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.
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.
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».
|