Самый маленький дизельный двигатель: назначение и перспективы

Мини-двигатель внутреннего сгорания – так ли он функционален?

Поскольку нефтепродукты постоянно растут в цене (ведь нефти свойственно заканчиваться), стремление к экономии на горючем вполне понятно, и мини-двигатель мог бы стать неплохим решением.

Насколько экономичен мини-двигатель внутреннего сгорания?

Как известно, ДВС делятся на бензиновые и дизельные, причем как первые, так и вторые сегодня претерпевают значительные изменения. Причиной модернизации, как самих механизмов, так и топлива, является значительно ухудшившаяся экология, на состояние которой влияют и выхлопы техники, работающей на жидком горючем. Так, к примеру, появился эко-бензин, разведенный спиртом в пропорции от 8:2 до 2:8, то есть спирта в таком топливе может содержаться от 20 до 80 процентов. Но на этом модернизация и закончилась. Тенденция уменьшения бензиновых двигателей в объеме практически не наблюдается. Самые маленькие образцы устанавливаются в авиамодели, более крупные используются на газонокосилках, лодочных моторах, снегоходах, скутерах и другой подобного рода технике.

Что же касается дизельных ДВС, сегодня действительно сделано немало для того, чтобы этот двигатель стал по-настоящему микроскопическим. В настоящее время концерном Toyota созданы самые маленькие микролитражки Corolla II, Corsa и Tercel, в них установлены дизельные двигатели 1N и 1NT объемом всего 1.5 литра. Одна беда – срок службы таких механизмов чрезвычайно низкий, и причина тому – очень быстрая выработка ресурса цилиндро-поршневой группы. Существуют и совсем крошечные дизельные ДВС, объемом всего 0.21 литра. Их устанавливают на компактную мототехнику и строительные механизмы, но мощности большой ожидать не приходится, максимум, что они выдают – 3.25 л.с. Впрочем, и расход топлива у таких моделей небольшой, о чем говорит объем топливного бака – 2.5 литра.


Насколько эффективен самый маленький двигатель внутреннего сгорания?

Обычный ДВС, действие которого основано на возвратно-поступательном движении поршня, теряет производительность по мере уменьшения рабочего объема. Все дело в значительной потере КПД при преобразовании этого самого движения ЦПГ во вращательное, столь необходимое для колес. Однако еще до Второй Мировой Войны механик-самоучка Феликс Генрих Ванкель создал первый действующий образец роторно-поршневого ДВС, в котором все узлы только вращаются. Логично, что данная конструкция, очень напоминающая электромотор, позволяет сократить количество деталей на 40 %, по сравнению со стандартными двигателями.

Несмотря на то, что до сегодняшнего дня не решены все проблемы данного механизма, срок службы, экономичность и экологичность соответствуют установленным мировым стандартам. Производительность же превосходит все мыслимые пределы. Роторно-поршневой ДВС с рабочим объемом 1.3 литра позволяет развить мощность в 220 лошадиных сил. Установка же турбокомпрессора увеличивает этот показатель до 350 л.с., что очень даже существенно. Ну, а самый маленький двигатель внутреннего сгорания из серии «ванкелей», известный под маркой OSMG 1400, имеет объем всего 0.005 литра, однако при этом выдает мощность в 1.27 л.с. при собственном весе 335 граммов.

Основное преимущество роторно-поршневых двигателей – отсутствие шумов, сопровождающих работу механизмов, благодаря низкой массе работающих узлов и точному балансу вала.

Самый маленький дизельный двигатель как источник энергии

Если говорить о полноценном цилиндро-поршневом механизме, то на сегодняшний день самые небольшие размеры имеет детище инженера Йесуса Уайлдера. Это 12-цилиндровый двигатель V-образного типа, полностью соответствующий ДВС Ferrari и Lamborghini. Однако на деле механизм является бесполезной безделушкой, поскольку работает не на жидком топливе, а на сжатом воздухе, и при рабочем объеме в 12 кубических сантиметров имеет очень низкий КПД.

Другое дело – самый маленький дизельный двигатель, разработанный учеными Великобритании. Правда, в качестве горючего для него требуется не солярка, а особая самовозгорающаяся при увеличении давления смесь метанола с водородом. При тактовом движении поршня в камере сгорания, объем которой не превышает одного кубического миллиметра, возникает вспышка, приводящая механизм в действие. Что любопытно, микроскопических размеров удалось добиться путем установки плоских деталей, в частности, те же поршни являются ультратонкими пластинами. Уже сегодня в ДВС с габаритами 5х15х3 миллиметра крошечный вал вращается со скоростью 50.000 об/мин, вследствие чего производит мощность порядка 11,2 Ватта.

Пока перед учеными стоит ряд проблем, которые необходимо решить перед тем, как выпускать дизельные мини-двигатели на поточное производство. В частности, это колоссальные теплопотери из-за чрезвычайно тонких стенок камеры сгорания и недолговечность материалов при воздействии высоких температур. Однако, когда все-таки крошечные ДВС сойдут с конвейера, всего нескольких граммов топлива хватит, чтобы заставить механизм при КПД в 10 % работать в 20 раз дольше и эффективнее аккумуляторов таких же размеров.

Что спасет дизель от вымирания?

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

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

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

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

Тест на токсичность автомобилей: выход в город

Bosch активно готовится к внедрению сертификационного теста RDE (Real Driving Emissions). Как следует из названия, это измерение выбросов оксидов азота (NOx) в режиме реальной езды. В программу входит три режима движения: городской со скоростью до 60 км/ч, пригородный в диапазоне 60–90 км/ч и трассовый с разгоном до 145 км/ч. Общее время теста составляет от 90 до 120 минут, на каждую из трех секций должно приходиться не менее 16 км. Такие испытания дают картину, максимально приближенную к обычной жизни. Из-за этого и объем выбросов оказывается гораздо выше, чем в нынешнем «овощном» цикле NEDC, будто бы специально заточенном под получение фантастических результатов расхода топлива. Это не означает, что машины станут «грязнее», просто результаты, полученные по новой методике, гораздо ближе к реальным.

Более того, даже в рамках одного цикла RDE показать одинаковые результаты в лаборатории и на дорогах общего пользования невозможно. В первом случае, несмотря на более жесткую программу, укладываться в существующие нормы Евро‑6 всё же придется. Кто-то сумеет сделать это и с существующими моторами, другим потребуется раскошелиться на доработки. А вот реальные дороги — другое дело. Тут в игру вступают рельеф, погода, трафик и другие факторы. Поэтому вводится повышающий коэффициент относительно прописанных в законодательстве норм. С 1 сентября 2017 года, когда RDE вступит в силу, коэффициент будет равен 2,0, а с 2021 года — 1,5. Это означает, что на «открытом воздухе» автомобилям позволят выбрасывать оксидов азота NOx в полтора-два раза больше, чем в лаборатории. Но со временем от производителей потребуют сократить разницу. Напомним, что ныне действующими нормами Евро‑6 установлен лимит 0,08 г/км для дизельных двигателей и 0,06 г/км для бензиновых.

Будет полезно:  Замена ремня грм пежо 307 2.0

Экологи негодуют: власти разрешили машинам «чадить» вдвое больше! Словно никто не в курсе, каким образом достигались красивые результаты прошлых лет. На махинациях с выбросами спалился не только Volkswagen — вот и Daimler отзывает три миллиона дизельных Мерседесов. Трясут и других производителей.

Тест RDE появился не в одночасье. Еще в 2015 году немецкий клуб ADAC испытал 69 автомобилей на соответствие экологическим требованиям Евро‑6, прогнав их по этому перспективному циклу. Три десятка машин в отведенные рамки не уложились. Но остальные-то сумели или были максимально близки к этому! Значит, не все так безнадежно?

Изменения в методике замеров вредных выбросов грядут во всем мире. На смену региональным ездовым циклам, включая европейский NEDC, идет методика WLTC — Worldwide harmonized light vehicles test cycle, «Всемирный гармонизированный (что означает — согласно техническому регламенту) тестовый цикл для легковых автомобилей». Она отличается меньшей продолжительностью простоев (13,4%), более интенсивными разгонами (ускорения до 1,58 м/с²), самой высокой средней и максимальной скоростями (53,8 и 131,3 км/ч соответственно) — иными словами, ближе к реальной жизни. А нормы выбросов Евро‑6 остаются прежними. И тест RDE на выбросы NOx станет довеском к циклу WLTC.

Чем богаты?

В последние годы все реже встречаются революционные разработки. Инженеры и программисты «допиливают» существующие системы, обогащая их новыми функциями. Так, компания Bosch похвасталась системой распознавания препятствий и экстренного торможения, которая теперь отслеживает велосипедистов. Ведь скоро для получения высшего балла в краш-тестах по методике EuroNCAP будет недостаточно распознавать только автомобили и пешеходов.

Штатная мультимедиасистема выходит на пугающий уровень осведомленности. Автоматически синхронизируясь со смартфоном владельца, она напоминает о встречах из календаря, прокладывает до них путь и даже анализирует предпочтения хозяина по части музыки, развлечений и выбираемых маршрутов. Полагаю, что беспокоиться о будущем своей профессии нужно не только водителям, но и сыщикам: с такими помощниками любое расследование займет не более часа.

В создаваемую систему общения Bosch собирается включить не только автомобили и элементы дорожной инфраструктуры, но и мотоциклы. Это станет возможным благодаря шлемам с функцией дополненной реальности.

А еще немцы представили концепцию поиска свободных парковочных мест через облачный сервис. Суть в том, что Bosch заставит работать постоянно парковочные датчики автомобилей, которые смогут мониторить обочины даже на скорости 50 км/ч и выше. Обнаружив достаточный интервал, они отправят его координаты в облако, откуда те будут разосланы во все подключенные машины в этом районе — и каждый водитель сможет узнать о доступных местах в окрестностях и в одно касание экрана построить к ним маршрут. Хотя в центре мегаполиса, где карман остается незанятым не дольше нескольких минут, эта функция вряд ли окажется по-настоящему полезной.

АЛЬТЕРНАТИВА

На одном стенде я увидел очень актуальную для России разработку — комплекс eCall (аналог нашей ЭРА-ГЛОНАСС) для старых автомобилей. Компактный гаджет вставляется в разъем прикуривателя, внутри него скрыт акселерометр, измеря­ющий продольные и поперечные ускорения, и модуль Bluetooth для синхронизации со смартфоном. При первом включении устройство надо зарегистрировать в системе, указав свои данные и данные автомобиля, а также номер привязанного телефона.

По алгоритму, используемому в системе подушек безопасности, прибор понимает, что произошла авария, и поднимает тревогу. Сам никуда не позвонит, это сделает смартфон водителя. Конечно, есть риск, что смартфон не переживет столкновение или головное устройство не удержится в гнезде прикуривателя. Но бюджетный альтернативный вариант по определению подразумевает ряд оговорок. И лучше уж так, чем вовсе без защиты.

Выдается гаджет бесплатно, абонентская плата — всего 10 евро (700 рублей) в год. Напомнить, сколько стоит установка терминала ЭРА-ГЛОНАСС в подержанную машину под ключ? Тридцать тысяч рублей и более! Причем акселерометра в нем нет, а чтобы вызвать экстренные службы, нужно нажать на кнопку. Пожалуй, шансов выжить в серьезной аварии с европейской системой больше.

Компактный дизельный двигатель: зачем нужен субкомпактный поршневой мотор

В нашей предыдущей статье мы уже рассказывали о самом большом двигателе внутреннего сгорания. При этом ни для кого не секрет, что постоянный рост цен на нефтепродукты и сложная экологическая ситуация являются основными факторами, которые сильно влияют на ДВС. Указанное влияние фактически сводится к одному – максимальное снижение расхода топлива и эффективная очистка отработавших газов.

При этом важно понимать, что наиболее качественно снизить потребление горючего удается за счет уменьшения рабочего объема двигателя. Однако такое уменьшение закономерно приводит к тому, что двигатель становится менее мощным и надежным, теряется приемлемая динамика разгона ТС и т.д.

Если говорить о бензиновых двигателя, изготовление слишком маленьких агрегатов по рабочему объему для авто и широкого списка другой техники в наши дни попросту нецелесообразно по целому ряду причин. При этом маленькие дизельные двигатели вполне имеют право на жизнь и активно разрабатываются. Давайте остановимся на этом более подробно.

Самые маленькие дизельные моторы, бензиновые и роторно-поршневые ДВС

Как уже было сказано выше, решение задачи по снижению токсичности выхлопа и общего количества вредных выбросов в атмосферу потребовало всесторонних изменений. Определенные доработки затронули как сами ДВС, так и топливо для них.

Бензиновые моторы стали использовать горючее, в котором допускается наличие большого количества спирта (в отдельных случаях до 75-80%), в дизельные ДВС заливается биодизель.

  • Что же касается миниатюрных версий, самые маленькие бензиновые двигатели сегодня используются в авиамоделировании (ставятся на авиамодели), а также на маленьких моделях радиоуправляемых машин, судов и т.п.

Если просто, необходимый КПД в процессе преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное значительно понижается в агрегатах на бензине, чего становится недостаточно для прокручивания колес автомобиля или выполнения другой полезной работы.

Вернемся к микромоторам. Еще отметим, что некоторые ошибочно считают известные микродвигатели инженера Йесуса Уайлдера V12 и V16 наглядным образцом самого маленького бензинового двигателя. Однако на практике такой мотор скорее игрушка, чем практичный ДВС. Дело в том, что агрегат работает не на жидком топливе. В действие двигатель приводит сжатый воздух, а КПД находится на весьма низкой отметке.

  • Если же говорить о дизелях, этот тип двигателя имеет сегодня все шансы стать не просто маленьким, а фактически микроскопическим. Начнем с того, что сегодня часто встречаются маленькие дизельные двигатели, которые имеют рабочий объем чуть больше 0.2 л. и выдают, в среднем, 3.2 л.с.

Такие субкомпактнтые дизели прижились на небольшой мототехнике, а также приводят в действие различные механизмы. Вместительность топливного бака для такого мотора обычно составляет около 2.5 л. солярки.

Будет полезно:  Внедорожники стали дороже: увеличены цены на «ниву» и «патриот»

Примечательно то, что рабочий объем цилиндра составляет всего лишь 1 миллиметр кубический. Таких малых размеров удалось добиться посредством изготовления ультратонких плоских элементов. Поршни больше напоминают прочные тонкие пластинки, а общие габариты ДВС составляют 5*15*3 мм. Для сравнения, такой двигатель можно разместить на ногте большого пальца человеческой руки. При этом коленвал раскручивается до 50 тыс. об/мин, а мощность установки составляет чуть более 11 Ватт.

  • Еще добавим, что отдельного внимания заслуживает и роторно-поршневой двигатель Ванкеля (роторный двигатель). Особенностью такого мотора является то, что в нем нет привычных поршней, цилиндров, элементов КШМ и т.д.

Детали внутри него совершают только вращательное движение, а сам агрегат больше похож на электродвигатель. В роторном агрегате почти в половину меньше деталей по сравнению с дизельным или бензиновым поршневым ДВС, то есть данная силовая установка компактнее по размеру и легче по весу.

Однако и это не главное. Такой тип двигателя имеет очень высокий КПД. Например, роторно-поршневой мотор, объем которого составляет всего 1.3 литра, при этом выдает целых 220 л.с. Если же оснастить этот агрегат турбонаддувом, тогда мощность можно поднять до 350 л.с. Главный недостаток — высокий расход горючего.

Что касается субкомпактных версий, самый маленький роторный двигатель весит всего 335 г. и является мотором с индексом OSMG 1400. Его рабочий объем составляет 0.005 литра, при этом мощность почти 1.3 л.с.

Что в итоге

Как видно, если учесть значительную потерю КПД при уменьшении объема бензинового двигателя, а также специфические особенности в виде повышенного расхода топлива и сниженной надежности роторно-поршневого мотора, компактный дизельный двигатель является наиболее перспективным вариантом во всех отношениях.

При этом такие агрегаты будут потреблять уже не литры, а граммы топлива, показатель КПД вполне может оказаться на отметке около 7-10%. Это значит, что такой двигатель в качестве источника энергии окажется более эффективным и намного более долговечным решением по сравнению с различными аккумуляторными батареями, которые могут быть схожи по габаритам.

Дизельный оппозитный двигатель Субару (Subaru Boxer Diesel). Устройство и особенности оппозитного мотора, преимущества и недостатки указанного типа ДВС.

Какой срок службы двигателя является нормой для современных моторов. Почему не осталось двигателей “миллионников”. Как увеличить ресурс современного ДВС.

Основные отличия, а также преимущества и недостатки 8-и клапанных моторов по сравнению с 16-и клапанными двигателями. Какой силовой агрегат лучше выбрать.

Особенности и отличия оппозитного двигателя от других поршневых ДВС. Преимущества оппозитного мотора, минусы данной конструкции, нюансы обслуживания.

Назначение и функции форкамеры в устройстве предкамерных бензиновых и дизельных двигателей. Внедрение предкамеры для повышения мощности и экономии топлива.

Виды двигателей внутреннего сгорания, отличия различных типов ДВС. Особенности компоновки, объем двигателя, мощность, крутящий момент и другие параметры.

Эковатт: Самый большой и самый маленький в мире дизельные двигатели!

Самый маленький дизельный двигатель, может разместиться на кончике пальца…

Жидкие углеводороды содержат в 100 раз больше энергии на единицу веса, чем литий-ионные батареи, и в 300 раз больше, чем никель-кадмиевые. Поэтому в последние годы вырос интерес к топливным элементам для электроники. Однако есть и другой подход к производству энергии для миниатюрной аппаратуры. Уже не первый год исследователи в США и Европе говорят о появлении микроскопических двигателей, которые питались бы различным углеводородным топливом и приводили бы в движение крошечные генераторы.

самый большой в мире дизельные двигатель,самый маленький в мире дизельный двигатель, биодизель, жидкое биотопливо

В различных экспериментах учёные уже показывали нам крошечные газовые турбинки и, скажем, двигатели Ванкеля. А вот специалисты из Великобритании полагают, что массу преимуществ можно получить, если сделать микроскопический поршневой ДВС. Эта работа ведётся под руководством профессора Симоны Хохгреб (Simone Hochgreb) из Центра исследования горения (Combustion Research Centre) университета Кембриджа (Cambridge University) и доктора Кили Цзян (Kyle Jiang) из Центра микроинжиниринга и нанотехнологий (Micro-Engineering and Nano-Technology Research Centre) университета Бирмингема (University of Birmingham). Они проектируют двигатели с объёмом камеры сгорания порядка одного кубического миллиметра. Есть и первые образцы, правда, из опубликованных материалов не вполне ясно – работают ли они так, как задумано. По всей видимости – ещё нет. Однако сама идея весьма любопытна. Прежде всего, нужно сказать, что детали этих двигателей – плоские. Те же поршни – это крошечные пластинки, выполненные методом ультрафиолетовой литографии. Поршни движутся, будучи закрытыми с краёв фигурной пластиной, играющей роль корпуса, а сверху и снизу – такими же плоскими крышками. Интересно, что ДВС, создаваемые британцами – это дизели. Только вот работают они не на солярке, а на неких метаноловых смесях (с добавкой водорода), способных самостоятельно вспыхивать при такте сжатия.

Цель текущей работы: создать работоспособный двигатель с габаритами 5 х 15 х 3 миллиметра и выходной мощностью в 11,2 ватта при частоте вращения коленчатого вала 50 тысяч оборотов в минуту. Можно пофантазировать, как такую крошку можно удачно вписать в самые разные приборы. Но прежде, чем эти моторы смогут стать массовыми, авторам проекта нужно будет преодолеть ряд трудностей. Например, компоненты на базе кремния плохо сочетаются с высокими температурами в зоне сгорания. Выход тут видится в переходе на керамику, над чем авторы и работают. Вторая проблема – это огромные теплопотери через стенки. Для двигателя размером в считанные миллиметры они (потери) оказываются куда большими, относительно энергии, получаемой от сгорания топлива, чем для обычных ДВС. Здесь пока разработчики идут по пути наращивания частоты вращения вала и, соответственно, сокращения времени рабочего такта. Причём, как показали исследования, желая сократить потери в десять раз, нужно и скорость увеличивать также вдесятеро. Зато, если задуманное удастся, то такие ДВС миллиметрового масштаба пригодятся в микроскопических летательных аппаратах (разведка, анализ атмосферы), в миниатюрных полевых датчиках (как военных, так и научных), разбрасываемых чуть не горстями (их сейчас часто называют “умной пылью”), КПК и плеерах, ноутбуках и даже игрушках. Ведь даже при скромном КПД в 10% эти движки смогут увеличить время работы миниатюрной техники, как рассчитали учёные, раз в 20, по сравнению с использованием аккумуляторных батарей того же вес

Самый большой же мире дизельный двигатель размером с многоподъездный дом!

Wartsila-Sulzer RTA96-C является самым мощным дизельным двигателем на сегодняшний день. Двухтактный дизельный двигатель в 108920 лошадиных сил весит 2300 тонн, и имеет две модификации – 6 и 14-целиндровый. Размер двигателя, сопоставим с двухподъездным трехэтажным домом!

В последнем варианте двигатель потребляет 6280 литров топлива в час. Создан двигатель для торговых судов, которые перевозят большое количество тяжелых контейнеров.

самый большой в мире дизельные двигатель,самый маленький в мире дизельный двигатель, биодизель, жидкое биотопливо

Самый маленький дизельный двигатель: назначение и перспективы

Экзотические двигатели в авиации: перспектива или тупик?

Судя по тому, что пытаются предложить на рынок малой авиации разработчики новой техники, нетрудно вообразить такой монолог конструктора: “Двигатели – газотурбинные и поршневые, поршневые и газотурбинные, неужели больше ничего нет? Что-нибудь новенькое, свеженькое, наука-то вперед ушла, а мы все летаем на каком-то старье. Давайте поищем, журнальчики технические полистаем, книжки умные, учебники есть, наконец. Что-нибудь да найдем, а то и сами придумаем: и чтобы вес был маленький (авиация все-таки), и чтобы топлива лишнего не ел (экономика должна быть на высоте), и чтобы изготавливался за одну операцию – хлоп – и готово”. Такие настроения, похоже, вполне характерны для отечественных двигателистов. Моторов для авиации общего назначения (АОН) своих нет, а импортные – не по карману участникам нашего рынка. Ситуация усугубляется тем, что настоящая научная школа по малоразмерным двигателям внутреннего сгорания (ДВС) традиционной схемы у нас, к сожалению, уже утрачена.

Будет полезно:  Сделки между частниками на вторичном рынке хотят исключить

Вот и растут как грибы после дождя в этом, теперь чистом поле “суперновые” экзотические проекты. Но ведь на самом деле многие из новомодных идей вовсе не новы и лишь подтверждают старую истину “все новое – хорошо забытое старое”. Памятуя об этом, попытаемся быстренько пробежаться по наиболее интересным схемам, останавливаясь лишь на наиболее “продвинутых”, а также на тех, которые, по нашему мнению, все-таки содержат рациональное зерно. Мы намеренно не будем останавливаться на конкретных разработках, дабы анализировать только общие тенденции.

Дизель – самый экономичный ДВС

Наземные транспортные средства привычно оснащаются современными быстроходными дизельными двигателями, которые на легковых автомобилях успешно конкурируют с бензиновыми моторами, а на грузовиках практически полностью вытеснили последние. Объяснить это нетрудно – повышенная степень сжатия обеспечивает более высокий КПД со всеми вытекающими последствиями, включая малый расход топлива, стоимость которого существенно ниже, чем у высокооктановых бензинов. Технический уровень современных дизельных моторов обеспечивает им очень большой ресурс, а значит и низкую стоимость перевозок, небольшие затраты на техническое обслуживание и ремонт.

В Германии и Советском Союзе в тридцатые-сороковые годы авиационные дизели специальной конструкции выпускались серийно и были доведены до стадии летной эксплуатации. Столкнувшись с рядом проблем, важнейшей из которых оказалась недостаточная надежность двигателей, авиаторы отступили. Известны попытки создания дизеля на базе классического бензинового авиадвигателя. Кроме того, разрабатывался опытный дизель со звездообразным расположением цилиндров, однако неизвестно, по каким причинам его доводка была прекращена.

Преимущества дизельного двигателя становятся более явными с увеличением дальности полета, но удастся ли дизелю потеснить бензиновые моторы в классе мощности до 400 л.с.? По крайней мере, поиск новых решений здесь возможен. Такие попытки делаются и в России, и за рубежом, однако в настоящее время авиадизели серийно не выпускаются. Стоит обратить внимание на то, что дизельные силовые установки могут оказаться весьма подходящими для дирижаблей, термопланов и других видов аэростатических ЛА.

“Ванкель” – он же РПД

ДВС без поршня, шатуна, пальцев – давно уже реальность. Почти треугольный в плане ротор, совершая сложное вращательное движение внутри статора, сечение которого, так называемая эпитрохоида, обеспечивает изменение объема в зазоре, позволяющее организовать почти нормальный четырехтактный рабочий цикл. Отсутствие возвратно-поступательного движения – основное преимущество этого двигателя. Эта схема у нас (и только у нас!) называется роторно-поршневой, несмотря на то, что поршня-то здесь как раз и нет. По всей видимости, это название возникло в те времена, когда не желали особенно вспоминать фамилию автора: ведь он же иностранец. РПД могут иметь одну, две или три секции. Ну, а недостатки? Их, конечно, тоже хватает: это неоптимальная форма камеры сгорания, сложная проблема уплотнений – торцевых и радиальных, неудобство смазки. По ресурсу и надежности современные “Ванкели”, тем более – авиационные, пока уступают классическим “поршневикам”.

Известны случаи экспериментальных полетов на самолетах с РПД, однако, на наш взгляд, пока их рационально применять на беспилотных ЛА или на пилотируемых ультралайтах, для которых характерны небольшая продолжительность полета и относительно малый общий ресурс (например, ЛА для одноразового применения). В этом случае использование воздушного охлаждения и открытой системы смазки (топливо плюс масло) обеспечивает простоту конструкции и достаточную степень надежности. Создание авиационных двигателей РПД вполне реально, но им надо подыскать оптимальные сферы применения.

“Бесшатунник” Баландина
Если мы не можем избавиться от возвратно-поступательного движения, то можно попробовать устранить хотя бы боковые силы, возникающие в кривошипно-шатунном механизме, ликвидировать недостатки, связанные с перекладкой поршня в мертвых точках, то есть попытаться по возможности оставить только линейные перемещения поршня. Один из наиболее рациональных вариантов решения этой задачи предложил инженер Баландин.

В результате были получены очень хорошие условия для работы поршня, резко увеличился ресурс пары трения “поршневое кольцо – гильза цилиндра”, а вот механизм преобразования поступательного движения во вращательное оказался слабым местом, поскольку его надежность значительно уступает кривошипу. В разное время автор и его последователи разработали несколько экспериментальных образцов двигателей, но серийно они не выпускались. Однако достоинства конструкции, предложенной Баландиным, до сих пор тревожат умы разработчиков.

“Аксиально-поршневой” – мотор из револьверного барабана

Очень компактный мотор получается, если расположить цилиндры двигателя не в ряд и не “звездой”, а вокруг выходного вала так, чтобы оси вала и цилиндров были параллельны. Тем более, что существуют и широко применяются плунжерные насосы, конструктивная схема которых аналогична. Возможны два механизма преобразования движения:

  • шток поршня, почти как в плунжерном насосе, скользит по поверхности профилированной шайбы;
  • штоки опираются на жестко связанные с качающейся шайбой коромысла, вращающие вал двигателя

Первая схема была опробована еще в двадцатые годы (образец есть в музее ВВС в Монино), вторая реализована и опробована в НАМИ. В первом случае остались нерешенными вопросы прочности и жесткости роликовой дорожки профилированной шайбы: чересчур велики оказались циклические контактные напряжения. Во втором случае препятствием являются тяжелые условия работы сферических шарниров-подшипников. В принципе, могут быть использованы и обычные цилиндрические подшипники, но при этом нормально компонуются только два цилиндра, а для получения хороших показателей необходимо не менее пяти.

Резюмируя, отметим: для потребителей не имеет значения, по какой схеме выполнен мотор летательного аппарата – лишь бы он имел необходимую мощность, соответствовал современному техническому уровню и требованиям нормативов летной годности; желательно, чтобы и цена у него не была “заоблачной”. Сложившиеся экономические условия диктуют производителю весьма прагматичную манеру поведения: сосредоточить все усилия и средства на разработке надежного и недорогого двигателя, на котором можно летать в нашем российском небе при нашем российском уровне сервиса. “Доводка до ума” любого из двигателей нетрадиционной схемы, на самом деле, требует вложения огромного количества денег, времени и сил. Относительно быстро и без особого риска практический результат можно получить, лишь взяв на вооружение. отработанные классические схемы двигателей и внедрить их в серийное производство. Только вслед за этим можно попытаться реализовать нечто принципиально новое.

Источники:

http://www.zr.ru/content/articles/908031-kak-spasti-dizel/

http://krutimotor.ru/samyj-malenkij-dizelnyj-dvigatel/

http://xn--80adxqwa5e.xn--p1ai/biodiesel/bio_diesel/d568/

http://engine.aviaport.ru/issues/04/page36.html

http://seite1.ru/zapchasti/sapun-opisanieprednaznacheniechistkaustanovkafotovideo/.html

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector