Главное меню

История создания первых дизели

Рудольф Дизель, создавая свой двигатель, также занимался наддувом [2.4 ]. В начале 1896 г. он подал дополнение к своему основному патенту № 67207, в котором шла речь о «разновидности способа, описанного в патенте № 67207, при которой с целью достижения многоступенчатого сжатия в камере сгорания одно­цилиндровых двигателей подключал­ся насос предварительного сжатия с промежуточной емкостью, при этом мощность могла регулироваться изме­нением давления в промежуточной емкости».

Новый патент был выдан под номером ОИР95680 с приоритетом от 6 марта 1896 г. В его описании упоминалось и о возможности охлаждения воздуха в промежуточном резервуаре (охлаждение наддувочного воздуха!).

На основе опыта, полученного на первом многократно рекон­струированном экспериментальном двигателе, в 1896 г. был скон­струирован и построен новый двигатель (одноцилиндровый), испы­тания которого были предприняты в конце 1896 г. На этом крейцкопфном четырехтактном двигателе (рис. 2.4) а подпоршневая полость была использована в качестве наддувочного насоса, который работал по двухтактному циклу. В промежуточный резер­вуар подводилось количество воздуха, приблизительно вдвое большее, чем засасывал бы сам рабочий цилиндр. Сравнительно небольшой впускной клапан и нагнетательный клапан подпоршневого насоса имели механический привод, так как Дизель считал нецелесообразным применение автоматических клапанов (рис. 2.5).

Дизель возлагал большие надежды на этот способ для осущест­вления своих замыслов. После того как его предыдущие опыты показали большое влияние механического трения, которым он в своих теоретических разработках пренебрег, он хотел с помощью наддува путем повышения индикаторной мощности уменьшить влияние механического трения.

Испытания, проведенные на одном и том же двигателе с надду­вочным насосом и без него, дали следующие результаты:

Мощность за счет наддува была действительно повышена при­мерно на 30%. Однако внимание Дизеля было приковано только к коэффициенту полезного действия. Он поставил перед собой цель создать экономичный двигатель с низким расходом топлива, а наддув рассматривал лишь как средство, с помощью которого надеялся решить эту задачу. Поэтому представленные выше ре­зультаты испытаний означали для Рудольфа Дизеля приговор наддуву. Эксперименты с наддувом были названы ложным путем и никогда им больше не возобновлялись.

Такой же способ, который испытывал Рудольф Дизель, — подпоршневая полость крейцкопфного четырехтактного двигателя в качестве наддувочного насоса — вновь был успешно применен лишь в конце 20-х годов. При правильной конструкции достигается не только существенное увеличение мощности, но и некоторое сни­жение расхода топлива.

Причины неудачи использования этого способа наддува у Ру­дольфа Дизеля заключались в следующем.

Индикаторная диаграмма наддувочного насоса опытного дизеля типа 250/400

На индикаторных диаграммах, изображенных на рис. 2.6 и 2.7, можно обнаружить некоторые сведения о том, почему при испы­таниях Дизеля эффективный к. п. д. был хуже, чем у двигателей без наддува. На каждый рабочий цикл четырехтактного двигателя приходятся два рабочих цикла подпоршневого насоса, которые на индикаторной диаграмме отличаются друг от друга. При одном такте впускной клапан двигателя закрыт, воздух попадает в реси­вер и сжимается там до давления 2,1 кгс/см2. При следующем ра­бочем ходе подпоршневого,насоса впускной клапан двигателя от­крыт (ход всасывания), сжатие идет только до 1,1 кгс/см2, и воздух при этом давлении поступает в цилиндр двигателя. Пик давления, равный 2,1 кгс/см2, и затраченная для его получения работа не являются необходимыми, так как повышения заряда можно было достигнуть увеличением объема промежуточного ресивера. По­скольку оба рабочих хода насоса относятся к одному рабочему циклу двигателя, среднее индикаторное давление для предвари­тельного сжатия получается равным 1,094 + 0,902 = 1,996 кгс/см2, что для среднего индикаторного давления двигателя в 9,6 кгс/см2 слишком много. Мощность насоса предварительного сжатия можно уменьшить увеличением объема промежуточного ресивера, увели­чением вредного пространства (уменьшение расхода воздуха, по­нижение давления воздуха) и увеличением проходного сечения клапанов наддувочного насоса. Эти отличительные черты мы встречаем на более поздних двигателях с наддувом.

Дизель конструкции "Веркспур" с наддувом посредством подпоршневого насоса

Так, на рис. 2.8 показан частичный разрез первого четырехтактного двигателя с наддувом посредством подпоршневого насоса, построенного гол­ландской фирмой «Веркспур», который был установлен на танкере «Мегара» компании «Англо Саксон Петрол Компани».