Главное меню

Смотрите контурная пластика цена здесь
Главная Двигатели внутреннего сгорания Наддув двигателей внутреннего сгорания Высокооборотные дизели для приводов судов и тепловозов
Высокооборотные дизели для приводов судов и тепловозов

Двигатели с принудительным зажиганием для тепловозной тяги в настоящее время на применяются. Почти все современные дизели, устанавливаемые на тепловозах и судах, имеют турбонаддув. Нижеследующие примеры касаются двигателей, преиму­щественно тепловозных, но применяемых также на судах и бы­строходных катерах.

У дизелей с высокой и средней частотой вращения двухтакт­ный цикл в значительной мере отошел на задний план. Из двух­тактных тепловозных дизелей наибольшую известность получили двигатели фирмы «Дженерал моторе ЕМD», Ля Гранж, штат Иллинойс, в течение длительного времени занимающие господ­ствующее положение на американских дизельных локомотивах. Дизели типа ЕМD 645 Е, имеющие прямоточную схему продувки (четыре параллельно управляемых выпускных клапана в крышке цилиндра), оснащены, так же как и двигатели типа ЕМD 567 Е, — турбокомпрессором, кинематически связанным с ко­ленчатым валом через передачу и механизм свободного хода. Дизель типа ЕМD 645 Е5 имеет следующие основные параметры: базовые размеры 230 ? 254 мм, частоту вращения 900 мин-1, цилиндровую мощность 156 кВт (212 л. е.), среднее эффективное давление 9,9 бар. Мощность 16-цилиндрового дизеля, показан­ного на рис. 11.14, составляет приблизительно 2500 кВт (3400 л. с.), а 20-цилиндрового — соответственно 2900 кВт (3940 л. е.).

Из последующих примеров четырехтактных дизелей будет виден достигнутый в настоящее время уровень средних эффек­тивных давлений, а также показано расположение турбокомпрес­соров на двигателях. Дизель типа 7FDL фирмы «Дженерал элек­трик» (г. Эри) в 16-цилиндровом исполнении развивает мощность 2980 кВт (4060 л. с.) при 1050 мин-1 (рис. 11.15). При базовых размерах 228 ? 267 мм это соответствует среднему эффетивному давлению 19,5 бар. При почти таком же диаметре цилиндра, что и у названного выше двухтактного двигателя, мощность его значительно выше, что объясняется вдвое большим средним эффективным давлением и более высокой средней ско­ростью поршня (ст = 9,35 м/с против 7,63 м/с). В связи с тем, что у двухтактного двигателя расход топлива увеличивается с ростом сопротивления при продувке, этот двигатель имеет большие ограничения по средней скорости поршня. Так как наддув четырехтактного двигателя легче осуществим, то двух­тактный цикл у высокооборотных двигателей не приносит преиму­ществ в цилиндровой мощности, как это видно из приведенных выше примеров, а также в массо-габаритных показателях. Использование четырехтактного цикла характеризуется меньшей термической напряженностью. Названный выше тепловозный дизель «Дженерал электрик» типа 7FDL имеет систему наддува с постоянным давлением газов перед турбиной, так как эта си­стема дает преимущество более простого выпускного трубопро­вода (рис. 11.16) и обладает большей эксплуатационной надеж­ностью.

Ухудшение приемистости двигателя (по сравнению с использованием системы импульсного турбонаддува) в данном случае не является большим недостатком, поскольку продолжительность разгона до полной нагрузки в условиях эксплуатации в США (длинные тяжелые составы, большие расстояния с редкими оста­новками) не играет роли.

Отличительной особенностью дизеля типа 16V538 фирмы «MTU — Фридрихсхафен», является размещение турбокомпрес­соров с вертикальными валами в развале между цилиндрами (рис. 11.17). Такая компоновка дает возможность получить осо­бенно короткие выпускные трубопроводы, необходимые для обеспе­чения эффективного импульсного наддува. В 16-цилиндровом исполнении, преимущественно применяемом на высокоскорост­ных судах, двигатель развивает мощность 2650 кВт (3600 л. с.) при 1900 мин-1, что при базовых размерах 185 ? 200 мм соответствует среднему эффективному давлению 19,5 бар. Удельная масса составляет приблизительно 2,46 кг/кВт (1,8 кг/л. c.).

Другой двигатель MTU типа 12V956 с базовыми размерами 230 ? 230 мм в тепловозном исполнении в настоящее время имеет номинальную мощность UIC 2220 кВт (3020 л. с.) при 1500 мин-1, а для применения на быстроходных судах — максимальную мощ­ность 2500 кВт (3400 л. с.) при 1575 мин-1. Этим мощностям соот­ветствуют значения среднего эффективного давления 15,5 и 16,6 бар. 12-цилиндровый дизель имеет только один турбоком­прессор, но два охладителя наддувочного воздуха, по одному на каждый ряд цилиндров. Двигатели серии 956 выпускаются с числом цилиндров до 20. В 20-цилиндровом исполнении двига­тель типа 20У956 (рис. 11.18) достигает максимальной мощности 4400 кВт (6000 л. с.) при 1600 мин-1, что соответствует среднему эффективному давлению 17,4 бар. Удельная масса, составляющая приблизительно 3,66 кг/кВт (2,7 кг/л. е.), для столь мощного двигателя очень низка.

Наиболее мощным дизелем с частотой вращения свыше 1000 мин-1 в настоящее время является двигатель типа РА6V280 фирмы «SЕМТ—Пильстик» (г. Сен-Дени). Его габарит­ные размеры и масса допускают установку в локомотиве; дизель разрабатывался как тепловозный, однако в настоящее время имеет модификации и других назначений. Основные данные двигателя: диаметр цилиндра 280 мм, ход поршня 290 мм, частота вращения 1050 мин-1, цилиндровая мощность 275 кВт (350 л. е.), среднее эффективное давление 16,4 бар.

На рис. 11.19 показан попереч­ный разрез дизеля. В 18-цилиндровом исполнении он развивает мощность 4630 кВт (6300 л. c.), предусматривается дальнейшее повышение мощности до 5300 кВт (7200 л. c., ре = 18,7 бар). Удельный расход топлива достигает наименьшего значения 211 г./(кВт•ч) [155 г/(л. с. ч) ], а при мощности 5300 кВт состав­ляет 217 г/(кВт•ч) [160 г/(л. с. ч)]. При этой мощности давление наддува составляет 2,85 бар, а максимальное давление в цилиндре 132 бар.