No Image

Самые мощные двухтактные двигатели

СОДЕРЖАНИЕ
0 просмотров
12 марта 2020

Компании, занимающиеся судоходством, иногда заказывают такие мощные механизмы, как супертанкеры и контейнеровозы. Для них необходимы все более сильные установки, в число которых входит (и занимает важнейшее место) мотор. Самый мощный двигатель в мире на сегодняшний день производят в Финляндии, в компании под названием Wartsila. Это дизельный агрегат внутреннего сгорания, мощность которого составляет до 100 000 кВт.

О компании

Wartsila — это одна из самых крупных компаний по производству судовых моторов рекордной мощности. С 90-х годов прошлого столетия она начала разработку линейных судовых моторов, получивших название Wartsila-Sulzer-RTA96-C. Это двухтактный и самый мощный двигатель в мире.

Отдельные модели линейки имеют схожую конструкцию. Отличие состоит в количестве цилиндров. Заказчик может выбрать вариант агрегата с наличием от 6 до 14 цилиндров.

Цилиндры и их количество

Чтобы понять грандиозность конструкции, можно представить себе, что диаметр одного только цилиндра составляет 960 миллиметров, а ход поршня — 2,5 метра. Что касается рабочего объема детали, то она имеет 1820 литров. Более 100 контейнеровозов оснащены такими агрегатами, на которых установлено от 8 до 20 цилиндров. Такие суда, способные перевозить груз до 10 000 тонн, спокойно могут развивать скорость выше 46 километров в час.

Впервые этот самый мощный двигатель в мире, имеющий 11 цилиндров, был сооружен в 1997 году. Компанией-изготовителем стала японская Diesel United. А через 5 лет в Финляндии объявили, что возможно произвести агрегат с 14 цилиндрами. Именно этот мотор и остается поныне рекордным.

Самый мощный двигатель в мире

Эта модель имеет 108 920 лошадиных сил. Рабочий объем генератора достигает 25 480 литров.

На первый взгляд, странной может показаться низкая литровая мощность: на 1 литр она составляет приблизительно 4,3 "лошадки". Если взять самый мощный двигатель в мире на автомобиле, то обнаружится, что в нем конструкторы научились получать намного выше 100 лошадиных сил. Но в случае с судовым агрегатом столь низкий показатель был выбран не просто так. Двигатель здесь работает не спеша — при максимальной мощности частота вращения вала равна всего 102 оборотам в минуту (для сравнения: на автомобильных дизелях наблюдается от 3000 до 5000 оборотов). Благодаря этому в судовом дизеле достигается хороший газообмен. А если к этому добавить еще и низкую скорость поршня, то получится весьма хороший коэффициент полезного действия.

При любом режиме удельный расход топлива варьируется от 118 до 126 грамм за «лошадь» в час. Это является более чем в два раза ниже, чем у легковых дизелей.

Сравнивая с автомобильными агрегатами, следует добавить, что на судах применяется тяжелое морское дизельное топливо, которое имеет в разы меньшее содержание энергии.

Итак, вес 14-цилиндрового агрегата составляет 2300 тонн без учета различных технических жидкостей. Один лишь коленчатый вал весит приблизительно 300 тонн. По длине этот лучший дизельный двигатель доходит до отметки 26,7 метра, а по высоте — до 13,2 метра.

Каждый цилиндр имеет огромный клапан. Еще 3 аналогичные детали небольшого размера, которые играют роль форсунок в автомобильных агрегатах, служат для впрыска топлива в цилиндр.

Клапан является выпускным. Выхлопные газы из него направляются в коллектор, а затем — к турбокомпрессорам. Последние гонят воздух к вырезанным внизу цилиндра окнам, которые открываются в момент нахождения поршня в нижней мертвой точке.

Усилие от поршня коленвалу передается при помощи крейцкопфного устройства, благодаря чему увеличивается эксплуатация дизеля.

Читайте также:  Газовая аппаратура на авто

Главными материалами, из которого изготовлены детали судового двигателя, являются все те же чугун и сталь.

Перспективы

Между тем конструкторы не останавливаются на своих и без того впечатляющих результатах. Видимо, для них ответ на вопрос о том, какой двигатель лучше, является очевидным. Тот, который предстоит создать. Уже появляются слухи о разработке 18-цилиндрового дизеля для судов.

Ну а пока можно резюмировать наиболее впечатляющие характеристики 14-цилиндровой версии двигателя:

  • вес без учета горюче-смазочных материалов составляет 2300 тонн;
  • длина агрегата — 27 метров;
  • высота — 13,4 метра;
  • наибольшая мощность, достигаемая при 102 оборотах в минуту, — 108 920 лошадиных сил;
  • расход топлива — свыше 6283 литров за один час работы.

Мой хороший знакомый, очень уважаемый мною моторист и бывший мотогонщик когда то сказал фразу о двухтактном моторе, которая мне очень запомнилась: "Жизнь двухтактного мотора как у бабочки, очень яркая, но недолгая".
Эта фраза мне вспомнилась после того как, я наткнулся на статью о гоночном двухтактном двигателе Honda-NSR500.

Ведь действительно автомобилисты редко сталкиваются с двухтактными двигателями и поэтому мало о них знают. А ведь двухтактники обладают двумя огромными преимуществами — огромная литровая мощность и очень малый вес. Эти характиристики идеально подходят для гоночных мотоциклов.
Технические характеристики HONDA NSR500.
Год выпуска: 1992
Мощность двигателя: до 200 лс при 14000 оборотов в минуту на 2000 год.
Крутящий момент: 106 н/м при 11450 оборотов в минуту
Рабочий объем: 498 куб. см.
Двухтактный, 60-градусный, 4 цилиндровый, V образный
Ширина двигателя 300 мм
Масса двигателя 45 кг
Масса мотоцикла без топлива 135 кг
Запас топлива 32 литра
Максимальная скорость более 320 км/час
Разгон до 100 около 2 сек. Сильно зависит от массы пилота и топлива.

HONDA NSR500 был самым успешным из полулитровых двухтактных Гран при мотоциклов, и зачастую наиболее опасным из всех. Это было связано главным образом из-за его двигателя V4, который был вообще самый мощным на гоночной сетке. Норов и мощность его была настолько жесткой, что лучшие гонщики мира в том числе и Валентино Росси, не всегда могли его полностью контролировать.
NSR дебютировал в 1984 году и с тех пор на этом мотоцикле за 18 лет, было выиграно 10 Гран-При в классе 500 и 130 отдельных гонок. Такой успех прежде всего связан с устройством двигателя и малым весом самого болида. Двухтактный двигатель HONDA NSR500 с одним коленвалом, без дополнительных балансиров, получился очень легким и обладал малым гироскопическим эффектом, что позволяло улучшить маневренность мотоцикла в поворотах. Огромная мощность позволяла быстро разгоняться.
Мощность двигателя постоянно росла и в 1989 году она составляла уже 190 лс а в 2000г 200 лс. Около 18 лет мотоциклы HONDA, оснащенные этим безумным двигателем состязались и выигрывали на гоночных трассах по всему миру. По сей день двигатель NSR500 является одним из самых безумных двигателей из когда либо созданных.

Получается литровая мощность 200 лс на 0,5 литра то есть 400 сил на 1 литр объема и при этом вес мотоцикла 135 кг.
Энерговооруженность не слабая 1,48 лс на 1 кг веса !

Но за все надо платить. В данном случае охренительный расход топлива (это вообще особенность двухтактных моторов обусловленная гениально простой системой газораспределения), а у гоночных моторов так тем более, и очень малый моторесурс.
Получается фраза бывалого мотогонщика очень точно отображает жизнь двухтактного двигателя — как у бабочки, очень яркая, но недолгая.

Читайте также:  Почему греются тормозные диски после замены колодок

Несмотря на широкий ассортимент лодочных двигателей подвесного типа, львиная доля покупателей резко отбрасывает возможность приобретения двухтактных силовых установок. Причиной тому является святая вера в ряд распространенных заблуждений. Пренебрежение общеизвестными фактами может поставить под сомнение реальную пользу покупки. Ведь нынешний двухтактный двигатель, даже если он бюджетный, имеет существенные конструктивные изменения, если сравнивать его с теми, которые выпускались десятки лет назад.

В чем заключаются "проблемы"?

К самым распространенным заблуждениям о нынешних двухтактных двигателях для лодок можно отнести мнение, будто бы агрегаты всегда работают очень шумно, имеют низкую устойчивость в холостом режиме, могут дымить и не обеспечивают эффективность работы на минимальных оборотах. В большинстве случаев эти недостатки давно устранены. Времена, когда старый карбюраторный мотор для лодки использовал предварительно подготовленную смесь топлива и смазочного материала, давно остались в прошлом. Мало того, более поздняя модель работы с компрессорным оборудованием типа VRO, где масло добавлялось насосом при помощи шланга, также уже не используется. Инновационные технологии предотвращают моменты, когда приходилось тратить часы на воде из-за несвоевременного оповещения о минимальном запасе масла. Технологический прогресс предложил выгодные решения недостатков. Постоянные улучшения конструктивной части привели к тому, что 2-хтактные двигатели уже можно отнести к категории тех, которые можно и нужно выбирать. Любители лодок получают эффективный, чистый и мощный мотор подвесного типа.

Прямой впрыск

Ряд производителей, занимающихся выпуском современных силовых агрегатов, предложили варианты решения существующих проблем. Как результат, новые двухтактные моторы работают без лишнего дыма, громкого звучания, с пользой используют топливо. Mercury Marine, Tohatsu и некоторые другие бренды изготавливают исключительно двухтактные двигатели для своих потребителей. От карбюраторов они решили отказаться, заменив их на схему прямого впрыска. Она обеспечила более экономную и беспроблемную работу, полностью соответствуя требованиям агентства EPA, занимающегося охраной природы. Впрыск горючего, осуществляемый под определенным давлением, заставляет его легко воспламеняться и сжигаться без потерь. Следовательно, на выходе получается чистый выхлоп. Внутренности силовой установки не накапливают горючее, которое не сгорело в процессе подачи в камеру. Нужно также отметить, что сгорает не только само топливо, но и масло, используемое для смазки движущихся частей. Естественно, на выходе получаем повышенную экономию горючего.

Представители фирмы Evinrude, которая разработала свою версию системы прямого впрыска, утверждают, что их силовые установки могут похвастаться наиболее чистым выхлопом среди всех моделей. Во всех экземплярах, созданных по системе E-TEC, топливо и масло проходят по непересекаемым путям. Само же масло используется только для смазки. Поэтому уровень его потребления на уровень меньше, нежели в устаревших моделях силовых агрегатов. Получаем еще один факт, развенчивающий миф о нецелесообразности покупки двухтактного движка.

Устраняем "яму" мощности на низких оборотах

Специалисты Evinrude и инженеры других компаний решили не останавливаться на достигнутом, разработав схему стратификации впрыска горючего на минимальных оборотах, обеспечив тем самым топливную эффективность. Поскольку горючее подается в рабочую среду в заранее заданный временной промежуток, штатный компьютер дает возможность определить, что теперь при работе "на минимуме" требуется куда меньше топлива. Автоматизированная система подает столько бензина или дизеля, сколько понадобится для создания приемлемой тяговой силы, чтобы переместить лодку, водителя и пассажиров по воде на маленькой скорости.

Технологию проще понять, если на минутку представить, что в роли камеры сгорания выступает помещение без открытых окон и дверей. Система стратифицированного впрыска являет собой своеобразную банку аэрозоля, расположенную прямо перед зажигалкой (в нашем случае это свеча зажигания). При загорании зажигалки воспламеняется исключительно газ, подаваемый струей из аэрозоля. Это позволяет создать необходимую для перемещения на небольшой скорости энергию. При увеличении подачи газа сразу возрастает количество оборотов. Помещение наполняется газовой смесью, и теперь поданный огонь будет создавать куда большую силу горения, воспламенив практически всю комнату (своеобразная камера сгорания). Решение поспособствовало более экономичному расходу горючего на низких оборотах, выдавая приемлемый уровень горючего в очень точно заданный промежуток времени. Мощность двигателя не играет никакой роли. Соответственно, двухтактные двигатели теперь обладают куда большей эффективностью, поднимаясь на планку выше, чем четырехтактные двигатели. Как результат, еще один миф относительно плохой работы на низких оборотах можно развеять.

Читайте также:  Как отмыть сиденья в машине ткань

Забота об окружающей среде

Еще одна выдуманная проблема — двухтактные двигатели не будут соответствовать экологическим требованиям. Высшее руководство компании Тохатсу, а также других производителей, неоднократно заявляло об отсутствии такой проблемы в целом. Ассортимент продукции за 2013 год превысил все ожидания в плане экологии. Если требования станут ужесточаться, компании уже будут готовыми к переменам, поскольку работы по усовершенствованию ведутся уже сейчас. Интересно, что при необходимости ставить катализаторы возникнет дополнительный плюс перед четырехтактными моделями. Ведь двухтактные обеспечат повышенную компактность и легкость, соответствуя аналогичным требованиям. Если рассуждать проще, ужесточение правил не грозит никому. Фирмы Mercury и Tohatsu — яркий тому пример. Они достигли положительных результатов в ряде государств, где правила намного жестче, чем те, с которыми обычно приходится иметь дело.

Шум — высокий или низкий?

Следующий миф — лодочные двигатели двухтактного типа имеют высокие показатели шумности. В принципе, о новых моделях это не скажешь. Модернизация звукоизоляции и постоянные технологические наработки позволили уменьшить уровень шума до такой степени, что теперь он сравним со стандартным четырехтактным агрегатом. Естественно, не все двигатели имеют более низкие показатели шума, но все же, выделяют немного больше шума, чем нынешние силовые установки четырехтактного типа. Фирма Mercury создала модель OptiMax, обладающую пониженным уровнем шума, сохранив характерный приятный звук при работе. То есть, этот параметр уже не можно считать решающим для тех, кто ломает себе голову между выбором подвесного двигателя двухтактного или четырехтактного типа.

Выводы

Интересно, что компании-разработчики смогли добиться не только устранения ряда серьезных проблем, но и сохранения основных достоинств. Теперь во время производства требуется куда меньшее количество деталей. Соответственно, обеспечивается меньший размер и вес. Не требуется дорогостоящее сервисное обслуживание. По сравнению с четырехтактными двигателями, двухтактные не вынуждают менять масло по истечению последующей сотни моточасов работы или в конце/начале нового сезона.

В конструкции подобного двигателя не требуются компоненты, где без их применения четырехтактная установка не сможет работать. Лодочные модели типа E-TEC не требуют от владельца обкатки после ста часов использования. По факту, обслуживание нужно проводить по истечению 300 часов эксплуатации или спустя три года после первого запуска на лодке. Прямой впрыск, уменьшенный уровень шума, специфические доработки для устойчивой работы на низких оборотах. Это лишь мала часть изменений, которые привели к тому, что двигатель двухтактного типа уже нельзя недооценивать. Это серьезный игрок на рынке моторов, который без проблем может превратиться в разумный выбор.

Комментировать
0 просмотров
Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

Это интересно
No Image Автомобили
0 комментариев
No Image Автомобили
0 комментариев
Adblock detector