้างขึ้นใหม่และสามารถผลิตใหม่ได้อย่างสมบูรณ์ ยูเครนและประเทศต่างๆ CISเครื่องยนต์อินไลน์ 6 สูบ กำลัง 220-280 แรงม้า เครื่องยนต์ 4 สูบก็ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยเช่นกัน กำลังของมันเพิ่มขึ้นเป็น 160-170 แรงม้า ในขณะที่ระดับทางเทคนิคของการออกแบบแต่ละยูนิตเพิ่มขึ้นและการรวมกันของชิ้นส่วนและยูนิตได้รับการเก็บรักษาไว้มากที่สุด

วันนี้ JSC "เคียวและโมล็อต"ผลิตได้ประมาณร้อยตัว การปรับเปลี่ยนที่แตกต่างกันอินไลน์ 4 และ 6 เครื่องยนต์ทรงกระบอกกำลังตั้งแต่ 60 ถึง 280 แรงม้า สำหรับเครื่องจักรกลการเกษตรและเครื่องจักรอื่นๆ

เมื่อเร็ว ๆ นี้เครื่องยนต์ได้รับการติดตั้งบนรถแทรกเตอร์ดีไซน์ใหม่จากโรงงานคาร์คอฟแทรคเตอร์ - HTZ-120, HTZ-180, , T-156Aและอื่นๆ และยังใช้กับรถเกี่ยวข้าวที่ผลิตด้วย ยูเครน "สลาวูติช"และรถเกี่ยวข้าว “โอลิมปัส”และ "โปเลซี่-250"(เทอร์โนพิล).

ควบคู่ไปกับการผลิตเครื่องยนต์ JSC "เคียวและโมล็อต"ดำเนินการประกอบและจำหน่ายรถแทรกเตอร์เพิ่มเติม DT-75N และ- เรามีโอกาสปรับปรุงรถแทรกเตอร์ให้ทันสมัย ที-150(ติดตาม) เปลี่ยนเครื่องยนต์เป็นดีเซลอินไลน์ SMD-19T.02/20TA.06ในเวลาเดียวกันกำลังของรถแทรกเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลงและปรับปรุงลักษณะความประหยัดและการปฏิบัติงาน

เครื่องยนต์ดีเซล นอกเหนือจากรถแทรกเตอร์และรถผสมแล้ว ปัจจุบันสามารถติดตั้งกับรถเกรด รถปูยางมะตอย ลูกกลิ้ง เครน รถปราบดิน เครนรางรถไฟ และรถลาก เป็นต้น

โรงงานมีความสามารถในการจัดหาชิ้นส่วนอะไหล่สำหรับเครื่องยนต์ที่ผลิตในองค์กรของเราตามคำสั่งจากองค์กรและดำเนินการได้ การซ่อมแซมที่สำคัญติดตั้งใหม่และอัพเกรดส่วนประกอบและชิ้นส่วน

แคตตาล็อกของ JSC "LEGAS" มอสโก 2541

ประเภทดีเซล เอสเอ็มดี- เครื่องยนต์ทางการเกษตรที่ผลิตจำนวนมาก รถเกี่ยวข้าวในประเทศทั้งหมดและรถแทรกเตอร์มากกว่า 60% ได้รับการติดตั้ง นอกจากนี้ ดีเซลของแบรนด์นี้ยังได้รับการติดตั้งบนรถเก็บเกี่ยวหญ้าอาหารสัตว์และข้าวโพด รถขุด รถเครน และอุปกรณ์เคลื่อนที่อื่นๆ ในเรื่องนี้ข้อมูลเกี่ยวกับปัญหาการใช้งานการบำรุงรักษาและการซ่อมแซมข้อมูลเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องยนต์ดีเซลและผู้ผลิตมีความสำคัญอย่างยิ่ง

ในปี พ.ศ. 2500- หัวหน้าสำนักออกแบบเฉพาะด้านเครื่องยนต์ (GSKBD)ได้รับการออกแบบและนำไปใช้ในการผลิตที่โรงงานคาร์คอฟ "ค้อนและเคียว"ดีเซลความเร็วสูงน้ำหนักเบา เอสเอ็มดี-7 48 กิโลวัตต์ (65 แรงม้า) สำหรับรถเกี่ยวข้าว เอสเค-3ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นของกระบวนการดีเซลในอุตสาหกรรมรวม ต่อจากนั้น รถแทรกเตอร์และเครื่องยนต์ดีเซลแบบผสมผสานได้รับการพัฒนาและนำเข้าสู่การผลิตจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง เอสเอ็มดี-12, -14, -14A, -15K, -15KFกำลังจาก 55 (75) ถึง 66 กิโลวัตต์ (90 แรงม้า) การเพิ่มพลังของเครื่องยนต์ดีเซลที่ได้รับการพัฒนานั้นมั่นใจได้โดยการเพิ่มการกระจัดของกระบอกสูบหรือเพิ่มความเร็วในการหมุน เพลาข้อเหวี่ยง- เครื่องยนต์ดีเซลทุกประเภทเหล่านี้มีช่องอากาศเข้ากระบอกสูบฟรี

ดำเนินการวิจัยทางทฤษฎีและทดลองเพิ่มเติมเกี่ยวกับการเพิ่มรถแทรกเตอร์และเครื่องยนต์ดีเซล เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง GSKBDกำหนดทิศทางที่มีเหตุผล - การใช้แรงดันอากาศกังหันก๊าซเข้าไปในกระบอกสูบ พร้อมทั้งดำเนินการเลือกระบบชาร์จกังหันก๊าซที่เหมาะสมที่สุดด้วย GSKBDการวิจัยมีวัตถุประสงค์เพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือของชิ้นส่วนหลักของเครื่องยนต์ดีเซล

เครื่องยนต์ดีเซลในประเทศเครื่องแรกเพื่อวัตถุประสงค์ทางการเกษตรที่มีการอัดบรรจุอากาศมากเกินไปของกังหันก๊าซเป็นเครื่องยนต์ดีเซลแบบรวม SMD-17K, -18Kด้วยกำลัง 77 กิโลวัตต์ (105 แรงม้า) ซึ่งเริ่มการผลิตที่โรงงาน "ค้อนและเคียว"ในปี พ.ศ. 2511 พ.ศ. 2512

การใช้การอัดบรรจุอากาศมากเกินไปของกังหันก๊าซเพื่อเพิ่มระดับทางเทคนิคของเครื่องยนต์ดีเซลได้รับการยอมรับว่าเป็นทิศทางที่ก้าวหน้าดังนั้นจึงถูกสร้างขึ้นในเวลาต่อมา GSKBDเครื่องยนต์ดีเซลได้บังคับการฉีดอากาศเข้าไปในกระบอกสูบเพื่อเป็นองค์ประกอบทางโครงสร้าง

เครื่องยนต์ดีเซลเจเนอเรชันที่ 2 ได้แก่ เครื่องยนต์ดีเซลแถวเรียง 4 สูบ และเครื่องยนต์ดีเซล 6 สูบรูปตัววี นับเป็นครั้งแรกในวิศวกรรมเกษตรที่การออกแบบใช้วิธีแก้ปัญหาที่ระยะชักของลูกสูบน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง การผลิตเครื่องยนต์ดีเซลประเภทนี้เริ่มต้นที่โรงงานคาร์คอฟ เครื่องยนต์รถแทรกเตอร์ (HZTD) ตั้งแต่ปี 1972.

ขั้นต่อไปของการพัฒนากำลังและการปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ดีเซลแบบผสมผสานและรถแทรกเตอร์คือการพัฒนาในการระบายความร้อนของอากาศประจุที่จ่ายให้กับกระบอกสูบ การวิจัยดำเนินการใน GSKBD, สถาบันวิศวกรขนส่งคาร์คอฟ และสถาบันโพลีเทคนิคคาร์คอฟ แสดงให้เห็นว่าไม่ได้ประสิทธิผล การพัฒนาต่อไปเพิ่มเครื่องยนต์ดีเซลด้วยการจ่ายอากาศแบบบังคับเนื่องจากอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างมาก การออกแบบนี้ใช้การระบายความร้อนของอากาศที่จ่ายให้กับกระบอกสูบ ส่งผลให้ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นและประจุอากาศของกระบอกสูบเพิ่มขึ้นโดยไม่เพิ่มความตึงเครียดจากความร้อนอย่างมีนัยสำคัญ

เครื่องยนต์ดีเซลรุ่นแรกที่มีอินเตอร์คูลเลอร์ (เครื่องยนต์ดีเซลรุ่นที่สาม) ก็ถูกทุบตีโดยรุ่นอื่นเช่นกันซึ่งเทียบเคียงได้ในแง่ของประสิทธิภาพกับเครื่องยนต์ที่มีแนวโน้ม เครื่องยนต์ดีเซลต่างประเทศของชั้นเรียนนี้

United Engine Corporation (UEC ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Rostec) ได้เปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่หลายรายการสู่ตลาดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา รวมถึงเครื่องยนต์ PD-14 ที่มีแนวโน้มดี โรงไฟฟ้าสำหรับเรือของกองทัพเรือรัสเซียแทนที่จะเป็นเรือยูเครนรวมถึงเครื่องยนต์เฮลิคอปเตอร์สมัยใหม่ นอกจากนี้ บริษัทกำลังคิดที่จะสร้างเครื่องยนต์ในประเทศสำหรับ SSJ รอง ผู้อำนวยการทั่วไป- นักออกแบบทั่วไปของบริษัท Yuri Shmotin ในการให้สัมภาษณ์กับคอลัมนิสต์ RIA Novosti Alexey Panshin ในงานแสดงทางอากาศ MAKS-2019 พูดถึงงานเพื่อปรับปรุง PD-14 การสร้างเครื่องยนต์ตระกูลใหม่สำหรับเครื่องบิน รวมถึง มีแนวโน้ม เครื่องยนต์เฮลิคอปเตอร์และโรงไฟฟ้าสำหรับ Su-57

- ยูริ Nikolaevich คุณจะเน้นโปรเจ็กต์หลักอะไร

สำหรับคลัสเตอร์การบินของ Rostec แน่นอนว่าโครงการหลักในการสร้างเครื่องยนต์คือ PD-14 และ PD-35 อย่างไรก็ตาม ยังมีโครงการอื่นที่สำคัญไม่แพ้กัน ประการแรกคือ TV7-117ST-01 สำหรับเครื่องบิน Il-114-300 นี่คือเครื่องยนต์ TV7-117ST ที่รวมเป็นหนึ่งเดียวกับ Il-112V นอกจากนี้ เราได้ริเริ่มโครงการอีกสองโครงการผ่านผู้พัฒนาเครื่องยนต์เหล่านี้ UEC-Klimov อย่างแรกคือเครื่องยนต์ VK-650V สำหรับ Ka-226 จากโซลูชั่นที่จะรวมเข้ากับเครื่องยนต์นี้ สามารถสร้างตระกูลโรงไฟฟ้าที่มีกำลังตั้งแต่ 500 ถึง 700 แรงม้าได้ โครงการที่สองคือ VK-1600V นี้ เครื่องยนต์ฐานซึ่งจะติดตั้งบนเฮลิคอปเตอร์ Ka-62 เครื่องยนต์เหล่านี้เป็นที่ต้องการอย่างมากในรัสเซียในปัจจุบัน

เราดำเนินการไม่เพียงแต่ในตระกูลเครื่องยนต์สำหรับเฮลิคอปเตอร์ การขนส่งทางทหาร และ การบินพลเรือน- แน่นอนว่าคุณคงรู้จักงานทั้งหมดที่กำลังทำอยู่ในปัจจุบันเกี่ยวกับเครื่องยนต์สำหรับเครื่องบินรบของตระกูล AL-41 รวมถึงเครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มดี หัวข้อเหล่านี้มีความสำคัญและดำเนินการตามกำหนดเวลาที่กำหนด

นอกจากนี้ UEC ยังดำเนินงานตามที่ได้รับมอบหมายจากกระทรวงกลาโหมเพื่อพัฒนาขั้นพื้นฐาน เครื่องยนต์กังหันก๊าซสำหรับกองทัพเรือรัสเซียจาก 8,000 แรงม้าเป็น 25,000 แรงม้า เหล่านี้เป็นเครื่องยนต์ของตระกูล M70 ทั้งสำหรับเรือเบาะลมของคลาส Zubr และ Murena และเครื่องยนต์ M90FR ที่ได้รับการคาดหวังอย่างสูงสำหรับเรือของโครงการ 22350 และ 20386 เครื่องยนต์เหล่านี้ทำให้สามารถสร้างหน่วยกำลังสำหรับเรือได้เกือบทั้งหมด ของกองทัพเรือรัสเซียและสนองความต้องการของกระทรวงกลาโหม ปีนี้กำลังดำเนินการสร้างการผลิตซ่อมแซม เครื่องยนต์ทางทะเล- บริการหลังการขายและการซ่อมเครื่องยนต์เป็นส่วนสำคัญมากที่เรามองเห็นโอกาสในการพัฒนา

- คุณพูดถึงเครื่องยนต์ VK-650V การพัฒนาอยู่ในขั้นตอนใด?

งานดังกล่าวได้เริ่มดำเนินการแล้ว โดยอยู่ภายใต้การควบคุมของ Rostec และได้รับทุนสนับสนุน ปีนี้การออกแบบทางเทคนิคเบื้องต้นจะได้รับการอนุมัติ และเราจะเริ่มสั่งชิ้นส่วนวัสดุ เครื่องยนต์แรกจะถูกประกอบในอนาคตอันใกล้นี้ กำหนดการทั้งหมดได้รับการกำหนดและกำหนดเวลาแล้ว

เมื่อไม่นานมานี้ Sergei Chemezov หัวหน้าของ Rostec กล่าวว่า Ansat จะได้รับเครื่องยนต์ในประเทศในอีกสี่ปี นี่ไม่ใช่สิ่งที่คุณกำลังพูดถึงใช่ไหม?

หากเครื่องยนต์ที่มีกำลัง 600 หรือ 700 แรงม้าเพียงพอสำหรับเฮลิคอปเตอร์ แน่นอนว่าเราจะนำเสนอเครื่องยนต์ VK-650V ของเรา

- ตอนนี้โครงการเครื่องยนต์เฮลิคอปเตอร์ (PDE) ที่มีแนวโน้มเป็นอย่างไร?

เราได้กำหนดค่าโปรแกรม MPE ใหม่ ซึ่งใช้เป็นชุดมาตรการเพื่อให้แน่ใจว่าจะสร้างโรงไฟฟ้าใหม่สำหรับเฮลิคอปเตอร์ความเร็วสูงที่ใช้เครื่องยนต์ VK-2500 เมื่อกว่าปีที่แล้ว วันนี้เรียกว่า PDV-4000 เราวางตำแหน่งโรงไฟฟ้าแห่งนี้ให้เป็นเครื่องยนต์รุ่นใหม่ในระดับกำลัง 4,000-5,000 แรงม้า ปัญหาเกี่ยวกับกำหนดเวลายังอยู่ภายใต้ข้อตกลงกับ Russian Helicopters สำหรับตัวเราเองเรากำหนดไว้ชัดเจนว่านี่ควรเป็นเครื่องยนต์รุ่นใหม่ที่สามารถติดตั้งได้ทั้งบนเฮลิคอปเตอร์และเครื่องบิน เป็นเรื่องยากมากที่จะครอบครองกลุ่มผลิตภัณฑ์กับผลิตภัณฑ์ของคุณ แต่มันยากยิ่งกว่าที่จะรักษาสถานะของคุณในช่องนี้ PDV-4000 ควรดีกว่ารุ่นก่อนในคลาสนี้อย่างน้อย 10 เปอร์เซ็นต์ ในด้านอื่นก็มีปรัชญาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อสร้างเครื่องยนต์ PD-14 แล้ว เรากำลังวางรากฐานสำหรับการสร้างเครื่องยนต์ในระดับกำลังนี้จะเหนือกว่ามัน

ยังไงก็ตามเกี่ยวกับ PD-14 แนวจะเป็นอย่างไร? เครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มครอบครัวนี้? เครื่องยนต์ PD ที่ทรงพลังน้อยกว่าจะถูกติดตั้งบน SSJ แทนที่จะเป็น SaM-146 หรือไม่

หน่วยกำลังนี้ (PD-14 – ed.) ได้รับการพัฒนาโดยเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมเพื่อสร้างเครื่องยนต์ที่มีแรงขับ 9 ถึง 18 ตัน เครื่องกำเนิดก๊าซสำหรับเครื่องยนต์ทั้งหมดนี้สามารถรวมเป็นหนึ่งเดียวได้ หากเรากำลังพูดถึงเครื่องยนต์ขนาดเล็กเช่น SaM-146 การไหลของอากาศผ่านวงจรภายในในเครื่องยนต์ดังกล่าวควรจะน้อยกว่าของเครื่องกำเนิดก๊าซ PD-14 เพื่อสร้างเครื่องยนต์ที่จะแข่งขันกับ SaM-146 ในแง่ของประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและในขณะเดียวกันก็มีเส้นผ่านศูนย์กลางใกล้เคียงกัน เครื่องกำเนิดก๊าซจำเป็นต้องมีขนาดเล็กกว่าของ PD-14 เราเข้าใจดีว่าเครื่องบินตระกูล Sukhoi Superjet ต้องการเครื่องยนต์ที่มีประสิทธิภาพเหนือกว่า SaM-146 เรากำลังดำเนินการเพื่อวางรากฐานสำหรับการสร้างเครื่องยนต์เจเนอเรชั่นใหม่ หากเราได้รับคำสั่งซื้อจาก GSS เราก็พร้อมที่จะนำเสนอเครื่องยนต์ดังกล่าวในอนาคตอันใกล้

- นั่นคือยังไม่มีคำสั่งและคุณกำลังดำเนินงานนี้ด้วยความคิดริเริ่มของคุณเองหรือ?

ไม่มีการลงนามในสัญญา หากจำเป็นก็จะสร้างเครื่องยนต์ขึ้นมา แต่ฉันขอย้ำอีกครั้งว่าเรากำลังทำงานเพื่อสร้างรากฐานสำหรับการสร้างเครื่องยนต์ตระกูล PD ขนาดนี้

- คุณพูดก่อนหน้านี้ว่าคุณกำลังวางรากฐานสำหรับการปรับปรุง PD-14 มันหมายความว่าอะไร?

มีแผนที่จะเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ PD-14 โดยการเพิ่มอัตราส่วนบายพาสของพัดลม และพัฒนาบนพื้นฐานของเครื่องยนต์ PD-16 ให้มากขึ้น ประสิทธิภาพสูง- การดัดแปลงนี้จะเป็นที่ต้องการของ MS-21-400 เราตั้งภารกิจที่จะไม่พัฒนาจำนวนมาก เครื่องยนต์ที่แตกต่างกันแต่เพื่อสร้างเครื่องกำเนิดก๊าซแบบครบวงจรขั้นพื้นฐานหนึ่งเครื่องและเครื่องยนต์ที่ใช้ซึ่งในอนาคตจะกลายเป็นที่แพร่หลายและไม่จำเป็นต้องมีการดัดแปลงสำหรับเครื่องบินประเภทเดียวกันยกเว้นการปรับตัวและการปรับปรุงซอฟต์แวร์ให้ทันสมัย

เมื่อไม่นานมานี้ Alexander Inozemtsev กล่าวว่าค่าใช้จ่ายของโครงการ PD-35 อยู่ที่ประมาณ 3 พันล้านดอลลาร์ มีค่าใช้จ่ายเท่าไรในการสร้าง PD-14?

ฉันไม่อยากตอบแม้จะเป็นแบบทั่วไปเนื่องจากตัวเลขเหล่านี้สามารถตีความได้หลายวิธี จำนวนเงินควรรวมอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ การสร้างเทคโนโลยีใหม่ และอื่นๆ หรือไม่ การถือครอง Rostec อื่น ๆ ก็ควรคำนึงถึงการมีส่วนร่วมของพวกเขาด้วย คุณและฉันรู้ว่าต้นทุนขึ้นอยู่กับความพร้อมของ NTZ ความพร้อมของฐานการผลิต การยึดเกาะ และขนาด นี่ไม่ใช่ความลับ แต่เราจะยังไม่ให้ตัวเลข ฉันบอกได้แค่ว่าต้นทุนของโครงการ PD-14 นั้นต่ำกว่าเครื่องยนต์ที่สร้างขึ้นในระดับกำลังนี้ในต่างประเทศอย่างมาก

- มีเครื่องยนต์กี่เครื่องที่ถูกส่งไปยัง Irkut แล้ว?

เราได้ติดตั้งเครื่องยนต์สามเครื่องแล้ว การส่งมอบเพิ่มเติมจะดำเนินการตามกำหนดเวลาที่ระบุไว้ในสัญญา

ตอนนี้เกี่ยวกับ PD-35 มีการพูดคุยกันมากมายว่าจะมีการเสนอให้ CR929 สามารถติดตั้งบน Il-96 รุ่นเครื่องยนต์คู่ได้ แต่ทั้งหมดนี้เป็นเพียงแผน มันถูกสร้างขึ้นเพื่อเครื่องบินลำใดโดยเฉพาะ?

โครงการ PD-35 เกี่ยวข้องกับการสร้างเครื่องยนต์แรงขับสูงโดยมีกำหนดวันแล้วเสร็จสำหรับงานพัฒนาในปี 2570 เครื่องยนต์กำลังถูกสร้างขึ้นเพื่อใช้กับเครื่องบิน CR929 ลำตัวกว้างระยะไกล เราอยู่ในขั้นตอนการเจรจากับฝ่ายจีนเกี่ยวกับการกำหนดค่าของโปรแกรมนี้ มากจะขึ้นอยู่กับงานบนเครื่องบิน แน่นอนว่าด้วยผลิตภัณฑ์นี้ เรากำลังอ้างว่าเรากำลังเข้าสู่กลุ่มผลิตภัณฑ์ใหม่สำหรับตัวเราเอง ในปี 2563-2564 ฉันหวังว่าเราจะตกลงกัน ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการใช้เครื่องยนต์ที่ใช้เครื่องกำเนิดก๊าซซึ่งถูกสร้างขึ้นภายในกรอบของโปรแกรม PD-35 สำหรับแพลตฟอร์มรัสเซีย ใช่ IL-96 เป็นแพลตฟอร์มที่สามารถติดตั้งเครื่องยนต์ดังกล่าวได้ และเครื่องบินรุ่นเครื่องยนต์คู่นี้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงได้อย่างมาก

เครื่องยนต์เอสเอ็มดี – เครื่องยนต์ดีเซลเป็นที่รู้จักกันดีในหมู่คนงานของสถานีเครื่องจักรและรถแทรกเตอร์ (MTS) ซึ่งแพร่หลายในช่วงที่สหภาพโซเวียตดำรงอยู่ การผลิตเครื่องยนต์เหล่านี้เริ่มขึ้นในปี 2501 ที่โรงงานคาร์คอฟ "เคียวและค้อน" (พ.ศ. 2424) การผลิตแบบอนุกรมของตระกูลเครื่องยนต์ SMD ที่มีจุดประสงค์เพื่อการรวมกลุ่ม ประเภทต่างๆเครื่องจักรกลการเกษตร (รถแทรกเตอร์ รถเกี่ยวข้าว ฯลฯ) ถูกยกเลิกเนื่องจากการหยุดกิจกรรมขององค์กร (2546)

สายของหน่วยกำลังเหล่านี้ประกอบด้วย:

• เครื่องยนต์ 4 สูบพร้อมกระบอกสูบอินไลน์
• 6 สูบแถวเรียง;
• หน่วย 6 สูบรูปตัววี

ยิ่งไปกว่านั้น มอเตอร์ SMD ทุกรุ่นยังมีข้อดีอย่างมาก ความน่าเชื่อถือสูง- มันฝังอยู่ในโซลูชันการออกแบบดั้งเดิม ซึ่งแม้จะตามมาตรฐานสมัยใหม่ แต่ก็ยังให้ความปลอดภัยในการปฏิบัติงานที่เพียงพอสำหรับมอเตอร์เหล่านี้

ปัจจุบันมีการผลิตหน่วยกำลังประเภท SMD ที่โรงงานมอเตอร์เบลโกรอด (BMZ)

ข้อมูลจำเพาะ

พารามิเตอร์	ความหมาย
ทาส. ปริมาตรกระบอกสูบ, ลิตร	9.15
พาวเวอร์, ล. กับ.	160
ความเร็วในการหมุนเพลาข้อเหวี่ยง, รอบต่อนาที ระบุ/ขั้นต่ำ (ในโหมด ความเร็วรอบเดินเบา)/สูงสุด (ไม่ได้ใช้งาน)	2000/800/2180
จำนวนกระบอกสูบ	6
การจัดเรียงกระบอกสูบ	รูปตัว V มุมแคมเบอร์ 90°
เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ มม	130
ระยะชักลูกสูบ มม	115
อัตราส่วนกำลังอัด	15
ลำดับการทำงานของกระบอกสูบ	1-4-2-5-3-6
ระบบไฟฟ้า	การฉีดเชื้อเพลิงโดยตรง
ประเภทเชื้อเพลิง/ยี่ห้อ	น้ำมันดีเซล "L", "DL", "Z", "DZ" ฯลฯ ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิโดยรอบ
อัตราสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิง กรัม/ลิตร กับ. ชั่วโมง (พิกัด/กำลังปฏิบัติการ)	175/182
ประเภทเทอร์โบชาร์จเจอร์	ทีเคอาร์-11N-1
ระบบสตาร์ท	สตาร์ทเครื่องยนต์ P-350 พร้อมรีโมทสตาร์ท+สตาร์ทไฟฟ้า ST142B
เชื้อเพลิงสตาร์ท	ส่วนผสมระหว่างน้ำมันเบนซิน A-72 และน้ำมันเครื่องในอัตราส่วน 20:1
ระบบหล่อลื่น	รวม (แรงดัน + สเปรย์)
ประเภทน้ำมันเครื่อง	M-10G, M-10V, M-112V
ปริมาณน้ำมันเครื่อง, ลิตร	18
ระบบทำความเย็น	น้ำ ชนิดปิด มีการระบายอากาศแบบบังคับ
ทรัพยากรมอเตอร์ชั่วโมง	10000
น้ำหนักกก	950...1100

มีการติดตั้งชุดจ่ายไฟบนรถแทรกเตอร์ T-150, T-153, T-157

คำอธิบาย

เครื่องยนต์ SMD รูปตัววีดีเซล 6 สูบมีหลายรุ่น SMD-60...SMD-65 และ SMD-72 และ SMD-73 ที่ทรงพลังกว่า เครื่องยนต์ทั้งหมดนี้มีจังหวะลูกสูบน้อยกว่าเส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ (รุ่นจังหวะสั้น)

ในเวลาเดียวกันในเครื่องยนต์:

• SMD-60…65 ใช้เทอร์โบชาร์จ
• เอสเอ็มดี-72…73 ชาร์จอากาศระบายความร้อนเพิ่มเติม

ฉากกั้นระหว่างกระบอกสูบที่อยู่ติดกันพร้อมกับผนังส่วนท้ายของห้องข้อเหวี่ยงทำให้โครงสร้างมีความแข็งแกร่งที่จำเป็น บล็อกกระบอกสูบแต่ละบล็อกมีรูทรงกระบอกพิเศษสำหรับติดตั้งปลอกสูบที่ทำจากเหล็กหล่อไทเทเนียม-ทองแดง

โครงร่างของส่วนประกอบเครื่องยนต์ทั้งหมดคำนึงถึงข้อดีทั้งหมดที่ได้จากการจัดเรียงกระบอกสูบรูปตัววี การวางกระบอกสูบทำมุม 90° ทำให้สามารถวางเทอร์โบชาร์จเจอร์ได้และ ท่อร่วมไอเสีย- นอกจากนี้ด้วยการเปลี่ยนแถวของกระบอกสูบ 36 มม. ซึ่งสัมพันธ์กันทำให้สามารถติดตั้งแท่งเชื่อมต่อสองอันของกระบอกสูบตรงข้ามกันบนข้อเหวี่ยงหนึ่งของเพลาข้อเหวี่ยงได้

เค้าโครงของชิ้นส่วนกลไกการจ่ายก๊าซแตกต่างจากที่ยอมรับโดยทั่วไป เพลาลูกเบี้ยวเป็นแบบเดียวกับกระบอกสูบสองแถวและตั้งอยู่ตรงกลางห้องข้อเหวี่ยง ที่ด้านมู่เล่ที่ส่วนท้ายจะมีบล็อกเกียร์ซึ่งรวมถึงเกียร์สำหรับขับเคลื่อนกลไกการจ่ายก๊าซและปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิง

ในระหว่างการทำงานมอเตอร์จะทำความสะอาดน้ำมันดีเซลแบบหยาบและละเอียด น้ำมันเครื่องทำความสะอาดด้วยเครื่องหมุนเหวี่ยงแบบไหลเต็ม

หน่วยพลังงานถูกระบายความร้อนด้วยน้ำ ในฤดูหนาวสามารถใช้สารป้องกันการแข็งตัวได้ การหมุนเวียนของของเหลวในระบบทำความเย็นแบบปิดทำได้ด้วยปั๊มน้ำแบบแรงเหวี่ยง หม้อน้ำแบบแผ่นท่อหกแถวและพัดลมไฟฟ้าหกใบพัดก็มีส่วนร่วมในกระบวนการทำความเย็นเช่นกัน

ระบบระบายความร้อนเครื่องยนต์ SMD 60 ยังช่วยให้การไหลเวียนของสารหล่อเย็นแบบเทอร์โมซิฟอนภายในเปลือกน้ำของเครื่องยนต์สตาร์ทอีกด้วย อย่างไรก็ตามสามารถให้ความเย็นอย่างหลังได้เพียงช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้น เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้เครื่องยนต์ร้อนเกินไป ให้สตาร์ทมอเตอร์เป็นเวลา ความเร็วรอบเดินเบาไม่ควรเกิน 3 นาที

การซ่อมบำรุง

การบำรุงรักษาเครื่องยนต์ SMD 60 ขึ้นอยู่กับการตรวจสอบการทำงานอย่างต่อเนื่องและการบำรุงรักษาตามปกติตามที่ระบุไว้ในคู่มือการใช้งาน เฉพาะในกรณีที่ตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ ผู้ผลิตรับประกัน:

• การทำงานของหน่วยจ่ายไฟในระยะยาวและไร้ปัญหา
• รักษาลักษณะพลังงานตลอดอายุการใช้งาน
• ประสิทธิภาพสูง

ประเภทของการบำรุงรักษา (MOT) ถูกกำหนดโดยระยะเวลาการใช้งานขึ้นอยู่กับจำนวนชั่วโมงการทำงานของเครื่องยนต์:

1. การบำรุงรักษารายวัน – ทุก 8…10 ชั่วโมงเครื่องยนต์
2. TO-1 – หลังจาก 60 ชั่วโมง
3. TO-2 – ทุกๆ 240 ไมล์ต่อชั่วโมง
4. TO-3 – 960 ไมล์ต่อชั่วโมง
5. การบำรุงรักษาตามฤดูกาล - ก่อนที่จะเปลี่ยนไปใช้ช่วงฤดูใบไม้ผลิ - ฤดูร้อนและฤดูใบไม้ร่วง - ฤดูหนาว

รายการงานที่ต้องดำเนินการสำหรับการบำรุงรักษาแต่ละประเภทมีระบุไว้ในคู่มือการใช้งานเครื่องยนต์ ในกรณีนี้งานที่ต้องถอดแยกชิ้นส่วนหน่วยจ่ายไฟจะต้องดำเนินการในพื้นที่ปิดเท่านั้น

ความผิดปกติ

ความล้มเหลวของเครื่องยนต์ SMD 60 นั้นเกิดขึ้นได้ยากและเกิดขึ้นตามกฎเนื่องจากการละเมิดกฎการทำงานทางเทคนิค

ความผิดพลาด	วิธีการแก้ไข
การปล่อยน้ำมันเหวี่ยงออกทางท่อไอเสีย	1. การทำงานของเครื่องยนต์ในระยะยาวที่ความเร็วต่ำและ/หรือรอบเดินเบา
	2. การโค้กของวงแหวนซีลเหล็กหล่อบนเพลาโรเตอร์เทอร์โบชาร์จเจอร์
	3. ช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างเพลาโรเตอร์และแบริ่งเทอร์โบชาร์จเจอร์
การปล่อยน้ำมันเครื่องผ่านตัวเรือนมู่เล่	1. ซีลน้ำมันแบบหนีบในตัวถูกทำลาย
	2. โอริงกระปุกเกียร์ถูกตัดออก
ไม่มีการจ่ายน้ำมันให้กับกลไกวาล์ว	1. บูชเพลาลูกเบี้ยวหมุน
	2. การอุดตัน ช่องน้ำมันหัวถัง
	3. การคลายเกียร์เพลาลูกเบี้ยว
การกระแทกจากภายนอกในเครื่องยนต์:
1. เสียงเคาะดังและแหลม	หัวฉีดหัก
2. แรงระเบิด.	มุมการฉีดไม่ถูกต้อง
3.เสียงเคาะไม่ชัดเจน.	คู่มือวาล์วหัก การเกาะติดของผู้ดัน; ถลุง แบริ่งก้านสูบ- ฝาครอบด้านล่างของก้านสูบคลายออก ปลอกเพลาข้อเหวี่ยงละลาย

การปรับแต่ง

มอเตอร์ที่ใช้ขับเคลื่อนเครื่องจักรและกลไกทางการเกษตรไม่ต้องปรับแต่ง ตามกฎแล้วพัฒนาขึ้นสำหรับสภาพการทำงานเฉพาะและมีความสมดุลอย่างสมบูรณ์แบบและการรบกวนการออกแบบไม่นำไปสู่ผลลัพธ์ที่เป็นบวก

ผู้ผลิตนำเสนอตระกูลเครื่องยนต์ดังกล่าวในรูปแบบของเส้นกว้างด้วย พลังที่แตกต่างกัน- ในขณะเดียวกันก็มีการติดตั้งบนอุปกรณ์พิเศษบางประเภทซึ่งผู้บริโภคเลือกอุปกรณ์ที่ตรงตามความต้องการมากที่สุด

เกณฑ์ใดที่ถือเป็นกุญแจสำคัญในการเลือก "ดีที่สุด" มีความแตกต่างพื้นฐานในแนวทางการออกแบบในทวีปต่างๆ หรือไม่? ลองหาคำตอบสำหรับคำถามเหล่านี้กัน

ยุโรป: ในโหมดเศรษฐกิจ

ในงานแถลงข่าวเมื่อเร็ว ๆ นี้ในลอนดอน Jean-Martin Foltz หัวหน้าฝ่ายข้อกังวลของ Peugeot-Citroen พูดถึงหลาย ๆ คนอย่างไม่คาดคิด รถยนต์ไฮบริด: “มองไปรอบๆ: มีรถยนต์ประเภทนี้น้อยกว่า 1% ในยุโรป ในขณะที่ส่วนแบ่งของดีเซลถึงครึ่งหนึ่ง” ตามคำกล่าวของ Mr. Foltz น้ำมันดีเซลสมัยใหม่มีราคาถูกกว่ามากในการผลิต ทั้งยังประหยัดและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมไม่น้อย

เวลาที่เครื่องยนต์ดีเซลทิ้งร่องรอยสีดำไว้ข้างหลัง เสียงดังก้องไปทั่วถนนและมีกำลังเครื่องยนต์ลิตรด้อยกว่าเครื่องยนต์เบนซินอย่างเห็นได้ชัด ปัจจุบันส่วนแบ่งเครื่องยนต์ดีเซลในยุโรปอยู่ที่ 52% และยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น แรงผลักดันดังกล่าวได้รับจากโบนัสด้านสิ่งแวดล้อมในรูปแบบของภาษีที่ลดลง แต่เหนือสิ่งอื่นใดคือราคาน้ำมันที่สูง

ความก้าวหน้าของส่วนหน้าดีเซลเกิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษที่ 90 เมื่อเครื่องยนต์แรกที่มี "คอมมอนเรล" - รางเชื้อเพลิงทั่วไป - เข้าสู่การผลิต ตั้งแต่นั้นมา ความกดดันภายในเธอก็เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ใน เครื่องยนต์ใหม่ล่าสุดมีบรรยากาศถึง 1,800 บรรยากาศ และจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ 1,300 บรรยากาศถือเป็นตัวบ่งชี้ที่โดดเด่น

ลำดับถัดไปคือระบบที่มีแรงดันการฉีดเพิ่มขึ้นสองเท่า ขั้นแรก ปั๊มจะปั๊มเชื้อเพลิงเข้าสู่ถังเก็บได้ถึง 1350 atm จากนั้นแรงดันจะเพิ่มขึ้นเป็น 2,200 atm ซึ่งมันจะเข้าสู่หัวฉีด ภายใต้ความกดดันนี้ เชื้อเพลิงจะถูกฉีดผ่านรูที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่า ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณภาพสเปรย์และเพิ่มความแม่นยำในการจ่ายยา จึงได้รับประสิทธิภาพและพลังงาน

การฉีดไพล็อตถูกนำมาใช้เป็นเวลาหลายปีแล้ว: "ชุด" แรกของเชื้อเพลิงจะเข้าสู่กระบอกสูบเร็วกว่าการฉีดหลักเล็กน้อย ซึ่งส่งผลให้เครื่องยนต์ทำงานได้นุ่มนวลขึ้นและไอเสียก็สะอาดขึ้น

นอกจากคอมมอนเรลแล้ว ยังมีวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคอีกวิธีในการเพิ่มแรงดันการฉีดให้สูงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน หัวฉีดปั๊มได้เปลี่ยนจากเครื่องยนต์รถบรรทุกมาเป็นเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับผู้โดยสาร โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Volkswagen มุ่งมั่นที่จะสร้างการแข่งขันที่ดีให้กับ "ทางลาดทั่วไป"

หนึ่งในอุปสรรคบนเส้นทางของดีเซลคือเรื่องสิ่งแวดล้อมมาโดยตลอด ถ้าเครื่องยนต์เบนซินถูกวิพากษ์วิจารณ์ถึงคาร์บอนมอนอกไซด์ ไนโตรเจนออกไซด์ และไฮโดรคาร์บอนในไอเสีย เครื่องยนต์ดีเซลก็ถูกวิพากษ์วิจารณ์ถึงสารประกอบไนโตรเจนและอนุภาคเขม่า การเปิดตัวมาตรฐาน Euro IV ในปีที่แล้วไม่ใช่เรื่องง่าย ไนโตรเจนออกไซด์ถูกจัดการโดยใช้ตัวทำให้เป็นกลาง แต่ตัวกรองพิเศษจะจับเขม่า มีอายุการใช้งานยาวนานถึง 150,000 กม. หลังจากนั้นจะเปลี่ยนหรือ "เผา" ตามคำสั่งของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุม ก๊าซไอเสียจากระบบหมุนเวียนและเชื้อเพลิงจำนวนมากจะถูกส่งไปยังกระบอกสูบ อุณหภูมิไอเสียสูงขึ้นและเขม่าไหม้

เป็นที่น่าสังเกตว่าเครื่องยนต์ดีเซลรุ่นใหม่ส่วนใหญ่สามารถใช้เชื้อเพลิงไบโอดีเซลได้ โดยอิงจากน้ำมันพืช ไม่ใช่ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เชื้อเพลิงชนิดนี้มีความก้าวร้าวน้อยกว่า สิ่งแวดล้อมก็เป็นเช่นนั้น เศษส่วนมวลในตลาดยุโรปน่าจะสูงถึง 30% ภายในปี 2553

ในระหว่างนี้ผู้เชี่ยวชาญตั้งข้อสังเกต การพัฒนาร่วมกันเจนเนอรัล มอเตอร์ส และ FIAT เป็นหนึ่งในเครื่องยนต์แห่งปี 2548 ด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ เครื่องยนต์ดีเซลขนาดเล็กจึงสามารถเปลี่ยนพารามิเตอร์การฉีดได้อย่างรวดเร็ว ส่งผลให้มีแรงบิดมากขึ้นและสตาร์ทเครื่องยนต์เร็วขึ้น การใช้อะลูมิเนียมอย่างกว้างขวาง ซึ่งช่วยลดน้ำหนักและขนาดลงอย่างมากเมื่อใช้ร่วมกับ พลังที่เพียงพอ 70 แรงม้า และแรงบิดมหาศาลถึง 170 นิวตันเมตร ทำให้เครื่องยนต์ 1.3 ลิตรได้รับคะแนนโหวตจำนวนมาก

เมื่อพิจารณาถึงความสำเร็จทั้งหมดในด้านเครื่องยนต์ดีเซล เราสามารถพูดได้อย่างปลอดภัยว่าอนาคตอันใกล้ของยุโรปขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์เหล่านี้ มีพลังมากขึ้น เงียบขึ้น และสะดวกสบายมากขึ้นในการขับขี่ทุกวัน เมื่อคำนึงถึงราคาน้ำมันในปัจจุบัน ไม่มีเครื่องยนต์ประเภทใดที่มีอยู่ในปัจจุบันที่สามารถแทนที่ราคาน้ำมันในโลกเก่าได้

เอเชีย: กำลังมากขึ้นต่อลิตร

ความสำเร็จหลักของวิศวกรเครื่องยนต์ชาวญี่ปุ่นในช่วงสิบปีที่ผ่านมาคือกำลังเครื่องยนต์สูง ด้วยข้อจำกัดทางกฎหมาย วิศวกรจึงจัดการเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ยอดเยี่ยมในหลากหลายวิธี ตัวอย่างที่เด่นชัดคือจังหวะวาล์วแปรผัน ในช่วงปลายยุค 80 บริษัทฮอนด้าของญี่ปุ่นด้วย ระบบวีเทคได้ทำการปฏิวัติอย่างแท้จริง

ความจำเป็นในการเปลี่ยนระยะขึ้นอยู่กับโหมดการขับขี่ที่แตกต่างกัน ในเมือง สิ่งที่สำคัญที่สุดคือประสิทธิภาพและแรงบิดที่ รอบต่ำ,บนทางหลวง-ในระดับสูง ความปรารถนาของผู้ซื้อในประเทศต่างๆ ก็แตกต่างกันเช่นกัน ก่อนหน้านี้การตั้งค่าเครื่องยนต์คงที่ แต่ตอนนี้สามารถเปลี่ยนได้อย่างแท้จริงในระหว่างการเดินทาง

เครื่องยนต์ฮอนด้ายุคใหม่ติดตั้ง VTEC หลายประเภทรวมถึงอุปกรณ์สามขั้นตอน ที่นี่พารามิเตอร์ต่างๆ ได้รับการปรับไม่เพียงแต่ที่ต่ำและเท่านั้น ความเร็วสูงแต่โดยเฉลี่ยแล้ว ด้วยวิธีนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะรวมกำลังที่เข้ากันไม่ได้เข้าด้วยกัน: กำลังจำเพาะสูง (สูงถึง 100 แรงม้า/ลิตร), การสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงในโหมด 60–70 กม./ชม. ที่ 4 ลิตรต่อร้อย และแรงบิดสูงในช่วงตั้งแต่ 2000 ถึง 6000 รอบต่อนาที

ส่งผลให้ชาวญี่ปุ่นถ่ายทำได้สำเร็จ พลังงานสูงจากปริมาณที่น้อยมาก เจ้าของสถิติสำหรับตัวบ่งชี้นี้เป็นเวลาหนึ่งปีติดต่อกันยังคงเป็น Honda S2000 roadster ที่มีเครื่องยนต์ 2 ลิตรสำลักตามธรรมชาติที่ให้กำลัง 250 แรงม้า แม้ว่าเครื่องยนต์จะปรากฏในปี 1999 แต่ก็ยังเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ที่ดีที่สุด - อันดับสองในบรรดาคู่แข่งในปี 2548 ด้วยปริมาตร 1.8–2.0 ลิตร ความสำเร็จประการที่สองของญี่ปุ่นคือการติดตั้งแบบไฮบริด “Hybrid Synergy Drive” ที่ผลิตโดยโตโยต้าเป็นหนึ่งในผู้ชนะมากกว่าหนึ่งครั้ง โดยได้รับคะแนนสูงสุดในหมวด “เครื่องยนต์ประหยัด” ตัวเลขที่ระบุไว้ที่ 4.2 ลิตร/100 กม. สำหรับรถยนต์ที่ค่อนข้างใหญ่อย่าง Toyota Prius นั้นดีอย่างแน่นอน พลังของ Synergy Drive สูงถึง 110 แรงม้า และแรงบิดรวมของการติดตั้งน้ำมันเบนซิน - ไฟฟ้านั้นโดดเด่น - 478 นิวตันเมตร!

นอกเหนือจากประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงแล้ว ยังเน้นประเด็นด้านสิ่งแวดล้อมอีกด้วย: การปล่อยก๊าซไฮโดรคาร์บอนและไนโตรเจนออกไซด์จากเครื่องยนต์ต่ำกว่ามาตรฐาน Euro IV ที่กำหนดถึง 80 และ 87.5% เครื่องยนต์เบนซินและต่ำกว่าข้อกำหนดสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลถึง 96% ดังนั้น Synergy Drive จึงเหมาะสมกับกรอบการทำงานที่เข้มงวดที่สุดในโลก - ZLEV ซึ่งวางแผนจะเปิดตัวในแคลิฟอร์เนีย

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีแนวโน้มที่น่าสนใจ: เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับลูกผสมน้อยลงเรื่อยๆ บันทึกที่แน่นอนประสิทธิภาพ. มาดู Lexus RX 400h กันดีกว่า รถคันนี้กินน้ำมัน 10 ลิตรตามปกติอย่างสมบูรณ์ในรอบเมือง มีข้อแม้ประการหนึ่ง - นี่น้อยมากเมื่อพิจารณาถึงกำลังของเครื่องยนต์หลักคือ 272 แรงม้า และแรงบิด 288 นิวตันเมตร!

ถ้า บริษัทญี่ปุ่นโดยหลักๆ แล้วคือ Toyota และ Honda จะสามารถลดต้นทุนของหน่วยได้ ยอดขายรถยนต์ไฮบริดอาจเพิ่มขึ้นอย่างมากในอีก 5-10 ปีข้างหน้า

อเมริกา: ถูกและถูก

ในฟอรัมรถยนต์ของอเมริกาหลังการแข่งขัน "เครื่องยนต์แห่งปี" มีการถกเถียงกันอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้: เป็นไปได้อย่างไรที่ไม่มีเครื่องยนต์ที่ออกแบบของเราแม้แต่ตัวเดียวในหมู่ผู้ชนะ! ง่ายมาก: คนอเมริกัน แม้จะยังดำเนินอยู่ก็ตาม วิกฤติน้ำมันเชื้อเพลิงยังไม่ประสบความสำเร็จมากนักในการประหยัดน้ำมันแต่ประมาณ น้ำมันดีเซลและพวกเขาไม่อยากได้ยิน! แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าพวกเขาไม่มีอะไรจะคุยโว

ตัวอย่างเช่นเครื่องยนต์ไครสเลอร์ของซีรีส์ Hemi ซึ่งส่องแสง โมเดลอันทรงพลัง(ตามธรรมเนียมเรียกว่า "รถกล้ามเนื้อ" ในสหรัฐอเมริกา) ย้อนกลับไปในยุค 50 ชื่อของพวกเขามาจากภาษาอังกฤษครึ่งซีก - ครึ่งซีก แน่นอนว่ามีการเปลี่ยนแปลงมากมายในช่วงครึ่งศตวรรษ แต่รถยนต์ Hemi สมัยใหม่มีห้องเผาไหม้แบบครึ่งทรงกลมเหมือนเมื่อก่อน

ตามเนื้อผ้ากลุ่มเครื่องยนต์นั้นนำโดยหน่วยการกระจัดที่ไม่เหมาะสมตามมาตรฐานยุโรป - มากถึง 6.1 ลิตร เมื่อคุณเปิดหนังสือชี้ชวน ความแตกต่างในการออกแบบจะดึงดูดสายตาคุณ “ขุมพลังระดับชั้นนำ”, “อัตราเร่งที่รวดเร็วที่สุด”, “ ระดับต่ำเสียงดัง”...ทางผ่านบอกว่าสิ้นเปลืองน้ำมัน แม้ว่าเขาจะไม่แยแสกับวิศวกรก็ตาม เพียงแต่ว่าลำดับความสำคัญแตกต่างกันเล็กน้อย - ลักษณะแบบไดนามิกและ...ต้นทุนหน่วยต่ำ

เครื่องยนต์ Hemi ไม่มีเฟสแปรผัน พวกเขาไม่ได้บังคับมากนักและไม่สามารถเข้าใกล้หน่วยที่ดีที่สุดของญี่ปุ่นในแง่ของกำลังลิตรได้ด้วยซ้ำ แต่พวกเขาใช้ระบบ MDS ที่ชาญฉลาด (Multi Displacement System - ระบบที่มีหลายเล่ม) ตามชื่อที่บอกเป็นนัย ความหมายของมันอยู่ที่การปิดเครื่องยนต์สี่สูบจากแปดสูบ เมื่อไม่จำเป็นต้องใช้ "ม้า" ทั้งหมด 335 ตัวและแรงบิด 500 นิวตันเมตร ในเครื่องยนต์ 5.7 ลิตร ใช้เวลาเพียง 40 มิลลิวินาทีในการปิด ระบบที่คล้ายกันฉันเคยใช้ GM มาก่อน และนี่คือประสบการณ์ครั้งแรกของไครสเลอร์ จากข้อมูลของบริษัท MDS ช่วยให้คุณประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงได้มากถึง 20% ขึ้นอยู่กับสไตล์การขับขี่ของคุณ Bob Lee รองประธานฝ่ายเครื่องยนต์ของ Chrysler ภูมิใจมากกับเครื่องยนต์ใหม่: “การปิดใช้งานกระบอกสูบทำได้อย่างสวยงามและเรียบง่าย... ข้อดีคือความน่าเชื่อถือและราคาต่ำ”

โดยปกติแล้ว วิศวกรชาวอเมริกันไม่ได้จำกัดตัวเองอยู่แค่กระบอกสูบแบบเปลี่ยนได้ พวกเขากำลังเตรียมการพัฒนาที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง เช่น โรงไฟฟ้าที่มีพื้นฐานมาจาก เซลล์เชื้อเพลิง- เมื่อพิจารณาจากการปรากฏตัวของรถยนต์แนวคิดใหม่ที่มีเครื่องยนต์เช่นนี้มากขึ้นเรื่อยๆ อนาคตของพวกเขาจะถูกทาสีด้วยโทนสีชมพู

แน่นอนว่าเราสังเกตเห็นเฉพาะคุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของ "การสร้างเครื่องยนต์แห่งชาติ" เท่านั้น โลกสมัยใหม่มันเล็กเกินไปสำหรับวัฒนธรรมที่แตกต่างกันโดยพื้นฐานที่จะอยู่เคียงข้างกันโดยไม่มีอิทธิพลต่อกันและกัน บางทีวันหนึ่งพวกเขาจะคิดสูตรสำหรับเครื่องยนต์ "ระดับโลก" ในอุดมคติขึ้นมา? ในตอนนี้ ทุกคนชอบที่จะไปตามทางของตนเอง: ยุโรปกำลังเตรียมที่จะเปลี่ยนกองเรือเกือบครึ่งหนึ่งไปใช้น้ำมันเรพซีด แม้ว่าอเมริกาจะพยายามไม่สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในโลก แต่ก็ค่อยๆ จางหายไปจากมาสโตดอนที่โลภมาก และกำลังพิจารณาที่จะแปลงโครงสร้างพื้นฐานของประเทศทั้งหมดให้เป็นเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ญี่ปุ่น... เช่นเคย ใช้ประโยชน์จากเทคโนโลยีขั้นสูงและความเร็วในการนำไปใช้ในชีวิตอย่างน่าทึ่ง

ดีเซล "พีเอสเอ-ฟอร์ด"

ในอนาคตอันใกล้นี้ การผลิตเครื่องยนต์ใหม่สองตัวจะเริ่มขึ้น พัฒนาร่วมกันโดยความกังวลของเปอโยต์-ซีตรองและฟอร์ด (ฟิล เลค วิศวกรของฟอร์ดแนะนำให้พวกเขารู้จักกับนักข่าว) เครื่องยนต์ดีเซล 2.2 ลิตรมีไว้สำหรับรถยนต์เพื่อการพาณิชย์และรถยนต์นั่งส่วนบุคคล ขณะนี้ระบบคอมมอนเรลทำงานที่ความดัน 1,800 เอทีเอ็ม เชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ผ่านรูขนาด 135 ไมครอนเจ็ดรูในหัวฉีดเพียโซอิเล็กทริก (ก่อนหน้านี้มีห้ารู) ขณะนี้สามารถฉีดเชื้อเพลิงได้สูงสุดหกครั้งต่อการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงหนึ่งรอบ ผลลัพธ์ที่ได้คือไอเสียสะอาดขึ้น ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิง และลดการสั่นสะเทือน

มีการใช้เทอร์โบชาร์จเจอร์ความเฉื่อยต่ำขนาดกะทัดรัดสองตัว คนแรกรับผิดชอบเฉพาะ "ช่วงล่าง" ส่วนที่สองเปิดใช้งานหลังจาก 2,700 รอบต่อนาที ให้เส้นโค้งแรงบิดที่ราบรื่นถึง 400 นิวตันเมตรที่ 1,750 รอบต่อนาที และกำลัง 125 แรงม้า ที่ 4,000 รอบต่อนาที น้ำหนักเครื่องยนต์เทียบกับ รุ่นก่อนหน้าลดลง 12 กก. ด้วยสถาปัตยกรรมบล็อกกระบอกสูบใหม่

การพัฒนาการผลิตเครื่องยนต์ในประเทศต่างๆ มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง โดยพิจารณาจากระดับศักยภาพทางอุตสาหกรรม สถานะของทรัพยากรเชื้อเพลิง ประเพณี และความต้องการที่แตกต่างกัน อย่างไรก็ตาม ทิศทางหลักของการค้นหายังคงเป็นเรื่องปกติ ความพยายามของผู้เชี่ยวชาญในปัจจุบันมุ่งเป้าไปที่การพัฒนาและการผลิตเป็นหลัก ปอดที่ทันสมัยและเครื่องยนต์ขนาดกะทัดรัด ทรงพลัง และประหยัด ซึ่งก๊าซไอเสียจะมีสารพิษน้อยที่สุด เมื่อเร็วๆ นี้ ข้อกำหนดด้านระดับเสียงและการสั่นสะเทือนได้เพิ่มขึ้นอย่างมาก นี่เป็นความจำเป็นเร่งด่วนของระบบนิเวศ

มีข้อสังเกตในต่างประเทศว่าแม้จะมีการค้นหาและการวิจัยอย่างเข้มข้นที่นำไปสู่การสร้างเครื่องยนต์ประเภทใหม่ซึ่งมักจะผิดปกติมาก เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบจะยังคงเป็นเครื่องยนต์ขนส่งประเภทหลักทั้งในศตวรรษที่ 20 และ 20 จุดเริ่มต้นของ XXIศตวรรษ. แม้จะมีประวัติอันยาวนานในฐานะเครื่องยนต์สันดาปภายใน (เครื่องยนต์เบนซินเพิ่งฉลองครบรอบหนึ่งร้อยปี) ฝ่ายวิศวกรรมก็ยังคงค้นหาสิ่งใหม่ ๆ อยู่เสมอหรือแม้กระทั่งกลับไปสู่สิ่งเก่าที่ถูกลืม

วิธีลดแรงเสียดทาน

การค้นหาวิธีเพิ่มประสิทธิภาพเชิงกล ประการแรกนำไปสู่ความปรารถนาที่จะลดพื้นที่พื้นผิวถู ลดการใช้พลังงานในการขับเคลื่อนกลไกเสริม และการใช้งาน น้ำมันหล่อลื่นกับ ลดความหนืดและสารเติมแต่งบางชนิด

บริษัทชั้นนำหลายแห่งที่ออกแบบและผลิตเครื่องยนต์ของยานพาหนะกำลังค้นหาความเป็นไปได้ในการปรับปรุงคุณภาพของพื้นผิวภายในของกระบอกสูบ และทำให้ชิ้นส่วนที่เคลื่อนที่ไปกลับเบาลง อย่างหลังทำให้แรงเฉื่อยลดลงซึ่งทำให้สามารถลดเส้นผ่านศูนย์กลางของวารสารเพลาข้อเหวี่ยงได้และลดการสูญเสียแรงเสียดทานในตลับลูกปืนธรรมดา

มีการพยายามลดแรงเสียดทานในคู่ลูกสูบ-กระบอกสูบ ตัวอย่างเช่น เสนอให้สร้างลูกสูบที่มีพื้นที่เสียดสียื่นออกมาเหนือพื้นผิวของตัวกั้นลูกสูบ 25 ไมครอน มีการสร้างไซต์ดังกล่าวสองแห่งที่ ฝั่งตรงข้ามเส้นผ่านศูนย์กลางด้านล่าง แหวนลูกสูบและอีกอันอยู่ที่ส่วนล่างของกระโปรงอย่างสมมาตรกับระนาบการแกว่งของก้านสูบ พื้นที่เสียดทานรวมของลูกสูบบนผนังกระบอกสูบลดลง 40-70% (ขึ้นอยู่กับความยาวของสเกิร์ตลูกสูบ) เมื่อเทียบกับลูกสูบที่ออกแบบทั่วไป เพื่อสร้างเงื่อนไขที่ดีขึ้นสำหรับการหล่อลื่นแบบไฮโดรไดนามิกและรักษาลิ่มน้ำมันที่มั่นคงระหว่างพื้นผิวที่ถู ขอบของแผ่นสัมผัสเหล่านี้จึงถูกเอียงเป็นมุม 1°

การทดสอบแบบตั้งโต๊ะแสดงให้เห็นว่าในเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซลที่มีลูกสูบดัดแปลงดังกล่าว การสูญเสียแรงเสียดทานจะลดลง 7-11% ประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงได้เมื่อทำงานที่โหลดเต็มที่ 0.7-1.5% และกำลังที่มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้น 1.5 -2% .

สิ่งสำคัญไม่เพียงแต่จะต้องลดการสูญเสียจากแรงเสียดทานเท่านั้น แต่ยังต้องเพิ่มความน่าเชื่อถือของคู่การเสียดสีด้วย เทคโนโลยีสมัยใหม่เปิดกว้างขึ้น โอกาสที่เพียงพอ: ทนต่อการสึกหรอและ เคลือบป้องกันการกัดกร่อนการปรับสภาพพื้นผิวด้วยกลไกความร้อน การพ่นพลาสมาของโลหะผสมแข็งที่เป็นผง และอื่นๆ อีกมากมาย

วัสดุแห่งอนาคต

อนาคตของการสร้างเครื่องยนต์มีความเชื่อมโยงกันมากขึ้นด้วยการใช้โลหะผสมน้ำหนักเบา วัสดุคอมโพสิตและพลาสติก และเซรามิก

ดังนั้นในปีที่แล้วการผลิตเครื่องยนต์โดย บริษัท ตะวันตกที่มีเสื้อสูบทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมถึง 50% ของการผลิตทั้งหมดและฝาสูบทำจากโลหะผสมเบา - 75% เครื่องยนต์ความเร็วสูงขนาดเล็กและขนาดกลางเกือบทั้งหมดติดตั้งลูกสูบที่ทำจากโลหะผสมอลูมิเนียม

บริษัทรถยนต์ของญี่ปุ่นใช้หัวบล็อคที่ทำจากโลหะผสมอะลูมิเนียม-ไทเทเนียมกับเครื่องยนต์ที่ผลิตจำนวนมาก

ในสหรัฐอเมริกา กำลังดำเนินการผลิตบล็อกโดยใช้การปั๊มจากเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำที่มีความหนาเพียง 2.3 มม. ซึ่งช่วยลดต้นทุนการผลิตและช่วยลดน้ำหนักเมื่อเทียบกับบล็อกเหล็กหล่อ (น้ำหนักของบล็อกเหล็กประทับตราไม่เกินน้ำหนักของบล็อกที่หล่อจากโลหะผสมอลูมิเนียม) สำหรับชิ้นส่วนเครื่องยนต์ที่ทำงานภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิแตกต่างกันมาก จะมีการทดลองในการเสริมแรงโลหะผสมอะลูมิเนียมด้วยเส้นใยโบรอน

การทำงานเกี่ยวกับการสร้างชิ้นส่วนเครื่องยนต์จากวัสดุคอมโพสิตที่มีการเสริมแรงด้วยเส้นใย (ส่วนใหญ่เป็นก้านสูบและหมุดลูกสูบ) ได้เริ่มขึ้นแล้วในประเทศเยอรมนี ในระหว่างการทดสอบเบื้องต้น ก้านสูบสามารถทนต่อแรงอัดได้ถึง 10 ล้านรอบโดยไม่ถูกทำลาย ก้านสูบเหล่านี้มีน้ำหนักเบากว่าก้านเหล็กทั่วไปถึง 54% ขณะนี้พวกเขากำลังได้รับการทดสอบภายใต้สภาพการทำงานของเครื่องยนต์จริง

บริษัท อเมริกันสองแห่งซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ "เครื่องยนต์พลาสติก" ร่วมกันได้พัฒนาเครื่องยนต์ 4 สูบที่มีความจุ 2.3 ลิตรซึ่งมีเพลาลูกเบี้ยวสองตัวและหัวสูบสิบหกวาล์ว (4 วาล์วต่อสูบ) บล็อกกระบอกสูบและหัว, ลูกสูบ (พร้อมเคลือบทนความร้อน), ก้านสูบ, ชิ้นส่วนจ่ายแก๊สและกระทะทำจากพลาสติกเส้นใย ทำให้สามารถลดความถ่วงจำเพาะของเครื่องยนต์จาก 2.25 เป็น 0.70 กก./กิโลวัตต์ และระดับเสียงลดลง 30%

เครื่องยนต์พัฒนากำลังใช้งานจริง 240 กิโลวัตต์ และหนัก 76.4 กก. (ในรุ่นรถแข่ง) เครื่องยนต์ที่คล้ายกันซึ่งทำจากเหล็กและเหล็กหล่อมีน้ำหนัก 159 กก. ส่วนแบ่งชิ้นส่วนพลาสติกทั้งหมดอยู่ที่ 63%

เครื่องยนต์ “พลาสติก” นี้ใช้ระบบหล่อลื่นมาตรฐานและระบบระบายความร้อนด้วยน้ำแบบดั้งเดิม ชิ้นส่วนที่ใหญ่ที่สุด - บล็อกทรงกระบอก - ทำจากวัสดุคอมโพสิต (อีพอกซีเรซินพร้อมเส้นใยกราไฟท์) เครื่องยนต์ใช้เทอร์โมพลาสติก Torlon คุณภาพสูงอย่างกว้างขวางซึ่ง องค์ประกอบทางเคมีคล้ายกับโพลีเอไมด์ คาดว่าการใช้เทอร์โมพลาสติกนี้อย่างแพร่หลายจะเริ่มได้ภายใน 10 ปี

สิ่งที่เซรามิกสามารถทำได้

เครื่องยนต์เบนซินและดีเซลสมัยใหม่แปลงพลังงานเพียงหนึ่งในสามที่ได้รับจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงเป็นพลังงานกล ส่วนที่เหลือจะเข้าสู่การแลกเปลี่ยนความร้อนและสูญเสียไปพร้อมกับก๊าซไอเสีย เพิ่มความร้อน ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์, ของเขา ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงและยังสามารถลดการปล่อยสารพิษออกสู่ชั้นบรรยากาศได้ด้วยการเพิ่มอุณหภูมิของกระบวนการในห้องเผาไหม้ ซึ่งต้องใช้ชิ้นส่วนที่สามารถทนต่อความรุนแรงได้มากกว่านี้ ระบอบการปกครองของอุณหภูมิ- เซรามิกส์กลายเป็นวัสดุที่ "ปฏิวัติวงการ" อย่างแท้จริงสำหรับเครื่องยนต์

อย่างไรก็ตาม ไม่มีความเห็นเป็นเอกฉันท์เกี่ยวกับความเหมาะสมของการใช้อย่างแพร่หลาย ยังไม่สามารถบรรลุคุณสมบัติทางโครงสร้างของวัสดุเหล่านี้ได้อย่างสมบูรณ์ ราคาของวัสดุเซรามิกอยู่ในระดับสูง เทคโนโลยีสำหรับการประมวลผล เช่น การเจียรเพชร มีความซับซ้อนและมีราคาแพง การประมวลผลชิ้นส่วนเซรามิกเป็นเรื่องยากเนื่องจากความไวต่อข้อบกพร่องภายใน ชิ้นส่วนเซรามิกไม่ได้ถูกทำลายแบบค่อยเป็นค่อยไป แต่ทันทีและหมดสิ้น อย่างไรก็ตามทั้งหมดนี้ไม่ได้หมายความว่าควรละทิ้งเซรามิก วัสดุใหม่นี้น่าสนใจและมีแนวโน้มมาก: ทำให้สามารถเพิ่มอุณหภูมิการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในจาก 700° เป็น 1100°C และสร้างเครื่องยนต์ดีเซลที่มีประสิทธิภาพเชิงความร้อนที่ data48% (จำได้ว่าสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลทั่วไปนั้น คือ µ36%)

ในสหรัฐอเมริกา เช่น เครื่องยนต์ดีเซล 6 สูบ ไม่มี ระบบดั้งเดิมระบายความร้อนด้วยชิ้นส่วนหลายชิ้นที่มีการเคลือบเซอร์โคเนียมออกไซด์ทนความร้อน เครื่องยนต์ 170 กิโลวัตต์ที่มีความจุ 14 ลิตรนี้ถูกติดตั้งบนรถบรรทุกขนาด 4.5 ตัน ตลอดระยะทาง 10,000 กม. พบว่าอัตราการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงจำเพาะโดยเฉลี่ยน้อยกว่า 30-50% รถยนต์ปกติชั้นเรียนนี้

บริษัทญี่ปุ่นซึ่งดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุเซรามิกในปริมาณมากที่สุดและใช้เงินไปแล้วประมาณ 60 ล้านดอลลาร์สหรัฐฯ ในการทดลองตลอด 10 ปี ต่างมีทัศนคติเชิงบวกมากกว่า สันนิษฐานว่าชิ้นส่วนเซรามิก "คงที่" สำหรับเครื่องยนต์ดีเซลจะถูกนำไปผลิตจำนวนมากโดยเริ่มในปีนี้และชิ้นส่วนเซรามิกทั้งหมด - ภายในปี 1990 ส่วนแบ่งของวัสดุเซรามิกในชิ้นส่วนเครื่องยนต์จะอยู่ที่ 5 ถึง 30% ภายในปี 2543 .

เซรามิกส์มีความเปราะบางอยู่เสมอและจะยังคงเปราะบางอยู่ คำถามคือการใช้ล่าสุด กระบวนการทางเทคโนโลยีเพิ่มความแข็งแกร่งและความทนทานให้เป็นค่าที่มั่นใจในสมรรถนะของเครื่องยนต์ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าความสำเร็จหลักในการใช้เซรามิกที่มีความแข็งแรงสูงนั้นจะเกิดขึ้นไม่ได้หลังจากการปรากฏตัวของวัสดุใหม่ แต่ด้วยการพัฒนาและการนำเทคนิคทางเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าใหม่และวิธีการขึ้นรูปวัสดุที่มีคุณสมบัติที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

ที่พัฒนา เคลือบเซรามิกสำหรับห้องเผาไหม้และชิ้นส่วนแบริ่งอาจเป็นก้าวสำคัญในการสร้างชิ้นส่วน "เสาหิน" ที่ทำจากเซรามิกทั้งหมด หนึ่งในขอบเขตที่มีแนวโน้มมากที่สุดในการสร้างวัสดุเซรามิกที่มีประสิทธิภาพสูงคือการใช้เลเซอร์เพื่อสร้างอนุภาควัสดุที่มีขนาดเท่ากัน (การขึ้นรูปผงที่มีอนุภาคขนาดต่างกันจะลดคุณสมบัติด้านความแข็งแรงของชิ้นส่วนเซรามิกลงอย่างมาก) การแก้ปัญหา “เซรามิก” ทั้งหมดได้สำเร็จจะมีผลกระทบอย่างมากต่อความประหยัดในการสร้างเครื่องยนต์ ต้นทุนของเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถลดลงได้ไม่เพียงเพราะวัตถุดิบจะถูกลงและต้นทุนการผลิตจะลดลง แต่ยังเนื่องมาจากความจริงที่ว่าเครื่องยนต์จะง่ายขึ้นในการออกแบบ การปฏิเสธหม้อน้ำ (ตู้เย็น) ปั๊มน้ำ ระบบขับเคลื่อน และเสื้อสูบน้ำของเสื้อสูบจะช่วยลดน้ำหนักและขนาดของเครื่องยนต์ได้อย่างรวดเร็ว

นอกจากนี้ยังสามารถละทิ้งน้ำมันหล่อลื่นตามปกติได้ เป็นไปได้ว่าน้ำมันหล่อลื่นใหม่จะเป็นของแข็งหรือเป็นแก๊สและสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูง

เทอร์โบชาร์จเจอร์คืออะไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร?

ทิศทางการพัฒนาร่วมกันสำหรับทุกคน เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบ(น้ำมันเบนซิน ดีเซล ลูกสูบโรตารี ฯลฯ) มีการใช้ซูเปอร์ชาร์จอย่างแพร่หลาย

เติมพลังยังไง. การรักษาที่มีประสิทธิภาพการเพิ่มกำลังลิตรเป็นที่รู้กันมานานแล้ว ปรากฏครั้งแรกในวงการการบินในช่วงทศวรรษปี ค.ศ. 1920 จากนั้นในรถแข่ง สิ่งเหล่านี้คือซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบหมุนที่มีระบบขับเคลื่อนแบบกลไก (ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่ใช้กันมากที่สุดคือประเภท "Rute" ที่มีโรเตอร์สองหรือสามใบพัดสองตัว) จากนั้นพวกเขาก็ย้ายไปที่เครื่องยนต์ รถบรรทุก- ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ชนิดนี้ถูกนำมาใช้ในการก่อสร้างเครื่องยนต์ทางทะเลทั้งในและต่างประเทศมานานหลายทศวรรษ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่มีระบบขับเคลื่อนกังหันก๊าซ - เทอร์โบคอมเพรสเซอร์ (TC) ได้เริ่มใช้งานแล้ว ดังนั้นตอนนี้จึงมีการผลิตเป็นจำนวนมาก เครื่องยนต์ของรถยนต์ของการกระจัดขนาดเล็กและขนาดกลาง มีเพียง TK เท่านั้นที่ใช้เป็นหน่วยซุปเปอร์ชาร์จ การแพร่กระจายอย่างกว้างขวางได้รับการอำนวยความสะดวกโดยค่อนข้าง ต้นทุนต่ำความสามารถในการผลิต ความกะทัดรัด และความมั่นใจในสมรรถนะของเครื่องยนต์ที่สูง TC สะดวกเป็นพิเศษสำหรับเครื่องยนต์ของเรือ รถแทรกเตอร์ และอุปกรณ์ที่อยู่กับที่ซึ่งทำงานเป็นเวลานานด้วยความเร็วคงที่ของเพลาเครื่องยนต์

การเพิ่มกำลังและการลดการเคลื่อนที่ของเครื่องยนต์ไปพร้อมๆ กันทำให้สามารถถอดกำลังที่ต้องการออกได้ที่ช่องปีกผีเสื้อที่ใหญ่ขึ้น ดังนั้นเครื่องยนต์จึงทำงานในช่วงเวลาสำคัญในภูมิภาคของโหมดที่สอดคล้องกับการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเฉพาะที่ต่ำที่สุด พลังงานสำรองสำหรับการเร่งความเร็วและโหมดบังคับนั้นมาจากการอัดบรรจุอากาศมากเกินไป

บูสต์ช่วยอะไร? การเตรียมประจุสำหรับการเผาไหม้ได้รับการปรับปรุงเนื่องจากประจุใหม่มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น ความเร็วมวลที่ทางเข้ากระบอกสูบเพิ่มขึ้น พารามิเตอร์ของประจุเชื้อเพลิงก่อนการจุดระเบิดจะดีขึ้น ด้วยเหตุนี้อัตราการเผาไหม้มวลจึงเพิ่มขึ้น ค่าสูงสุดความดันและอุณหภูมิในการทำงาน

เครื่องยนต์ส่วนใหญ่ในโลกผลิตขึ้นสำหรับรถยนต์ที่เคลื่อนที่ในโหมดการเร่งความเร็วและลดความเร็วบ่อยครั้ง (โดยเฉพาะในเมือง) ดังนั้นบริษัทที่ผลิตเครื่องยนต์และส่วนประกอบเชื้อเพลิงจึงเริ่มค้นคว้าข้อมูลใหม่ (หรือลืมของเก่า แต่ใช้วัสดุใหม่) ประเภทของซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเครื่องยนต์สันดาปแนวรัศมีซึ่งประกอบด้วยกังหันก๊าซซึ่งขับเคลื่อนโดยก๊าซไอเสียและซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ (ล้อทั้งสองยื่นออกไปในแกนเดียวกัน) มีข้อเสียพื้นฐาน: ความเฉื่อยและการพึ่งพาของ จ่ายพลังงานของก๊าซไอเสีย (EG) มันเป็นความเฉื่อยที่อธิบายความล่าช้าในการบรรลุแรงบิดสูงสุดและกำลังสูงสุดเมื่อเทียบกับความเร็วของเครื่องยนต์ ปัญหาสามารถแก้ไขได้โดยการสร้างอุปกรณ์ควบคุมเพิ่มเติมหรือโดยการกลับไปใช้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยกลไก

ตัวอย่างเช่น ในญี่ปุ่น TC ได้รับการพัฒนาด้วย เรขาคณิตตัวแปรหัวฉีดสำหรับเครื่องยนต์ที่มีความจุ 2 ลิตร หน่วยใหม่ปรับปรุงลักษณะไดนามิกของเครื่องยนต์เพิ่มแรงบิด 12% และลดเวลาในการเข้าสู่โหมดการทำงาน ความดันสูงสุดเพิ่ม เส้นผ่านศูนย์กลางทางเข้าของหัวฉีดจะแปรผันตามแผ่นพับที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ตามการไหลของอากาศเข้า การไหลของอากาศเข้าของ TC เป็นสัดส่วนโดยตรงกับการไหลของก๊าซไอเสีย ดังนั้นการเปลี่ยนอินพุตจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของชุดกังหันที่ความเร็วต่ำและสูง

ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยกลไกมีความเฉื่อยน้อยกว่าและให้แรงบิดเพิ่มขึ้นซิงโครนัสกับความเร็วของเครื่องยนต์ ข้อเสียของซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบขับเคลื่อนได้แก่ น้ำหนักและขนาดที่สำคัญ ตลอดจนประสิทธิภาพที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับ TC ที่คล้ายคลึงกัน และระดับเสียงรบกวนที่เพิ่มขึ้น ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยกลไกต้องการการผลิตที่มีความแม่นยำสูง ที่จะได้รับ แรงดันสูงเพิ่มที่ ประสิทธิภาพสูงจำเป็นต้องมีซุปเปอร์ชาร์จเจอร์ ระบายความร้อนภายในโรเตอร์ ต้นทุนของพวกเขาสูงกว่าต้นทุนของ TC

กำลังพัฒนาโบลเวอร์แบบโรตารีแบบใบมีดพร้อมระบบขับเคลื่อนสายพานตัววีและหน้าตัดทางเข้าแบบปรับได้ ความเป็นไปได้ของการใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงที่มีการขับเคลื่อนแบบกลไกผ่านตัวแปรผันอย่างต่อเนื่องนั้นกำลังถูกสำรวจเพื่อให้เหมาะสมกับสมรรถนะและคุณลักษณะของเครื่องยนต์

หนึ่งในการออกแบบใหม่และมีแนวโน้มมากคือเครื่องแลกเปลี่ยนแรงดันคลื่น (WPE) ประเภท "Kompreks" ซึ่งใช้ทั้งระบบขับเคลื่อนกังหันแก๊สและกลไก มีการใช้กำลังเครื่องยนต์ประมาณ 1.0% ในการขับเคลื่อนยูนิต การอัดบรรจุมากเกินไปโดยใช้ VOD จะเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์อย่างมากในโซนโหมดการทำงาน ตัวอย่างเช่นสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน 4 สูบที่มีปริมาตรการทำงาน 1.7 ลิตร การใช้ Kompreks VOD จะเพิ่มกำลังให้มีค่าเทียบเท่ากับกำลังของเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีปริมาตร 2.5 ลิตร สำหรับเครื่องยนต์ Saurer ที่มีกำลัง 232 kW กำลังเพิ่ม 50% และแรงบิด 30-50%

การใช้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ (ทุกประเภท) จำเป็นต้องมีการพัฒนาเครื่องทำความเย็นด้วยอากาศ หรือที่เรียกว่าอินเตอร์คูลเลอร์ เนื่องจากอากาศจะได้รับความร้อนเมื่อมีการบีบอัด คูลเลอร์เพิ่มประสิทธิภาพและกำลังของเครื่องยนต์โดยเพิ่มความหนาแน่นของอากาศที่เข้าสู่ห้องเผาไหม้ อุณหภูมิอากาศที่ทางออกจะสูงถึง 120°C และอุณหภูมิอากาศที่ทางเข้าไปยังท่อร่วมดูดควรอยู่ระหว่าง 38-60°C อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุดสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลคือประมาณ 50°C หากอากาศที่ชาร์จถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำลง แม้ว่าความหนาแน่นของประจุจะเพิ่มขึ้น แต่กำลังก็จะลดลง เนื่องจากกระบวนการเผาไหม้จะลดลง การควบคุมอุณหภูมิอากาศกลางอย่างแม่นยำจะเพิ่มกำลัง 10%

ปัจจุบันการปรับปรุงกระบวนการทำงานเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในและลดความเป็นพิษของก๊าซไอเสียส่วนใหญ่เกิดจากการใช้ ยากจนส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ ได้แก่ สารผสมที่มีปริมาณน้ำมันเบนซินลดลง ในการทดลองล่าสุด การออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในทำให้สามารถลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงได้ 25-28%

อย่างที่คุณทราบ ต้องใช้อากาศ 15 กิโลกรัมในการเผาไหม้น้ำมันเบนซิน 1 กิโลกรัม ดังนั้นส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศปกติจะมีองค์ประกอบเป็น 15:1 องค์ประกอบของส่วนผสมมักจะมีลักษณะเป็นค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน a ซึ่งเป็นอัตราส่วนของปริมาณอากาศต่อเชื้อเพลิง 1 กิโลกรัมในส่วนผสมที่กำหนดกับอัตราส่วนที่จำเป็นในทางทฤษฎี การเผาไหม้ที่สมบูรณ์เชื้อเพลิงส่วนนี้ สำหรับส่วนผสมปกติ α=1.0; α>1 - สอดคล้องกับส่วนผสมแบบไม่ติดมันและไม่ติดมัน แอลฟา
อุปสรรคต่อการใช้ส่วนผสมแบบลีนรวมถึงการเพิ่มความเร็วเพลาข้อเหวี่ยงก็คือเวลาการเผาไหม้ของประจุที่เข้าสู่กระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบกันว่าที่ α=1.67 เวลาการเผาไหม้จะนานกว่าที่ α=1.00 5 เท่า ในที่สุดด้วยค่าวิกฤตบางประการของ a การจุดระเบิดของส่วนผสมแบบลีนภายใต้สภาวะปกติของการไหลของลามินาร์ (สั่งโดยไม่ต้องผสมชั้น) จะเป็นไปไม่ได้เลย

เพื่อที่จะหลีกเลี่ยงอุปสรรคนี้ จำเป็นต้องพัฒนาบางอย่าง อุปกรณ์พิเศษและระบบที่ให้การผสมแบบแอคทีฟ - ความปั่นป่วนนั่นคือการเปลี่ยนแปลงของการไหลแบบราบเรียบไปสู่กระแสน้ำวน (คล้ายกระแสน้ำวน) และสิ่งที่เรียกว่า การกระจายประจุแบบชั้นต่อชั้น.

สาระสำคัญของการกระจายประจุแบบชั้นต่อชั้นในห้องเผาไหม้ (CC) คือส่วนที่เข้ามาของส่วนผสมจะถูกแบ่งออกเป็นชั้นที่มีค่า α ที่แตกต่างกัน - ทำให้สมบูรณ์และหมดลงมากขึ้น ส่วนที่เสริมสมรรถนะของประจุในขณะที่หัวเทียนยิงอยู่ที่ขั้วไฟฟ้า มันติดไฟได้ง่ายและช่วยให้ส่วนผสมไม่ติดมันที่เหลือติดไฟได้อย่างรวดเร็ว

วิธีปรับปรุงกระบวนการทำงาน

สิ่งที่เรียกว่า "เอฟเฟกต์แบบบีบ" ได้กลายเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปั่นป่วนการไหลของส่วนผสม กระแสน้ำวนตามแนวแกนอันทรงพลังจะถูกจัดเรียง ณ เวลาที่ประจุเข้ามา จากนั้นจะมีกระแสไหลตามแนวรัศมีที่ผสมส่วนผสมให้เข้ากันเมื่อสิ้นสุดกระบวนการเผาไหม้

อุปกรณ์ดังกล่าวเวอร์ชันเริ่มต้นมีข้อเสียเปรียบอย่างมาก - ทำให้อุปทานลดลง ส่วนผสมการทำงาน 20% จากการทดลองอย่างกว้างขวางทำให้สามารถลดอัตราการไหลที่ลดลงเหลือ 10% ซึ่งถือว่าค่อนข้างยอมรับได้และได้รับการชดเชยด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการหลัก

อุปกรณ์สร้างกระแสน้ำวนแบบพิเศษ “Sekon” ได้รับการพัฒนา ซึ่งสร้างกระแสน้ำวนในแนวแกนที่มีทิศทางตรงข้ามกันสองตัวในกระบอกสูบเครื่องยนต์ มั่นใจได้ถึงผลลัพธ์ที่ต้องการด้วยส่วนที่ยื่นออกมาหลายโปรไฟล์ซึ่งมีรูปทรงที่ค่อนข้างซับซ้อนบนอานม้า วาล์วไอดี- การใช้อุปกรณ์นี้กับเครื่องยนต์รถจักรยานยนต์ Suzuki ช่วยลดการสิ้นเปลืองน้ำมันเชื้อเพลิงได้ 6.5-14.0% โดยมีกำลังลดลงเล็กน้อยมาก

ในเครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่ มีตัวเลือกต่างๆ สำหรับการจัดระเบียบ (ที่ส่วนท้ายของจังหวะการอัด) การเคลื่อนที่ในแนวรัศมีของส่วนผสมที่ไหลไปทางแกนกระบอกสูบกำลังถูกนำมาใช้มากขึ้น ทำได้โดยการสร้างพื้นผิวการกระจัดบางประเภทที่ด้านล่างของลูกสูบและบนหัวกระบอกสูบนั่นคือ ในบริเวณห้องเผาไหม้ (CC) ที่ล้ำหน้าที่สุดคือระบบ May Fairball ซึ่งใช้กับเครื่องยนต์ Jaguar 5.3L ที่มีอัตรากำลังอัด 11.5 ที่โหลดบางส่วน เครื่องยนต์นี้ทำงานได้อย่างเสถียรที่ค่าสูงถึง 1.5 เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าส่วนผสมไหลหลังจากผ่านวาล์วไอดีถูกบิดเบี้ยว บีบอัดในลักษณะคล้ายกระแสน้ำวน และในระหว่างการบีบอัดส่วนที่รวยที่สุด โดยจะมีความเข้มข้นอยู่ที่หัวเทียน

ในการติดไฟสารผสมแบบไร้ไขมัน จำเป็นต้องมีระบบจุดระเบิดที่เชื่อถือได้และทรงพลังเป็นพิเศษ โดยเฉพาะใช้การติดตั้งหัวเทียนจำนวน 2 หัวต่อสูบ ซึ่งเป็นหัวเทียนชนิดพิเศษที่มีการจ่ายไฟนานและแรงกว่า

บริษัท Bosch (เยอรมนี) ได้รับการพัฒนาตามหลักการ การออกแบบใหม่หัวเทียนพร้อมห้องหมุนในตัว หลักการทำงานของมันคือในช่องเล็ก ๆ ในตัวหัวเทียนซึ่งเป็นห้องที่มีการจุดประจุส่วนที่เตรียมไว้เป็นพิเศษเข้าสู่กระบอกสูบ ช่องสัมผัสสี่ช่องในตัวหัวเทียนทำให้เกิดความปั่นป่วนอย่างรุนแรงของประจุส่วนนี้และถูกละทิ้งไป (เนื่องจากการกระทำ แรงเหวี่ยง) ชั้นที่สมบูรณ์ที่สุดของอิเล็กโทรดหัวเทียน หลังจากการจุดระเบิด คบเพลิงเปลวไฟกว้างจะถูกดีดออกจากห้องหัวเทียนเข้าไปในกระบอกสูบผ่านช่องแนวเส้นสัมผัสและแนวแกนกลางเดียวกัน ซึ่งครอบคลุมประจุหลักปริมาณมากทันที

การค้นหาวิธีการใหม่ๆ ในการปรับปรุงกระบวนการทำงานเพิ่มเติมนำไปสู่การสร้างกลไกด้วย การกระจายประจุแบบชั้นต่อชั้น(บางครั้งใช้คำว่า "เครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีประจุแบบแบ่งชั้น") เครื่องยนต์ดังกล่าวสามารถใช้น้ำมันเบนซินออกเทนต่ำได้ เทียบได้กับตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจกับเครื่องยนต์ดีเซล และมีการปล่อยมลพิษต่ำ สามารถผลิตได้ตามรุ่นที่ผลิต

ความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในทิศทางนี้เกิดขึ้นโดย Ford (USA) ซึ่งสร้างเครื่องยนต์ PROCO (จากคำว่า Programmed Combustion - การเผาไหม้แบบตั้งโปรแกรม) และ Honda (ญี่ปุ่น)

เครื่องยนต์ PROKO ที่มีอัตราส่วนกำลังอัด 11 มีความโดดเด่นด้วยการใช้ระบบ ฉีดตรงน้ำมันเบนซินเข้าไปในห้องเผาไหม้โดยใช้หัวฉีด เชื้อเพลิงถูกจ่ายโดยปั๊มพิเศษ ไม่มีคาร์บูเรเตอร์ อากาศจะเข้าสู่กระบอกสูบแยกจากกันและผ่านเข้าไปโดยตรง ท่อร่วมไอดีที่ทางเข้าซึ่งมีวาล์วปีกผีเสื้อและวาล์วไอดี ทั้งองค์ประกอบเชิงคุณภาพ (อัลฟ่า) และปริมาณของส่วนผสมที่เกิดขึ้นในกระบอกสูบจะถูกควบคุมโดยอัตโนมัติ (ขึ้นอยู่กับน้ำหนักและตำแหน่งของคันเร่ง) การทำงานทั้งหมดของระบบจ่ายไฟและระบบจุดระเบิด (โดยการติดตั้งหัวเทียนสองตัวสำหรับแต่ละกระบอกสูบ) ถูกควบคุมโดยหน่วยอิเล็กทรอนิกส์ตามโปรแกรมพิเศษ

ด้วยรูปทรงพิเศษของลูกสูบที่มีห้องที่ด้านล่างและช่องทางเข้าที่ทำให้เกิดการไหลที่ปั่นป่วน ทำให้มั่นใจได้ถึงการก่อตัวของส่วนผสมที่ดี การกระจายส่วนผสมทีละชั้น และการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ ข้อเสียของการออกแบบคือความซับซ้อนของอุปกรณ์เครื่องยนต์ที่ใช้และโดยเฉพาะอย่างยิ่งหัวฉีด ซึ่งต้องการความแม่นยำในการผลิตเป็นพิเศษ

ระบบ CVCC (CVCC - การเผาไหม้ที่ควบคุมด้วยคอมพาวด์วอร์เท็กซ์ - กระบวนการเผาไหม้ด้วยกระแสน้ำวนที่ควบคุม) ถูกนำมาใช้กับเครื่องยนต์ฮอนด้าที่ผลิตแล้ว

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของเครื่องยนต์ Honda KVKK ที่น่าสนใจอย่างยิ่งซึ่งการออกแบบได้รับการคุ้มครองโดยสิทธิบัตรมากกว่า 230 ฉบับคือใช้สิ่งที่เรียกว่า การจุดระเบิดด้วยคบเพลิงก่อนห้อง- โดยพื้นฐานแล้ว นี่เป็นเครื่องยนต์เบนซินที่ผลิตจำนวนมากเพียงเครื่องเดียวที่ทำงานบนหลักการทำงานเดียวกันกับเครื่องยนต์ดีเซล

ห้องเผาไหม้แบ่งออกเป็นสองส่วนส่วนหลัก (89% ของปริมาตรทั้งหมด) และส่วนเล็ก (11%) - ห้องล่วงหน้าเองหรือห้องล่วงหน้าที่ติดตั้งหัวเทียน ในห้องเตรียมการซึ่งได้รับความร้อนอย่างเข้มข้นจากก๊าซไอเสีย "ประจุการจุดระเบิด" ซึ่งเป็นชิ้นส่วนที่ได้รับการจัดเตรียมเป็นพิเศษจะถูกทำให้ร้อนและจุดติดไฟ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศ- ในเวลาเดียวกันแนวคิดเรื่อง "การแบ่งชั้น" ซึ่งเราคุ้นเคยอยู่แล้ว - การแบ่งส่วนผสมออกเป็นแบบเสริมสมรรถนะและแบบหมดลงได้รับรูปแบบที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงในการออกแบบ KVKK ส่วน "การจุดระเบิด" ที่ได้รับการเสริมสมรรถนะจะไม่ถูกปล่อยออกมาในกระบอกสูบของเครื่องยนต์ แต่ตั้งแต่แรกเริ่ม เตรียมแยกกัน- การก่อตัวของส่วนผสมเกิดขึ้นในคาร์บูเรเตอร์สามห้องพิเศษซึ่งมีห้องเล็ก ๆ หนึ่งห้องที่ป้อนอาหาร ส่วนผสมที่อุดมไปด้วยห้องล่วงหน้าและห้องใหญ่สองห้องให้ส่วนผสมแบบลีนแก่ห้องเผาไหม้หลักของกระบอกสูบ

ปัจจุบันกระบวนการที่เรียกว่า "KVKK" เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวาง ตลอดระยะเวลาการทำงานมากกว่า 25 ปีเพื่อปรับปรุงเครื่องยนต์ได้รับการปรับปรุงให้ทันสมัยหลายประการซึ่งทำให้สามารถใช้น้ำมันเบนซินได้เหมือนกัน หมายเลขออกเทนเพิ่มอัตราส่วนกำลังอัดจาก 9 เป็น 11 และลดปริมาณการใช้เฉพาะลง 7% ค่าเฉลี่ยคือ α=1.3 ซึ่งสอดคล้องกับขีดจำกัดการสูญเสียประสิทธิผลของส่วนผสมที่ใช้งาน

การปรับอัตราส่วนกำลังอัดและจังหวะวาล์ว

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการระบุทิศทางการทำงานที่น่าสนใจอีกประการหนึ่งเพื่อปรับปรุงลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ตามทฤษฎี เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าอัตราส่วนการอัดคงที่และจังหวะเวลาของวาล์วที่เลือกไว้สำหรับโหมดการทำงานใดโหมดหนึ่ง (ระบุ) กลับกลายเป็นว่าไม่มีประสิทธิภาพเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง ตอนนี้มันเป็นไปได้จริงในการควบคุมทั้งอัตราส่วนกำลังอัดระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ - Volkswagenwerk AG กำลังดำเนินการตามทิศทางนี้ - และจังหวะวาล์ว - งานนี้ Ford Europe ดำเนินการ

คาดว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในของโฟล์คสวาเกนจะมี ระดับตัวแปรการบีบอัดจะมีประสิทธิภาพเชิงความร้อนเพิ่มขึ้นโดยเฉพาะที่โหลดบางส่วน ประสิทธิภาพในการโหลดบางส่วนสูงกว่าของ 12% เครื่องยนต์ธรรมดาเนื่องจากอัตราส่วนการอัดที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญทำให้สามารถใช้งานกับส่วนผสมที่บางมากได้

ปริมาตรของห้องเผาไหม้เปลี่ยนไปโดยใช้ "ลูกสูบ" เพิ่มเติมซึ่งภายในมีหัวเทียนอยู่ เมื่อโหลดเต็มที่ "ลูกสูบ" เสริมจะอยู่ในตำแหน่งบนสุดและอัตราส่วนกำลังอัดคือ 9.5 เมื่อทำงานที่โหลดลดลง "ลูกสูบ" จะลดลง ปริมาตรของห้องเผาไหม้จะลดลง และอัตราส่วนกำลังอัดจะเพิ่มขึ้นเป็น 15.0 ตามนั้น ระบบจุดระเบิดของเครื่องยนต์สันดาปภายในถูกควบคุมโดยคอมพิวเตอร์

ในการออกแบบที่ธรรมดาที่สุด เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบอนุกรมเพลาลูกเบี้ยวเดี่ยวใช้เพื่อขับเคลื่อนทั้งวาล์วไอดีและไอเสีย ในเวลาเดียวกันจะไม่รวมความเป็นไปได้ในการควบคุมจังหวะวาล์วแยกกันตามความเร็วหรือโหมดโหลดเช่นเดียวกับที่ทำกับจังหวะการจุดระเบิดและการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง

ดังนั้นจนถึงขณะนี้นักออกแบบจึงถูกบังคับให้ทำการตัดสินใจประนีประนอมระหว่างตัวบ่งชี้ที่น่าพอใจสำหรับส่วนบนและสำหรับ ขีดจำกัดล่างความเร็วหรือช่วงโหลด

ผู้เชี่ยวชาญของ Ford Europe แก้ไขปัญหาโดยใช้เพลาลูกเบี้ยวสองตัวแยกกัน (อันหนึ่งเพื่อขับเคลื่อนวาล์วไอดี อีกอันหนึ่งเพื่อขับเคลื่อนวาล์วไอเสีย) และสามารถหมุนอันหนึ่งโดยสัมพันธ์กับอีกอันหนึ่งในขณะที่เครื่องยนต์กำลังทำงาน เพลาถูกควบคุมโดย ระบบอิเล็กทรอนิกส์"Ford EKK-IV" ตั้งโปรแกรมจังหวะวาล์วให้เหมาะสมที่สุดสำหรับทุกสภาวะโหลด

กลไกในการควบคุมปริมาณการเหลื่อมของวาล์วประกอบด้วยเฟืองเกลียวกลางที่ขับเคลื่อนผ่านเพลากลางจากเพลาข้อเหวี่ยง และเฟืองเกลียวสองตัวที่สามารถเคลื่อนที่ไปตามร่องฟันไปตามแกนของเพลาลูกเบี้ยว การเคลื่อนที่ตามแนวแกนนี้ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งเชิงมุมโดยสัมพันธ์กันและเพลาข้อเหวี่ยง การเคลื่อนที่ตามแนวแกนนั้นมาจากข้อต่อเกียร์และเกียร์ที่ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า การเปลี่ยนแปลงโดยสิ้นเชิงของการเหลื่อมของวาล์วจาก 10 เป็น 90° เกิดขึ้นในเวลาเพียง 0.25 วินาที

การทดลองที่ดำเนินการโดยบริษัทแสดงให้เห็นว่าความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนค่าการทับซ้อนของวาล์วในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายในช่วยให้ประหยัดเชื้อเพลิงได้มากถึง 5% สำหรับเครื่องยนต์กำลังปานกลางและในเครื่องยนต์ พลังงานสูง- มากถึง 10% นอกจากนี้ ยังเป็นไปได้ที่จะลดความเร็วรอบเดินเบาขั้นต่ำที่เสถียรลงเหลือ 500 รอบต่อนาที ในขณะที่เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบทั่วไปค่านี้จะต้องไม่ต่ำกว่า 800 รอบต่อนาที ซึ่งช่วยประหยัดเพิ่มเติมระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

การเพิ่มจำนวนวาล์ว

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมามีลักษณะที่ปรากฏซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในตลาดของญี่ปุ่นและยุโรปตะวันตกของเครื่องยนต์อนุกรมที่มีฝาสูบสามและสี่วาล์ว (โดยวิธีนี้มีการใช้หัวดังกล่าวในรถแข่งมาตั้งแต่ปี 1912) บริษัทญี่ปุ่นสร้าง “สถิติ”: “Yamaha” ผลิตวาล์ว 5 วาล์ว (ทางเข้า 3 ช่อง ท่อไอเสีย 2 ช่อง) เครื่องยนต์สี่สูบและพัฒนาหกวาล์ว และซูซูกิก็เตรียมการเปิดตัวแปดวาล์ว

อะไรทำให้จำนวนวาล์วเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับปกติ (หนึ่งไอดีและหนึ่งไอเสีย)

เมื่อทำงานที่ความเร็วสูงสุด - ที่ความเร็วการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงสูงสุด - เครื่องยนต์เริ่ม "ทำให้หายใจไม่ออก" - กระบอกสูบไม่มีเวลาเติมส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศจนหมด ข้อต่อที่จำกัดของทางเดินจะกลายเป็นพื้นที่การไหลของวาล์วไอดี การเพิ่มเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วนี้และระยะชักด้วยขนาดที่เล็กของห้องเผาไหม้ถูกขัดขวางโดยความยากลำบากในการออกแบบ วิธีเดียวที่ได้ผลคือ เพิ่มจำนวนวาล์ว.

การใช้และการเผยแพร่วิธีการนี้ถูกขัดขวางมานานแล้วจากการพิจารณาทางเศรษฐกิจล้วนๆ เนื่องจากจำนวนชิ้นส่วนของกลไกการจ่ายก๊าซเพิ่มขึ้นหลายครั้ง งานปรับแต่งที่ซับซ้อน น้ำหนักของเครื่องยนต์ และต้นทุนจึงเพิ่มขึ้นตามไปด้วย ความสำเร็จของเทคโนโลยีสมัยใหม่ซึ่งทำให้สามารถลดต้นทุนโดยรวมในการผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ซับซ้อนมากขึ้นผ่านการใช้เครื่องมืออัตโนมัติ ทำให้สามารถใช้วิธีการที่รู้จักกันมานานได้ อย่างไรก็ตาม การใช้การออกแบบที่ซับซ้อนที่สุดอย่างกว้างขวางนั้นไม่น่าเป็นไปได้ ขณะนี้มีเพียงเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสามวาล์วเท่านั้นที่แพร่หลาย: เครื่องยนต์ 15 รุ่นดังกล่าวผลิตจำนวนมากในต่างประเทศ

เหตุใดพวกเขาจึงใช้การออกแบบสามวาล์วแทนที่จะเป็นสี่วาล์วในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ผลิตจำนวนมาก คำตอบนั้นง่าย วงจรสามวาล์วขับเคลื่อนด้วยเพลาลูกเบี้ยวหนึ่งอัน ในขณะที่วงจรสี่วาล์วจำเป็นต้องติดตั้งเพลาลูกเบี้ยวสองตัว

ในการผ่านเราสังเกตว่าในเครื่องยนต์หลายวาล์ว สำคัญได้รับระบบต่างๆ การควบคุมอัตโนมัติพารามิเตอร์ของระบบจ่ายก๊าซ โดยเฉพาะอย่างยิ่งมีการใช้อุปกรณ์ต่างๆ มากขึ้นเพื่อชดเชยขนาดของช่องว่างที่เปลี่ยนแปลงโดยอัตโนมัติเมื่อวาล์วร้อนขึ้นระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ ระบบจ่ายแก๊สมีให้เลือกทั้งแบบมีพุชเชอร์ไฮดรอลิกหรือแบบแปรผัน อิสระในวาล์วขับเคลื่อน นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในความสูงการทำงานของตัวยกวาล์วเป็นการควบคุมจังหวะเวลาของวาล์วตามลำดับ ระบบที่รู้จัก ปิดเครื่องอัตโนมัติชิ้นส่วนของกระบอกสูบภายใต้ภาระที่เบา

เมื่อออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่ วงจรหลายวาล์วถือเป็นมาตรการออกแบบที่สำคัญเพื่อปรับปรุงกระบวนการเผาไหม้ เพิ่มคุณสมบัติป้องกันการน็อค และลดความเป็นพิษของก๊าซไอเสีย

การผสมผสานที่กว้างขวาง การออกแบบและการผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบอัตโนมัติ

ผู้เชี่ยวชาญจากต่างประเทศเชื่อว่าไม่เพียงแต่ตอนนี้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอนาคตจนถึงปี 2000 เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ผลิตจำนวนมากจะเป็นเครื่องยนต์เบนซิน เล็กปริมาณการทำงาน จากการที่ประสบความสำเร็จในการทำงานเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดังกล่าว ความสนใจในการใช้ระบบดีเซลของขบวนรถยนต์นั่งส่วนบุคคลจึงลดลง สามารถลดการใช้น้ำมันเบนซินโดยเฉลี่ยจาก 312 เป็น 245 กรัม/กิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งสอดคล้องกับการเพิ่มประสิทธิภาพประสิทธิผลจาก 28 เป็น 35%

การใช้เทคโนโลยีที่ก้าวหน้าล่าสุดทั่วโลกเพิ่มขึ้น ส่งผลให้การผลิตชิ้นส่วนมีความแม่นยำมากขึ้นกว่าเดิมมาก กำลังนำเสนอหลักการพัฒนา "ครอบครัว" ของเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบใช้น้ำมันเบนซิน ด้วยการรวมกันของชิ้นส่วนในระดับสูงซึ่งใช้ในอุตสาหกรรมดีเซลมายาวนาน ตัวอย่างโดยเฉพาะอย่างยิ่งคือการสร้างโดย Volkswagen ของชุดเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีกำลังที่มีประสิทธิภาพ 29, 40 และ 55 kW ซึ่งมีชิ้นส่วนมาตรฐาน 220 ชิ้นรวมถึงข้อเหวี่ยงที่มีองค์ประกอบการติดตั้งต่างๆสำหรับฝาสูบ

ทิศทางหลักในการจัดการผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายในรุ่นใหม่จำนวนมากถือเป็นการแนะนำ สายการผลิตอัตโนมัติผลิตชิ้นส่วนและประกอบเครื่องยนต์

ตัวอย่างความทันสมัยที่ออกแบบมาเพื่อ การผลิตอัตโนมัติเครื่องยนต์สันดาปภายในอาจเป็นเครื่องยนต์ Fire-1000 ที่สร้างร่วมกันโดย Fiat (อิตาลี) และ Peugeot (ฝรั่งเศส) โดยมีการใช้คอมพิวเตอร์อย่างแพร่หลาย เป็นการใช้คอมพิวเตอร์ที่ทำให้สามารถแบ่งเบา ลดความซับซ้อน และปรับปรุงการออกแบบเครื่องยนต์ได้อย่างมาก โดยคำนึงถึงความต้องการของเทคโนโลยีที่ใช้หุ่นยนต์ให้ได้มากที่สุด ในระหว่างการพัฒนา Fire-1000 มีการสร้างและทดสอบต้นแบบ 120 ชิ้น ซึ่งแตกต่างกันไปในด้านการออกแบบ จำนวนกระบอกสูบ และกระบวนการทำงานที่ใช้

ปริมาณการทำงานของเครื่องยนต์ใหม่คือ 999 cm3 กำลัง - 33 kW ที่ความเร็วเพลาข้อเหวี่ยง 5,000 รอบต่อนาที น้ำหนัก - 69.3 กก. ซึ่งสอดคล้องกับตัวบ่งชี้เฉพาะที่ 2.1 กก./กิโลวัตต์ น้ำหนักของเครื่องยนต์ลดลงโดยการลดความสูงของเสื้อสูบและความหนาของผนังจาก 6 เป็น 4 มม. ทำให้สะพานระหว่างกระบอกสูบแคบลง และทำให้ฉากกั้นแบริ่งหลักเบาลงอย่างมาก แจ็คเก็ตระบายความร้อนครอบคลุมเฉพาะส่วนบนของกระบอกสูบ บล็อกไม่มีครีบ และผนังด้านข้างตามแนวของกระบอกสูบ ช่วยลดปริมาตรของน้ำหล่อเย็น บล็อกกระบอกสูบมีน้ำหนักเพียง 18 กก. เป็นที่ทราบกันดีว่าห้องเผาไหม้ซึ่งมีรูปร่างเป็นวงรีแบนนั้นไม่ได้รับการประมวลผลด้วยซ้ำ เนื่องจากใช้กระบวนการอัตโนมัติของการหล่อที่มีความแม่นยำสูง ปั๊มน้ำซึ่งอยู่ที่หัวบล็อกและเพลาลูกเบี้ยวขับเคลื่อนด้วยสายพานฟันเฟือง ปั้มน้ำมันเกียร์ภายในตั้งอยู่ในบล็อกและขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยง มีการติดตั้งผู้จัดจำหน่ายระบบจุดระเบิดทรานซิสเตอร์แบบไร้สัมผัสที่ส่วนท้ายของเพลาลูกเบี้ยว

ด้วยระยะทางสูงสุด 100,000 กม. เครื่องยนต์ไม่ต้องการการบำรุงรักษาใด ๆ

บทสรุป

ตามที่ผู้เชี่ยวชาญชั้นนำจากต่างประเทศแพร่หลาย การประยุกต์ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในใหม่ขั้นพื้นฐานในการออกแบบและหลักการทำงาน

ทิศทางหลักสำหรับการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินทั่วไปที่มีการเคลื่อนที่ขนาดเล็กและขนาดกลางในอนาคตยังคงเพิ่มขึ้นอีกในประสิทธิภาพเชิงกลและตัวชี้วัดทางเศรษฐกิจและการลดความเป็นพิษของก๊าซไอเสีย การค้นหาวัสดุและเทคโนโลยีใหม่ การพัฒนาระบบซูเปอร์ชาร์จเจอร์ และกระบวนการปฏิบัติงานใหม่จะดำเนินต่อไป งานวิจัยในทุกสาขาเหล่านี้ดำเนินการโดยมีการใช้คอมพิวเตอร์และโปรแกรมที่แพร่หลายมากขึ้นซึ่งรวบรวมโดยใช้ข้อมูลที่ได้จากการทดลอง

ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา การพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้น้ำมันเบนซินได้ประสบความสำเร็จในการลดการสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงเฉพาะโดยเฉลี่ยมากกว่า 20% ขณะเดียวกันก็เป็นไปตามมาตรฐานการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดมากขึ้น มีการพบวิธีการในการจัดระเบียบกระบวนการเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพและเป็นพิษต่ำด้วยอัตราส่วนการอัดที่เพิ่มขึ้นและการใช้ส่วนผสมระหว่างเชื้อเพลิงและอากาศแบบลีน การพัฒนาบางอย่างได้ถูกนำมาใช้ในการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบอนุกรมของการออกแบบตามปกติ เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีการปรับปรุงและแพร่หลายมากขึ้นด้วยฝาสูบสามและสี่วาล์ว

เพื่อขยายขอบเขตการควบคุมการเผาไหม้คุณภาพสูงและลดการสูญเสียจากการแลกเปลี่ยนก๊าซ จึงมีการพัฒนาแผนการต่างๆ สำหรับการปิดกระบอกสูบหนึ่งกระบอก (หรือกลุ่มกระบอกสูบ) เพื่อลดปริมาณการทำงานที่โหลดบางส่วน แนวคิดเดียวกันนี้ถูกนำมาใช้ในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ผลิตจำนวนมากโดยลดการแทนที่และการชดเชยตัวบ่งชี้กำลังเมื่อโหลดเต็มโดยการแนะนำการอัดบรรจุอากาศมากเกินไป

ในระดับการวิจัยเชิงทดลองจะพิจารณาความเป็นไปได้ในการควบคุมอัตราส่วนการอัดและระยะเวลาของวาล์วในระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายใน

เพื่อให้เทคโนโลยีง่ายขึ้น ลดน้ำหนัก ลดภาระทางกลและความร้อน ระดับเสียงและการสั่นสะเทือน งานยังคงดำเนินต่อไปในการใช้วัสดุคอมโพสิตที่ทำจากพลาสติก การปรับปรุงคุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของวัสดุเซรามิกอย่างมีนัยสำคัญยังทำให้สามารถนำไปใช้ในการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในได้จริง

หมายเหตุ

1. การอัดบรรจุอากาศจะดำเนินการเพื่อเพิ่มความดันและความหนาแน่นของอากาศที่จ่ายให้กับกระบอกสูบของเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยใช้คอมเพรสเซอร์ - อัดบรรจุอากาศ