Дизели производства Германии

2. Дизели производства Германии

Фирма «MTU MOTOREN UND TURBINEN-UNION FRIRICHSHAFEN GmbH» является крупнейшим в мире разработчиком и изготовителем высокооборотных дизелей мощностью от 30 до 7400 кВт, применяемых в качестве главных и вспомогательных двигателей на судах различной категории, в том числе и на судах ВМФ, на тепловозах, установках энергоснабжения, тяжелых грузовых автомобилях и силовых установках бронетанковой техники.

Типоразмерные ряды изготовляемых в настоящее время дизелей и диапазоны их мощностей приведены в таблице 2.1.

Все двигатели фирмы представляют собой четырехтактные дизели жидкостного охлаждения с непосредственным впрыскиванием топлива в неразделенную камеру сгорания за исключением дизелей типоразмерного ряда 538, на которых впрыскивание топлива осуществляется в предкамеру.

Дизели типоразмерного ряда 099.

Двигатели этого ряда, также как и ряда 183, разработаны фирмой «MTU» в связи с расширением программы поставок дизелей в диапазоне мощностей, который примыкает с некоторым перекрытием к началу диапазона мощностей дизелей  «MTU»  331/396.

Начиная с 1987 года, фирма на базе серийных промышленных дизелей  типоразмерных рядов 300 и 400 марки «MERZEDES-BENZ AG», путем адаптации и оптимизации их для  применения в качестве судовых, тепловозных и стационарных дизелей, разработала типоразмерные ряды 099 и 183.

Двигатели этих рядов оснащаются (в соответствии с группой их применения) новыми комплектующими узлами: насосами забортной воды; турбокомпрессорами и выпускными коллекторами, охлаждаемыми водой; теплообменниками с охлаждением забортной водой; компенсационными бачками; электрооборудованием, приспособленным к работе в новых условиях применения; эластичными опорами и другими устройствами.

Дизели ряда 099 изготавливаются на базе однорядных 4-х и 6-ти цилиндровых промышленных дизелей  ОМ 364 и ОМ 366, которые изготавливаются в вариантах: без наддува, с турбонаддувом (индекс А), с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха (индекс LA).  Оба дизеля имеют одинаковые рабочий объем цилиндра (0,99 л), ход и диаметр поршня (133 мм и 97,5 мм соответственно).

Основные технические данные дизелей типоразмерного ряда 099 приведены в таблице 2.2.

Типоразмерные ряды дизелей фирмы «MTU»

                                                                                     Таблица 2.1

Типоразмерные ряды	099	183	331	396	538
Число и расположе- ние цилиндров Угол развала цилин- дров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем цилиндра, л Рабочий объем  двигателя, л  Мощность, кВт Частота вращения, мин-1	4L, 6L         - 97,5 133 0,993 4L-3,97 6L-5,96 4L-88 6L-175 2600	6L, 6V, 8V, 10V, 12V      90 0 128 142 1,827 6L-10,96 8V-14,6      10V- -18,27      12V- -21,93 6L-370 8V-490 10V-354 12V-735 2300	6V, 8V, 12V     90 0 165 155 3,31 6V-19,9 8V-26,5      12V- -39,8 2100	6V, 8V, 12V, 16V,      90 0 165 185 3,955 6V-23,8 8V-31,6 12V-47,5 16V-63,3 6V-625 8V-1120 12V-1920 16V-2560 1900	12V, 16V, 20V,     60 0 185 200 5,376 12V-64,5 16V-86,0      20V- -107,5 12V-2250 16V-3300 20V-4120 1800

                                                    

                                                               Продолжение таблицы 2.1

Типоразмерные ряды	595	956	1163	837	870	880
Число и расположе- ние цилиндров Угол развала цилин- дров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем цилиндра, л Рабочий объем  двигателя, л  Мощность, кВт Частота вращения, мин-1	12V, 16V     72 0 190 210 5,954   12V- -71,4    16V- -95,2   12V- -3240   16V- -4320 1800	12V, 16V, 20V      60 0 230 230 9,555    12V- -114,7    16V- -152,9    20V- -191,1       12V- -3750  16V- -5000   20V- -6250 1500	12V, 16V, 20V    60 0 230 280 11,633     12V- -139,6     16V- -186,5     20V- -232,7 12V- -4440  16V- -5920   20V- -7400 1300	6V, 8V, 10V      90 0 165 175 3,74    6V- -22,4     8V- -29,9   10V- -37,4 6V-440 8V-367    10V- -610 6V, 8V- -2200     10V- -2300	8V, 12V  90 0 170 175 3,97     8V- -31,7    12V- -47,6      8V-883   12V- -1103 2600	8V, 12V 90 0 144 140 2,28 8V- -18,2    12V- -27,4 8V- -735   12V- -1100 3000

Блок-картер отливается совместно с цилиндрами из легированного чугуна. Для уменьшения длины блок-картера соседние цилиндры имеют относительно тонкую стенку, проходы для охлаждающей жидкости выполнены только в ее верхней части, Сухие гильзы цилиндров из специального сплава применяются только на 6-ти цилиндровых дизелях с турбонаддувом. Специальное хонингование рабочей поверхности  обеспечивает равномерное распределение масляной пленки и длительную износостойкость цилиндра.

Картер распределительных шестерен отлит из алюминиевого сплава и крепится к блок-картеру болтами. В нем размещены шестерни привода газораспределительного вала и механизм опережения впрыскивания топлива. На картере имеется кронштейн для крепления ТНВД.

Блочная головка цилиндров жесткой конструкции изготавливается из легированного серого чугуна и крепится к блоку цилиндров податливыми болтами, не требующими дозатяжки в работе. Совместно с вновь разработанной специальной армированной стальным листом прокладкой из мягкого уплотняющего материала и креплением головки податливыми болтами обеспечивается оптимальное уплотнение ее относительно блока цилиндров, в том числе и надежность газового стыка. Относительно точное  согласование проходных сечений в охлаждающей полости головки цилиндров способствует равномерному распределению охлаждающей жидкости по всем цилиндрам. Впускные и выпускные каналы расположены на одной стороне головки цилиндров. Специальная форма впускного канала и  седла впускного клапана создают оптимальное для процесса сгорания вихревое движение заряда.

Кованый коленчатый вал с противовесами вращается в подшипниках с тонкостенными трехслойными вкладышами. Повышенное содержание меди в рабочем слое обеспечивает высокую износостойкость подшипников.

Предусмотрена возможность  привода дополнительных агрегатов с переднего конца коленчатого вала. На 6-ти цилиндровых дизелях устанавливается демпфер крутильных колебаний. Штампованные шатуны с косым разъемом кривошипной головки и зубцами типа «елочка» снабжены трехслойными тонкостенными вкладышами.


Поршневой палец работает на установленной в верхней головке шатуна износостойкой бронзовой втулке.

Поршни из алюминиевого сплава для дизелей без наддува имеют конусообразную полость камеры сгорания с зауженной горловиной, а дизелей с наддувом - цилиндрическую камеру сгорания. Вновь разрабатываемые дизели с наддувом имеют камеру сгорания с обуженной  горловиной и сильно выпуклым днищем.  Они комплектуются одним компрессионным, одним комбинированным (с уплотнительными маслосъемными функциями) и одним маслосъемным кольцом. Верхнее компрессионное кольцо устанавливается в кольцедержателе. Поршни дизелей с наддувом охлаждаются маслом, подаваемым на их внутреннюю поверхность из масляных форсунок.

Распределительные валы имеют:  у 4-х цилиндровых двигателей три, а у 6-ти цилиндровых четыре опоры с заменяемыми втулками в картере. Выбранная форма кулачков оказывает существенное влияние на рабочие характеристики двигателей. Клапаны изготовлены из теплостойких сплавов. Стержни клапанов имеют покрытие из твердого хрома.

Основные параметры дизелей типоразмерного ряда 099

                                                                                     Таблица 2.2

Тип двигателя по номенклатуре MTU	4R 099  AZ 31	4R 099  TA 31	6R 099  AZ 91	6R 099  TA 91	6R 099  TE
Марка базового двигателя MERZEDES-BENZ	OM 364	OM364 A	OM 366	OM366A	OM366L
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	4L 97,5 133 3,97 12,4 66 2800 266 0,71 215 16,5 330 5,0 820 715 920 122	4L 97,5 133 3,97 11,5 88 2600 378 1,02 203 22,2 340 3,9 890 715 925 149	6L 97,5 133 5,96 12,4 97 2800 402 0,72 213 16,3 580 5,9 1050 745 930 133	6L 97,5 133 5,96 11,5 123 2600 560 0,97 208 20,6 600 4,9 1220 745 930 145	6L 97,5 133 5,96 11,5 175 2600 740 1,15 206 29,4 655 3,9 1240 745 930 203

Рядный насос фирмы «BOSCH»  с регулятором частоты вращения  соединяется  с системой смазки двигателя. Зависимый от давления наддува ограничитель хода рейки  работает во всем диапазоне частот вращения. Механизм опережения впрыскивания топлива встроен в шестерню привода газораспределительного вала.  На дизелях применяются 4-х или 5-ти струйные форсунки «BOSCH».

В зависимости от назначения двигателя ТНВД оборудуется 2-х  или всережимным  механическим регулятором скорости. При повышенных требованиях к точности применяются регуляторы с электронным регулированием.

На дизелях используется циркуляционная  смазочная система с мокрым картером и шестеренным насосом.  Масляный фильтр снабжен сменным фильтрующим элементом. Для 4-х цилиндрового двигателя без наддува охладитель масла не применяется.  Другие дизели оборудуются пластинчатыми или  дисковыми охладителями масла.

Система охлаждения закрытая, рассчитана для работы с радиатором или водо-водяным теплообменником.

Прокрутка дизеля при пуске осуществляется электростартером мощностью 4 кВт при напряжении 24 В.

Дизели типоразмерного ряда 183, также как и ряда 099 изготовляются фирмой «MTU»  на базе однорядных и V -  образных промышленных 6-ти, 8-ми, 10-ти и 12-ти цилиндровых дизелей ОМ 421, ОМ 422, ОМ 423, ОМ 424 ОМ 442, ОМ 444 и ОМ 447 фирмы «MERZEDES-BENZ AG» в вариантах с вертикальным и горизонтальным расположением цилиндров. Дизели имеют диаметр цилиндра 128 мм и ход поршня 142 мм. Перечисленные дизели изготавливаются фирмой «MERZEDES-BENZ AG» без наддува, с турбонаддувом (индекс А), а также с охлаждением наддувочного воздуха (индекс LA) и перекрывают диапазон мощностей от 100 до 735 кВт.

Основные технические данные дизелей типоразмерного ряда 183 приведены в таблице 2.3.

Блок-картер двигателей серии отливается из легированного чугуна. Его боковые стенки опущены ниже плоскости разъема коренных подшипников, что в сочетании с усиленными поперечными перегородками картера и верхней плитой блока образуют жесткую конструкцию.


Масляный поддон изготовлен из легкого сплава. Картер шестерен  распределительного механизма расположен со стороны маховика.

Головки цилиндров изготавливаются из легированного серого чугуна, индивидуальные для каждого цилиндра. Головки имеют усиленное жесткое днище. Для уплотнения газового стыка используется  трехслойная  металлическая прокладка и силовые болты с повышенной податливостью, не требующие дозатяжки в ходе эксплуатации. Наиболее нагретые зоны между клапанами и форсункой подвергаются  наиболее интенсивному охлаждению. Форсунки и топливопроводы высокого давления размещены вне крышек головок цилиндров.

Коленчатый вал штампованный с закаленными галтелями шеек имеет прикрепленные болтами противовесы. Шатунные щеки коленчатого вала 6-ти цилиндрового V - образного двигателя правого и левого ряда цилиндров смещены на угол  30о. Получаемое при этом равномерное расстояние между вспышками 120о приводит к характеристикам колебаний,  свойственным 6-ти цилиндровому рядному дизелю.

На дизелях с турбонаддувом применена половинка вкладыша со стороны крышки коренного подшипника с канавками (Rillenlager). Такие составные вкладыши обеспечивают хорошую поглощающую способность рабочей поверхности. Альтернативно применяются  также вкладыши с напыленной методом катодного напыления  рабочей поверхностью.

Конструкцией переднего конца коленчатого вала предусмотрена возможность привода дополнительных агрегатов посредством  карданного вала или ременной передачи.

Штампованные шатуны имеют косые разъемы кривошипной головки, а также на стороне повышенной нагрузки комплектуются (дизели с наддувом) половинками вкладышей с комбинированной рабочей поверхностью. Для подачи масла с нижней головки в подшипник верхней головки шатуна используется отверстие в стержне шатуна.

Поршни изготавливаются из алюминиевого сплава и комплектуются двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Они имеют камеру сгорания с анодированными кромками и с зауженной горловиной. Канавка под верхнее поршневое кольцо армирована залитым в поршень кольцедержателем.


Охлаждение поршней обеспечивается струями масла, подаваемого на внутреннюю поверхность поршней форсунками. На дизелях с наддувом отверстия в бобышках под поршневой палец  армируются бронзовыми втулками.

Гильзы цилиндров мокрые, из специального сплава изготовляются методом центробежного литья. Их посадка в блоке позволяет избежать значительных деформаций при затяжке силовых болтов, что предотвращает опасность задиров поршня  и повышенного изнашивания рабочей поверхности цилиндра.

Газораспределительный механизм. Принятая форма кулачков с ускоренным открытием и закрытием клапанов способствует эффективному наполнению цилиндров и малым потерям на газообмен. Каждый кулачек опрыскивается маслом.

От газораспределительного вала  осуществляется привод ТНВД, воздушного компрессора и других вспомогательных агрегатов.

Впускные и выпускные клапаны изготовляются из жаропрочной легированной стали. Опорная тарелка пружин сочленяется со стержнем клапана при помощи конических сухарей.

Основные параметры дизелей типоразмерного ряда 183

                                                                                           Таблица 2.3

Тип двигателя по номенклатуре MTU	6V 183  AA 31	8V 183  TA 31	10V 183  TE 31	12V 183  TE 91	6R 183  TE 92
Марка базового двигателя MERZEDES-BENZ	OM 421	OM 422A	OM 423LA	OM 447LA	OM 442LA
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6V, 900 128 142 10,96 10,9 163 2300 0,78 14,9 690 4,23 1025 890 1045 171	8V, 900 128 142 14,62 10,9 263 2300 0,94 18,0 880 3,34 1410 970 1050 184	10V, 900 128 142 18,27 10,9 354 2300 1,01 19,4 1100 3,10 1480 1215 1115 177	12V, 900 128 142 21,93 10,9 441 2300 1,05 20,1 1580 3,58 1795 1280 1080 179	6L 128 155 11,97 11,8 370 2100 1523 1,77 30,9 1185 3,20 1585 885 1250 211

           

В механизме привода клапанов применяют грибковые толкатели, штанги и коромысла. Хромированные стержни клапанов работают в запрессованных направляющих втулках из специального чугуна.

Шестеренчатый привод газораспределительного вала расположен со стороны маховика.

В системе впрыскивания топлива применяют рядные ТНВД фирмы «BOSCH», обеспечивающие давление впрыскивания топлива до 100 МПа (на дизелях с наддувом) и меньшую, чем обычно, продолжительность впрыскивания. Это, в свою очередь, позволило уменьшить угол опережения впрыскивания и ускорить его процесс, что способствовало повышению общего КПД двигателя и уменьшению токсичных выбросов. Зависимый от наддува ограничитель хода реки работает во всем диапазоне частоты вращения коленчатого вала. Муфта опережения впрыскивания топлива встроена в шестерне привода газораспределительного вала. На  дизелях применяются форсунки с 4-х струйными распылителями.

В зависимости от точности регулирования частоты вращения на дизелях применяются механические или электронные регуляторы частоты вращения.

В системе смазки циркуляция масла под давлением осуществляется шестеренчатым масляным насосом. Масляный фильтр со сменным фильтрующем элементом установлен на масляном теплообменнике. Система охлаждения двигателя рассчитана на работу при избыточном давлении с радиатором или водо-водяным теплообменником. Сдвоенный термостат совместно с водяным центробежным насосом размещены в одном корпусе.

Дизели типоразмерных рядов 331 и 396.

Типоразмерные ряды 331 и 396 состоят из 6-ти, 8-ми, 12-ти и 16-ти цилиндровых дизелей с рабочим объемом цилиндра 3,31 и 3,96 л соответственно, мощностью от 540 до 2560 кВт.  Они относятся к парному семейству дизелей 331/396. Основное отличие этих двигателей состоит в величине хода поршня (155 мм у 331  ряда и 185 мм у 396 ряда) при диаметре цилиндра 165 мм. В остальном  у этих рядов приняты одинаковые  конструкторские решения, весьма высокая степень унификации деталей, а их производство осуществляется на одном и том же технологическом оборудовании.



Основные технические данные дизелей типоразмерного ряда 183 приведены в таблице 2.4.

Производство дизелей типа 331 начато в 1969 году. В настоящее время они сняты с программы поставок, хотя отдельные заказы  фирмой принимаются.

Производство дизелей 396 начато в 1975 году. В России в г. Чебоксары организовано производство 6-ти, 8-ми и 12-ти цилиндровых V-образных двигателей ряда 396, мощностью 280-385 кВт; 380-620 кВт и 600-976 кВт соответственно при частоте вращения коленчатого вала 1700-1850 мин-1.

Дизели ряда находят в последнее время самый успешный сбыт и рекомендуются фирмой для всех областей применения.

           Основные параметры дизелей типоразмерного ряда 396

                                                                                             Таблица 2.4

Тип двигателя по номенклатуре MTU	6V 396  TE 04	8V 396  TE 04	12V 396  TE 04	16V 396  TE 04	6V 396 TE /TC04
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6V, 900 165 185 23,8 9,25 575 1500 1,83 24,2 2080 3,6 1590 1460 1430 173	8V, 900 165 185 31,6 11,1 900 1800 1,9 28,5 2575 2,85 1820 1440 1440 230	10V, 900 165 185 47,5 11,1 1350 1800 1,9 28,4 3570 2,6 2600 1530 1530 222	12V, 900 165 185 63,4 11,1 1800 1800 1,9 26,2 4800 2,6 2780 1530 1650 256	6V, 900 165 185 23,8 9,25 625 1500 2,1 31,0 2080 3,3 1590 1460 1430 168

                                                                               Продолжение таблицы 2.4

Тип двигателя по номенклатуре MTU	8V 396 TE/TC 04	12V 396  TE/TC 04	16V 396  TE/TC 04	8V 396  T 04	12V 396 T04
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	8V, 900 165 185 31,6 11,1 980 1800 2,1 31,0 2570 2,6 1820 1440 1440 260	12V, 900 165 185 47,5 11,1 1475 1800 2,1 31,0 3570 2,4 2330 1530 1350 267	16V, 900 165 185 63,4 11,1 1965 1800 2,87 31,0 4800 2,4 2780 1530 1650 280	8V, 900 165 185 31,6 12,95 1120 2100 2,62 35,4 3890 2,6 2330 1540 1530 284	12V, 900 165 185 47,5 12,95 1680 2100 2,62 35,4 3900 2,3 2870 1540 1690 225

                                                                Продолжение таблицы 2.4

Тип двигателя по номенклатуре MTU	16V 396 T 04	12V 396  TR 04	16V 396  TR 04
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	16V, 900 165 185 63,4 12,95 2240 2100 2,62 35,4 5000 2,2 3460 1540 1750 242	12V, 900 165 185 47,5 12,95 1920 2100 2,5 40,4 4680 2,4 3040 1480 1910 223	16V, 900 165 185 63,4 12,95 2560 2100 2,31 40,4 5725 2,2 3550 1480 1960 248

Дизели модификации 396-03 с цилиндровой мощностью до 120 кВт изготовляются с 1981 года. Проведенные фирмой работы по дальнейшему повышению мощности позволили выпускать с 1985 года дизели 396-04 с цилиндровой мощностью 160 кВт. Дизели 396 скомпонованы таким образом, что блочный топливный насос и впускные коллекторы установлены между рядами цилиндров, а выпускные трубопроводы установлены по внешним сторонам блоков цилиндров. Конструктивные проработки показывают, что при угле развала блоков 90о достигается благоприятная фронтальная площадь контура двигателя. Наряду с этим обеспечивается уравновешивание сил инерции первого порядка с помощью противовесов коленчатого вала.

Блок-картер - цельнолитой из серого чугуна или чугуна с шаровидным графитом. Нижняя часть картера (масляный поддон) отлита из алюминиевого сплава. Совместно с поддоном блок-картер образует жесткую конструкцию с равномерным распределением напряжений в наиболее нагруженных элементах блока.  Кожух маховика крепится в блоку болтами. Для обеспечения высокой жесткости коренных подшипников их крышки крепятся к картеру на четырех вертикальных шпильках.

Гильзы цилиндров мокрого типа изготовляются из чугуна методом центробежного литья.

Головки цилиндров жесткой конструкции изготовляются из серого чугуна и имеют вставные седла для клапанов, два впускных и два выпускных с устройствами для их поворота.

Поршень составной конструкции, со стальной головкой и алюминиевым корпусом. Два компрессионных кольца расположены в канавках головки поршня, а маслосъемные - в канавке корпуса на стыке со стальной головкой. На обоих типах дизелей применяются плавающие пальцы.

Охлаждение поршней осуществляется маслом, подаваемым в полости охлаждения поршня из установленных в картере форсунок.

Применяемый на дизелях процесс сгорания характеризуется следующими признаками:

Непосредственным впрыскиванием топлива в чашеобразную полость камеры сгорания в поршне с помощью расположенной по центру камеры 5-ти струйной форсунки;



Использованием создаваемого в двух спиральных впускных каналах вихревого движения заряда для улучшения смесеобразования;

Применение газораспределительного вала с умеренным перекрытием клапанов, что позволяет уменьшить глубину вытеснителей  под клапана в днище поршня.

При этом зазор между головкой цилиндра и днищем поршня при положении его в ВМТ составляет 0,7 мм.

Коленчатый вал  кованый стальной, обработанный кругом,  снабжается закрепленными при помощи болтов противовесами. Для обеспечения осевой фиксации вала используется шариковый упорный подшипник. Дизели снабжаются демпфером крутильных колебаний.

В качестве коренных и шатунных вкладышей применяются специальные тонкостенные вкладыши с канавками (Rillenlager) австрийской фирмы MIBA GLEITLAGER AG. Благодаря свойственным этим подшипникам характеристикам изнашивания имеется возможность значительно повысить нагрузку на коренные и шатунные подшипники или при сохранении нагрузки увеличить приблизительно в два раза срок их службы.

Шатуны кованые стальные, полностью обработанные, кривошипные головки противолежащих цилиндров расположены рядом на одной шейке коленчатого вала. Для обеспечения демонтажа шатуна через цилиндр его  кривошипная головка имеет косой разъем. На поверхностях стыка головки  выполнены зубья типа «елочка»  с целью обеспечения центровки и уменьшения  напряжений сдвига на шатунных болтах. При проектировании шатунов с целью более равномерного распределения  напряжений от сил инерции в наиболее опасных зонах шатуна применяется метод фотоупругих моделей и расчет методом конечных элементов. Окончательная форма шатуна доводится по результатам динамический испытаний на специальной установке, нагрузочные циклы которой запрограммированы по всему спектру предполагаемых нагрузок.

Для значительного повышения выносливости резьбового соединения  в кривошипной головке шатуна применено формирование внутренней резьбы по новой технологии без снятия стружки.

Механизм газораспределения отличается высоким расположением распределительных валов в развале блока цилиндров, наличием коротких роликовых толкателей, жестких штанг и коромысел.


Привод распределительных валов осуществляется от коленчатого вала посредством шестеренной передачи. Центральная верхняя шестерня используется для привода ТНВД. В ней размещена муфта опережения начала подачи топлива. Установка зазора в клапанах осуществляется регулировочным винтом на коромысле.

Применяемый газораспределительный механизм отличается простотой конструкции и обеспечивает высокий коэффициент наполнения цилиндров на всех режимах работы двигателя. Выпускные клапаны изготавливаются из сплава нимоник 80 А без специальной наплавки посадочной фаски, впускные - сплава  X15CrSi9.

Топливный насос высокого давления  рядный типа PE…ZW Bosch  устанавливается в развале двигателя. В системе подачи топлива применяется шестеренчатый  топливоподкачивающий насос и сдвоенные топливные фильтры. Для регулирования цикловой подачи применяется электронный регулятор с микропроцессором и электромагнитным исполняющим устройством.

С 1985 года фирма стала устанавливать на двигателях модернизированный ТНВД с максимальным давлением впрыскивания топлива 95 МПа вместо 75 МПа у насосов старой конструкции. Это было вызвано необходимостью устранения проблем, возникших при форсировании дизелей по мощности, а также ухудшением процесса впрыскивания при малых цикловых подачах (малые нагрузки, холостой ход).

Наряду с усилением основных деталей конструкции ТНВД увеличен диаметр плунжера с 16 до 17 мм, изменена форма кулачка и увеличен предварительный ход плунжера с 2,5  до 4,7 мм. Кроме того, в применяемых 5-ти струйных форсунках несколько уменьшен диаметр распыливающих отверстий с 0,53 до 0,49 мм. Угол конуса в шатре 152 о.

Эта система подачи топлива позволила уменьшить продолжительность впрыскивания и обеспечить более эффективное распыливание топлива. Она создала предпосылки для более эффективного управления продолжительностью процесса сгорания относительно уровня ,  расхода топлива и токсичных выбросов с отработавшими газами.

Дизели ряда 396, в зависимости от назначения, оборудуются обычной системой турбонаддува, при которой все ТК постоянно находятся во включенном состоянии, или  применяемой с 1986 года системой последовательного включения турбокомпрессоров, т.


е. регистрового турбонаддува, при котором обеспечивается автоматическое включение или выключение ТК в зависимости от величины потребляемой мощности и частоты вращения дизеля.

На дизелях ряда 396 применяется циркуляционная система смазки, при которой создаваемый шестеренчатым насосом поток масла подается через теплообменник, фильтрующие устройства в магистральный канал и подводится к подшипникам и форсункам для охлаждения поршней.

Благодаря наличию сверленых масляных каналов на двигателе, а также в фильтрах и корпусе теплообменника, применению бумажных и щелевого фильтров обеспечивается надежная очистка поступающего к местам трения масла. Установленное непосредственно на щелевом фильтре легкообслуживаемое устройство для его очистки повышает надежность системы смазки.

Дизели военного назначения. В настоящее время фирма предлагает дизели трех типоразмерных рядов 837, 870 и 880, перекрывающих диапазон мощностей от 330 до 1350 кВт и предназначенных в основном для бронетанковой техники.

Основные параметры дизелей типоразмерных рядов 837, 870 и 880 приведены в таблице 2.5.

Типоразмерный ряд 837. Состоит из 6-ти, 8-ми и 10-ти цилиндровых V- образных четырехтактных предкамерных дизелей с диаметром цилиндра 165 мм и ходом поршня 175 мм. В последние годы была разработана модификация этого двигателя большей мощности с диаметром цилиндра 170 мм.

8-ми цилиндровые дизели изготовляются в модификациях:

без наддува мощностью 370 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин-1;

с приводным компрессором  мощностью 485 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин-1;

с турбонаддувом мощностью 550 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2200 мин-1;

с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха мощностью 808 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2400 мин-1;

6-ти цилиндровые дизели изготовляются также в четырех модификациях мощностью от 330 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2300 мин-1 до 625 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2400 мин-1.

Типоразмерный ряд 870.


Состоит из 8-ми и 12- ти цилиндровых предкамерных дизелей МВ 871 Ка-501 мощностью 880 кВт и МВ 873 Ка-501 мощностью 1325 кВт.

Типоразмерный ряд 880. К настоящему времени разработаны 8-ми и 12-ти цилиндровые модели V - образных двигателей с непосредственным впрыскиванием топлива в неразделенную камеру сгорания. Первоначально размерность дизелей этого ряда была следующей:

диаметр цилиндра 140 мм;

ход поршня 136 мм.

В дальнейшем фирма перешла на другую размерность:

диаметр цилиндра 144 мм;

ход поршня 140 мм.

Если высокие показатели дизелей второго поколения (ряд 870) в сравнении с показателями дизелей первого поколения (ряд 837) достигнуты, главным образом, за счет конструктивных мероприятий, то  у дизелей третьего поколения (ряд 880) они достигнуты не только путем совершенствования элементов конструкции двигателя, а, прежде всего, за счет разработки более эффективного процесса сгорания с непосредственным впрыскиванием топлива в неразделенную камеру сгорания и более широкого использования новейших достижений в области создания новых материалов и технологий.

Благодаря переходу от предкамерного рабочего процесса к процессу с непосредственным впрыскиванием топлива, достигнуто снижение минимального удельного расхода топлива.

Дизели ряда 883 отличаются плотной компоновкой, трубопроводы системы выпуска размещены в развале блоков цилиндров. В результате дизелям этого ряда присуща особо высокая габаритная мощность, достигшая значений 900 кВт/м3.

В конструкции этих дизелей не применяются резиновые патрубки и ремни.

Основные параметры дизелей типоразмерных рядов 837, 870 и 880

Таблица 2.5

Типоразмерный ряд	6V 837	6V 837	8V 837	10V 837	10V 837
Марка базового двигателя	MB 833 Ea-500	MB 833 Ka-500	MB 837 Ka-501	MB 838 CaM-501	MB 838 Ka-501
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6V, 900 165 175 22,4 12,8 440 2200 2020 1,1 215 19,6 1250 1,84 1255 1257 1053 265	6V, 900 170 175 23,8 14,0 625 2400 2780 1,3 222 26,2 1450 2,32 1252 1050 965 493	8V, 900 170 175 31,8 14,0 808 2400 3670 1,7 219 25,4 1650 2,04 1510 1050 1035 492	10V, 900 165 175 37,4 12,8 610 2200 2805 0,9 222 16,3 1920 3,15 1552 1050 964 388	10V, 900 170 175 39,7 14,0 1030 2400 4600 1,3 209 25,9 2000 1,94 1450 1850 1040 369

                                                        

                                                                                  Продолжение таблицы 2.5

 

Типоразмерный ряд	8V 870	12V 870	8V 880	12V 880
Марка базового двигателя	MB 871 Ka-501	MB 873 Ka-501	MT- 881	MT- 883
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	8V, 900 170 175 31,7 15,2 880 2600 3720 1,3 225 27,3 1250 1,93 1190 1950 880 431	12V, 900 170 175 47,8 15,2 1325 2600 5400 1,3 222 27,7 1450 1,95 1700 1970 1100 360	8V, 900 144 140 18,2 14,0 800 3000 1,75 210 43,9 1650 1,32 1115 970 730 1012	12V, 900 144 140 27,4 14,0 1200 3000 1,75 210 48,9 1920 1,37 1560 970 660 1001

Блок-картер дизеля МТ- 883 отливается из алюминиевого сплава, а крышки коренных подшипников коленчатого вала изготовлены из стали и крепятся к блок-картеру стяжными болтами, головки которых расположены в развале между рядами цилиндров, а гайки навертываются со стороны крышки цилиндров. Болты расположены с некоторым наклоном относительно вертикальной оси двигателя.



Стальной коленчатый вал обрабатывается со всех сторон, подвергается индукционной закалке и устанавливается на подшипниках скольжения. Его противовесы крепятся при помощи стяжных болтов.

Особенности деталей кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов вытекают из требований обеспечения малой длины и высокой частоты вращения. На дизеле применяются узкие плоские шатуны, кривошипные головки которых располагаются попарно на одной шейке кривошипа.

Верхняя головка шатуна и бобышки поршня имеют наклонные торцы для уменьшения прогиба поршневого пальца.

Поршни из алюминиевого сплава комплектуются двумя компрессионными и одним маслосъемным кольцами. Для охлаждения поршней в верхней части поршня выполнена кольцевая полость, в которую подается масло посредством форсунок.

На двигателе применяются индивидуальные топливные насосы высокого давления, установленные на блок-картере между головками цилиндров, что позволило использовать короткие топливные трубопроводы, а привод насосов осуществлять от расположенных с наружных сторон блоков кулачковых валов.

Привод распределительных валов, водяного и масляного насосов и электрического генератора осуществляется шестеренной передачей, расположенной со стороны маховика. В механизме привода клапанов - одна штанга для двух впускных и две штанги для двух выпускных клапанов.

На этой же стороне двигателя со стороны маховика находятся два турбокомпрессора и охладителя наддувочного воздуха. Каждый ряд цилиндров имеет свой собственный турбокомпрессор и охладитель наддувочного воздуха. Воздуховоды  от них проложены  на боковых наружных сторонах блок картера. Электронно-гидравлический регулятор скорости расположен на противоположном от маховика торце двигателя.

В конструкции дизеля МТ-883 предусмотрена возможность работы двигателя на режимах холостого хода и малых нагрузок с использованием только одного ряда цилиндров.

В 80-х годах фирма разработала комплекс мероприятий, обеспечивающих значительное (на 30-50 %) повышение мощности дизелей, снижение расхода топлива и расширение их рабочего диапазона практически без изменения уровня механических и термических нагрузок на детали при сохранении основных узлов серийных дизелей и их габаритных размеров.



Для реализации этой проблемы фирмой был разработан  ряд технических решений, таких как выключение группы цилиндров на режимах холостого хода и пуска, дозарядка работающих цилиндров воздухом и система наддува с изменением количества работающих ТК, так называемая регистровая система наддува.

Для ограничения термических и механический напряжений деталей при форсировании дизеля необходимо снизить его степень сжатия. У дизелей ряда 396 с цилиндровой мощностью, достигающей 120 кВт, при степени сжатия равной 12 и Ре = 1,73 МПа, Рz = 14 МПа. Для повышения Ре до 3 МПа и при сохранении Рz =15 МПа необходимо снизить степень сжатия до  8,5. В результате этих работ была создана модификация дизелей 396-04 с цилиндровой мощностью 160 кВт. 

При таком  значительном снижении степени сжатия  резко снижается температура и давление  в конце такта сжатия, воспламенение топлива становится нестабильным и, как следствие, ухудшаются условия пуска и работа дизеля на режимах холостого хода и малых нагрузок.

Для устранения перечисленных недостатков фирма разработала систему выключения одного ряда цилиндров V-образного двигателя на этих режимах и применила систему дозарядки работающих цилиндров сжатым воздухом из неработающих цилиндров.

Система рассчитана как для блочных, так и индивидуальных ТНВД.  При подаче масла из смазочной системы двигателя в  сервоустройство осуществляется выключение нескольких секций ТНВД, следовательно, и группы цилиндров. В этом случае нагрузка на работающие цилиндры увеличивается, если выключается ряд цилиндров  V- образного двигателя, то нагрузка на работающий ряд увеличивается вдвое, и возрастает вдвое цикловая подача работающих секций ТНВД.  В этом  случае улучшаются условия работы двигателя на холостом ходу, в значительной степени предотвращается образование белого дыма и разжижение моторного масла несгоревшим топливом.

Система дозарядки работающих цилиндров производится путем их соединения с неработающими цилиндрами (точнее с работающими в режиме компрессора) и, тем самым, осуществляется дополнительная зарядка работающих цилиндров воздухом.


Соединение цилиндров осуществляется трубопроводами, на концах которых установлены клапаны.

Процесс дозарядки начинается с момента открытия управляемого клапана. Рабочий процесс цилиндра-компрессора должен опережать процесс рабочего цилиндра на 50-120 0 пкв. При этом в цилиндре-компрессоре завершается процесс сжатия, тогда как в рабочем цилиндре фаза сжатия только начинается. В результате перепада давления между цилиндрами открывается обратный клапан и осуществляется дозарядка рабочего цилиндра. Перепускаемая из цилиндра-компрессора в рабочий цилиндр масса воздуха при  пусковой частоте вращения составляет приблизительно 30 % от массы воздуха, находящегося в рабочем цилиндре в начале такта сжатия. Соответственно этому повышается и температура конца сжатия.

Как показал опыт, способ дозарядки сжатым воздухом позволяет при пониженной степени сжатия обеспечивать пуск и работу дизеля на режиме холостого хода. Эффективность этого метода зависит от количества воздуха, поступающего в рабочие цилиндры. Она уменьшается с ростом частоты вращения вследствие возрастания потерь давления и уменьшения времени для подачи дополнительного воздуха из цилиндра-компрессора. В связи с этим метод дозарядки применяется при частоте вращения коленчатого вала до 1000 мин-1. Решающее значение имеет оптимизация размеров и соединительных трубопроводов (по длине и поперечному сечению), а также снижение сопротивления потоку в этих трубопроводах и клапанах.

В результате отбора сжатого воздуха уменьшается работа расширения в цилиндре-компрессоре, в связи с чем требуется дополнительный отбор мощности от работающих цилиндров. Следует также учитывать, что конец работы в режиме дозарядки и перевод цилиндров-компрессоров с насосного режима в рабочий должен осуществляться при достаточном уровне температуры стенок камеры сгорания.

Выключение цилиндров в сочетании с дозарядкой рабочих цилиндров является эффективным средством улучшения пусковых свойств дизеля с низкой степенью сжатия и высоким наддувом. Система отличается простотой конструкции, не требующей существенных изменений серийных дизелей.



Дополнительная модернизация рассмотренного способа позволяет повысить его эффективность и расширить область применения, например, путем дозарядки одного рабочего цилиндра от нескольких цилиндров-компрессоров.

В работающих цилиндрах повышается среднее эффективное давление, и возрастает располагаемая энергия отработавших газов. При этом создаются благоприятные условия для перехода дизеля с режима холостого хода на режим работы с подачей топлива во все цилиндры.

Ввиду постоянного ужесточения законодательных норм на токсичные выбросы фирма уделяет большое внимание этой проблеме и, главным образом, снижению выбросов NOx.

Если ранее на первом этапе стояла задача максимального снижения расхода топлива, то в настоящее время и, видимо, в будущем развитие дизелей будет сопровождаться требованиями по уменьшению токсичных выбросов при сохранении или небольшом увеличении расхода топлива.

Фирма ведет в этом направлении интенсивные работы, используя следующие мероприятия:

повышение степени сжатия и уменьшение угла опережения подачи топлива (изменение начала впрыскивания в сторону запаздывания);

уменьшение вихревого отношения и повышение энергии впрыскивания топлива, позволяющее снизить выброс NOx на 15 % без увеличения расхода топлива;

предварительное впрыскивание топлива, изменяющее процесс нарастания давления сгорания, способствующее уменьшению выбросов NOx на 8 % при неизменном расходе топлива;

впрыскивание воды, способствующее существенному снижению NOx (до 40 %) без потери КПД двигателя;

рециркуляция охлажденных ОГ, позволяющая снизить выброс NOx до 50 %  без ухудшения топливной экономичности.

Фирма работает над проектом MJPAS, предусматривающим разработку установки для обработки ОГ, состоящую из фильтра частиц, селективной каталитической установки (SCR) и окислительного нейтрализатора. Фильтр частиц с набивкой из керамических волокон и электрохимической регенерацией предназначен для очистки ОГ от пыли и сажи. Степень очистки должна быть не хуже предусмотренной в 1994 г. (до 0,02 г/м3), уровень концентрации  NOx, достигаемый при помощи селективной каталитической установки SCP с применением аммиака, не должен превышать установленной на 1994 г.


нормы (0,5 мг/м3).

В то же время, анализируя требования к системам вооружения автобронетанковых войск и к другим военным машинам 90-х годов, специалисты Германии считают, что не следует стремиться к экстремально высоким требованием в отношении мощностных показателей, которые обычно используются лишь в исключительных случаях. В первую очередь, необходимо добиваться высокого уровня мощностных  показателей при оптимальной надежности, постоянной технической готовности, сохраняемой в течение длительного времени, упрощения технического обслуживания и малых затрат на приобретение и эксплуатацию. При этом следует использовать возможности улучшения тактико-технических показателей, если они оправданы по эффективности и затратам (например, улучшения разгонных характеристик машины).

Большая часть производства дизелей Германии для транспортных машин (автомобили,  тягачи, тракторы и др.) сосредоточена на фирме DEUTZ MOTOR INDUSTRIEMOTOREN GMBH (KHD DEUTZ).

Двигатели семейства Fl413 и FL413F выпускались в 6-ти, 8-ми, 10-ти и 12-ти цилиндровом V-образном исполнении (6-ти цилиндровые двигатели в рядном) с турбонаддувом и без него. Диапазон охватываемых мощностей от 128 до 380 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2650 мин-1 для безнаддувных и 2800 мин-1 для наддувных, диаметром цилиндра 120 мм и ходом поршня 125 мм.

Параметры дизелей воздушного охлаждения FL, 413F, KD3 представлены в таблице 2.6.

В ходе работ по совершенствованию двигателей семейства Fl413 с учетом опыта их производства и эксплуатации на грузовых  автомобилях и автобусах были созданы и освоены в производстве двигатели FL413F  с диаметром цилиндра и ходом поршня, увеличенными соответственно до 125 и 130 мм, при сохранении основных конструктивных решений. Эти двигатели, имеющие многоцелевое применение, выпускаются в 5-ти и 6-ти цилиндровом рядном исполнении и в 6-ти, 8-ми, 10-ти и 12-ти цилиндровом V-образном исполнении.  Они создают мощностной ряд от 118 до 287 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2500 мин-1.


Переход от семейства FL413 к FL413F сопровождался увеличением среднего эффективного давления, которое было достигнуто за счет изменения фаз газораспределения, вихревого движения заряда и характеристик впрыскивания топлива. Это позволило снизить номинальную частоту вращения коленчатого вала на 150 мин-1 и понизить скорость поршня, несмотря на увеличение длины его хода, улучшить наполнение его цилиндров.

Одна из модификаций двигателей этого семейства - двигатель FL413FW - имеет «двухступенчатый процесс сгорания, при котором топливо впрыскивается в вихревую камеру сгорания - 1 ступень и воспламеняется в днище поршня - П ступень.  Сгорание в 1 ступени происходит при высоком давлении, избытке топлива и недостатке кислорода в горячей вихревой камере.  Малое содержание кислорода препятствует образованию окислов азота. Окончательное сгорание во  второй ступени происходит при низком давлении и относительно низкой температуре в камере с двойным завихрением, расположенной в днище поршня. Низкая температура и перемешивание с отработавшими газами не допускает дальнейшего образования окислов азота. Избыток воздуха и сильное завихрение способствует полному сгоранию окиси углерода, углеводородов и сажи. Эти двигатели имеют  несколько худшую топливную экономичность (230 г/кВт.ч), чем базовые модели (не больше 220 г/кВт.ч), однако отличаются резко сниженной токсичностью отработавших газов в зависимости от нагрузки: по СО в 1,3-3,6; по СхНу в 1,8-3,2; по Nox в 1,3-3,1 раза.

На базе двигателей воздушного охлаждения семейства FL413 и при широкой унификации с ним созданы опытные образцы двигателя с жидкостным охлаждением, основные детали которых могут обрабатываться на том же технологическом оборудовании, что и двигатели с воздушным охлаждением (с сохранением в том числе и межцилиндрового расстояния).

Дальнейшим этапом развития дизельных двигателей воздушного охлаждения является создание и освоение производства двигателей FL513, создающих в исполнении для установки на автомобили мощностной ряд от 141 до 386 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2300 мин-1.



Параметры дизелей воздушного охлаждения FL 513 представлены в таблице 2.7.

Параметры дизелей воздушного охлаждения FL, 413F, KD3

                                                                                                   

                                                                                                  Таблица 2.6

Тип двигателя	KD3 744.10	KD3 745.10	KD3 746.10	F5L 413FR W	F5L 413FR	F6L 413FR
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	8V, 900 120 125 11,31 11,0 164 2650 662 0,66 215 14,5 870 5,1 1136 1035 860 1,01 162	10V, 900 120 125 14,14 11,0 203 2650 829 0,65 215 14,4 1035 5,0 1296 1035 880 1,18 173	10V, 900 120 125 14,14 11,0 258 2650    - 0,73    - 18,2 1190 4,6 1331 1000 1027 1,45 178	5L 125 130 7,98 10,8 118 2500 510 0,71 223 14,8 710 6,0 1144 752 1004 0,86 137	5L 120 130 7,23 10 85 2300 406 0,55 230 10,6 710 8,3 1144 790 1025 0,99 99	6L 125 130 9,57 10 141 2300 613 0,71 223 14,7 790 5,6 1309 752 1004 0,98 142

                                                                                     Продолжение таблицы 2.6

Тип двигателя	F6L 413FRW	BF6L 413FR	BF6L 413FRC	F6L 413F	F6L 413FW	F8L 413F
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L 125 130 9,572 10,0 102 2300 487 0,56 230 10,6 790 7,7 1309 752 1012 0,98 104	6L 125 130 9,572 10,0 177 2300 873 0,96 220 18,5 865 4,9 1533 790 1035 1,25 141	6L 125 130 9,572 10,0 199 2300  980 1,08  230 20,8 895 4,5 1533 830 1084 1,38 144	6V, 900 125 130 9,572 10,8 141 2500 613 0,71 216 14,7 660 4,7 1034 1038 860 0,92 153	6V, 900 120 130 9,572 10,8 121 2500 530 0,61 230 12,6 650 5,4 1034 1038 860 0,92 131	8V, 900 125 130 12,763 10,8 188 2500 817 0,71    - 14,7 830 5,4 1197 1038 860 1,07 170

                                                                           

                                                                        



                                                                                    Продолжение таблицы 2.6

Тип двигателя	F8L 413FW	BF8L 413F	F10L 413F	F10L 413FW	F10L 413F	F12L 413F
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	8V, 900 125 130 12,763 10,8 162 2500 706 0,61 230 12,7 830 5,1 1197 1038 860 1,07 151	8V, 900 125 130 12,763 10,8 235 2500 1080 0,88    - 18,4 920 3,9 1260 1064 955 1,33 177	10V, 900 125 130 15,953 10,8 235 2500  1020 0,71    - 14,7 990 4,2 1360 1038 929 1,31 179	10V, 900 125 130 15,953 10,8 202 2500 883 0,61 230 12,7 990 4,9 1360 1038 929 1,31 154	10V, 900 120 130 15,953 10,8 294 2500 1226 0,88    - 18,4 1140 3,9 1520 1118 1055 1,79 164	12V, 900 125 130 19,144 10,8 282 2500 1226 0,71    - 14,7 1120 4,0 1570 1038 961 1,57 180

                                                                        

                                                                                      Продолжение таблицы 2.6

Тип двигателя	F12L 413FW	BF12L 413F	BF12L 413FW	BF12L 413FC
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	12V, 900 125 130 19,144 10,8 243 2500 1080 0,61   - 12,7 1120 4,6 1570 1038 1055 1,57 155	12V, 900 125 130 19,144 10,8 353 2500 1470 0,88    - 18,4 1250 3,5 1580 1172 1055 1,99 177	12V, 900 125 130 19,144 10,8 287 2500  1250 0,72  230 15,0 1250 4,3 1580 1192 1055 1,99 144	12V, 900 125 130 19,144 10,8 386 2500 1800 0,97   - 20,2 1300 3,4 1580 1192 1055 1,99 194

Параметры дизелей воздушного охлаждения FL 513

                                                                                                    Таблица 2.7

Тип двигателя	BF6L 513R	BF6L 513RC	F6L 513	F8L 513	F8L 513L	BF8L 513
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L 125 130 9,572 10,0 177 2300 905 0,96 210 18,5 865 4,9 1506 765 1040 1,2 147	6L 125 130 9,572 10,0 209 2300 1045 1,14 209 21,8 895 4,3 1506 830 1036 1,29 162	6V, 900 128 130 10,037 10,0 141 2300 667 0,73  208 14,0 665 2,7 1050 1038 860 0,94 150	8V, 900 128 130 13,376 10,0 188 2300 890 0,73 208 12,1 835 4,4 1210 1038 860 1,08 174	8V, 900 128 130 13,376 9,32 174 2150 930 0,67 215 19,0 920 4,8 1181 1064 866 1,09 160	8V, 900 125 130 12,763 10,0 242 2300 1170 0,99 212 19,0 945 3,9 1242 1452 1042 1,88 129

 

                                                                           Продолжение таблицы 2.7

Тип двигателя	BF8L 513LG	F10L 513	BF10L 513	FL12L 513	BF12L 513	BF12L 513
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса, кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	8V, 900 125 140 13,738 9,8 265 2100 1490 1,1 206 18,5 945 3,6 1384 1027 998 1,42 187	10V, 900 128 140 16,728 10,7 235 2300 1112 0,73 208 21,8 995 4,2 1418 1038 1000 1,47 160	10V, 900 125 130 15,953 10,0 305 2300 1460 1,0  212 14,0 1140 3,7 1407 1138 1067 1,71 178	12V, 900 128 140 20,074 10,7 282 2300 1335 0,73 208 12,1 1130 4,0 1575 1038 1018 1,66 170	12V, 900 125 130 19,144 10,0 367 2150 1755 1,0 212 19,0 1250 3,4 1590 1192 1087 2,06 178	12V, 900 125 130 19,144 10,0 405 2300 1900 1,1 205 19,0 1300 3,2 1590 1192 1087 2,06 197

Для двигателей семейства FL513 вместо применявшейся для семейства FL413 цилиндрической камеры сгорания в поршне и двухдырчатого распылителя форсунки принята  w - образная камера в поршне с зауженной горловиной и распылитель с 4-мя отверстиями.


Давление впрыскивания топлива повышено при этом с 68 до 80 МПа, а степень сжатия с 15,8 до 16,7.

Для оптимизации воздушного охлаждения вместо температурного датчика, устанавливавшегося в выпускных коллекторах, применена электронная система с гидравлическим исполнительным механизмом. На моделях с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха применяются керамические вставки в выпускном канале, изготовленные из титанита алюминия. При помощи этих мероприятий и за счет существенного повышения величины крутящего момента со смещением максимума в область пониженных частот вращения было достигнуто уменьшение эксплуатационного расхода топлива на 10 %.

Двигатели FL513 с турбонаддувом  при среднем эффективном давлении равном 1,0 МПа и частоте вращения 1600 мин-1 имеют степень дымности по шкале БОШ менее 1,5. По содержанию токсичных веществ в отработавших газах эти двигатели с некоторым запасом соответствуют нормам ЕЭК R 49.

Для удовлетворения возрастающих энергетических потребностей семейство FL513 в настоящее время дополнено 8-ми цилиндровой моделью F8L513, которая имеет диаметр цилиндра 128 мм, ход поршня, увеличенный до 140 мм, и мощность в автомобильном варианте 174 кВт при 2150 мин-1. В варианте с турбонаддувом, для которого предусмотрены два турбонагнетателя и охлаждение наддувочного воздуха - модель BF8L513LC - диаметр цилиндра и ход поршня соответственно равны 125 и 140 мм, применены, кроме того, 5-ти дырчатые распылители форсунок. В таком исполнении двигатель развивает мощность 265 кВт при 1200 мин-1.

В группе двигателей семейства KHD DEUTZ средней мощности  новейшим техническим решением является разработка двух семейств дизельных двигателей FM1012 и FM1013 с встроенной системой жидкостного охлаждения, серийное производство которых началось в 1993 году.                                                                 

Двигатели семейства FM1013 имеют диаметр цилиндра 108 мм и ход поршня 130 мм. Они изготавливаются с 4-мя и 6-тью  цилиндрами только с турбонаддувом, а также с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха.



Компактный радиатор встроенной системы жидкостного охлаждения устанавливается непосредственно на блоке цилиндров. Регулируемая интенсивность его охлаждения обеспечивается вентилятором, аналогичным по своей конструкции вентиляторам двигателей воздушного охлаждения. На этих двигателях применены расположенная в днище поршня камера сгорания открытого типа, одноплунжерные топливные насосы высокого давления с механическим или электронным регулятором частоты вращения коленчатого вала и электронной MV-системой регулирования цикловой подачи отдельно для каждого цилиндра.

В соответствие с нормами 1993 года в отработавших газах предусматривается предельно допустимое содержание в г/кВт.ч:

СО - 4,9;  СхНх - 1,23; NOx- 9,0 и твердых частиц 0,4 при мощности более 85 кВт.  Для обеспечения соответствия нормам 1993 г, фирма DEUTZ применила усовершенствованный рабочий процесс с неразделенной камерой сгорания, распылители форсунок с 5-тью отверстиями и минимизированным мертвым объемом, топливную аппаратуру с высокой энергией впрыскивания, воздушный вихрь на впуске с  пониженной энергией, уменьшенный диаметр горловины камеры сгорания, высокую степень сжатия, более поздний и зависящий от нагрузки момент начала впрыскивания топлива, поршни и поршневые кольца, обеспечивающие уменьшенный расход  масла, усовершенствованную систему турбонаддува. Указанные мероприятия позволили получить предельный уровень выбросов токсичных веществ и твердых частиц соответственно на 9…12 % и на 11…15 % меньший, чем это предусматривается нормами 1993 г., и на 55…70 % меньший, чем у серийно выпускаемых фирмой двигателей с неразделенной камерой сгорания.

В соответствие с нормами 1996 г. выбросы в г/кВт.ч должны быть уменьшены: СО до 4,0; СхНх до 1,1;  Nox до 7,0, а твердых частиц до 0,15. Для выполнения таких требований необходимо, чтобы двигатели работали на топливе с содержанием серы по весу не более 0,05 %, а также провести необходимое совершенствование рабочего процесса, применить электронную программную  систему регулирования процесса впрыскивания топлива, повысить эффективность  системы турбонаддува, в том числе геометрическими параметрами турбины турбокомпрессора, повысить эффективность системы охлаждения наддувочного воздуха и, что особенно важно, существенно повысить точность изготовления всех деталей двигателя.


Целесообразно применение сажевых фильтров.

Минимальный удельный расход топлива двигателя  FM1013 - 200 г/кВт.ч.

Фирма KHD DEUTZ ведет освоение серийного производства дизельных двигателей большой мощности с жидкостным охлаждением  семейства К580, которое включает 6-ти и 8-ми цилиндровые V- образные модели с турбонаддувом и на отдельных моделях с охлаждением наддувочного воздуха. Эти двигатели предназначаются  для установки главным образом на большегрузные автомобили.

Параметры двигателей семейства К-580 представлены в таблице 2.8.

При применении охлаждения наддувочного воздуха достигается  повышение мощности на 20 % и уменьшение удельного расхода топлива на 2,6 %. Необходимо отметить, что отношение величины максимального крутящего момента к величине момента при максимальной мощности равно 25 %, что имеет важное значение для оптимизации режимов движения большегрузных автопоездов.

Параметры двигателей семейства К-580

                                           Таблица 2.8

Тип двигателя	K-580 6TC	K-580 6TC1	K-580 8TC1
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6V, 900 132 145 11,86 10,1 250 2100 1350 1,2 200 21,0 780 3,1 1005 970   -	6V, 900 132 145 11,86 10,1 300 2100 1700 1,44 196 25,2 780 2,6 1418 970   -	8V, 900 132 145 15,84 10,1 400 2100 2250 1,44  195 25,2 960 2,4 1170 970   -

Фирма «DAIMLER-BENZ» (г. Штутгарт) уже свыше 80 лет изготавливает дизели различного назначения (автомобильные, тракторные, стационарные, тепловозные, судовые и др.), экспортируемые в более 170 стран, включая Россию. В настоящее время в производстве находятся модели дизелей трех серий - 300; 400; 600 (таблица 2.9).

Параметры двигателей фирмы «DAIMLER-BENZ»

                                                                                     Таблица 2.9

Тип двигателя	Серия 600	Серия 300
OM601	OM602	OM364	OM364A	OM364L	OM366
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	4L 89 92 2,30 12,3 60 4000 154 0,84 235 26,1 155 2,6 625 530 795 0,26 231	5L 89 92 2,87 12,3 72 4000 192 0,84 235 25,1 186 2,6 725 530 795 0,26 277	4L 98 133 3,97 12,4 65 2800 256 0,81  235 16,4 312 4,8 755 635 905 0,43 151	4L 98 133 3,97 11,5 79 2600 360 1,14 230 19,9 320 4,1 815 620 905 0,46 172	4L 98 133 3,97 11,5 102 2600 430 1,36 227 25,7 345 3,4 900 710 970 0,62 165	6L 98 133 5,96 12,4 97 2800 394 0,83 235 16,3 425 4,4 985 640 920 0,58 167

 

                                                                           Продолжение таблицы 2.9

Тип двигателя	Серия 300	Серия 400
OM366A	OM366LA	OM366 LA	OM447h	OM447h A	OM447h LA
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L 89 133 5,96 11,5 121 2600 540 1,14 230 20,3 440 3,6 985 700 920 0,58 192	6L 89 133 5,96 11,5 155 2600 645 1,36 227 26,0 475 3,1 985 700 915 0,63 245	6L 98 133 5,96 11,5 177 2600 750 1,58  225 29,7 440 2,5 985 700 915 0,63 281	6H 128 155 11,97 11,4 157 2200 750 0,79 235 13,1 785 5,0 1315 1100 670 0,98 160	6H 128 155 11,97 11,4 184 2200 900 0,94 230 15,4 830 4,5 1315 1300 670 1,09 160	6H 128 155 11,96 11,4 220 2200 1250 1,31 227 18,4 840 3,8 1315 1300 635 1,09 209

                                                                           Продолжение таблицы 2.9

Тип двигателя	Серия 400
OM441	OM401LA	OM401 LA	OM401 LA	OM441 LA	OM442
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса, кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6V, 900 130 142 11,31 9,9 151 2100 750 0,83 235 13,4 670 4,4 900 895 1025 0,85 182	6L, 900 125 130 9,57 9,1 180 2100 950 1,25 227 18,8 730 4,1 960 1040 1130 1,13 152	6L, 900 125 130 9,57 9,1 200 2100 1090 1,43  225 20,9 730 3,7 960 1040 1190 1,19 168	6V, 900 125 130 9,57 9,1 230 2100 1340 1,76 222 24,0 730 3,2 960 1040 1130 1,13 204	6V, 900 128 142 10,96 9,9 250 2100 1450 1,66 220 25,0 730 2,9 960 1040 1130 1,13 221	8V, 900 130 142 15,08 9,9 195 2100 980 0,82 235 12,9 815 4,2 1055 895 1010 0,96 203

                                                              

                                                                           Продолжение таблицы 2.9

Тип двигателя	Серия 400
OM442A	OM402 LA	OM442 LA	OM442 LA	OM443 LA	OM447
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	8V, 900 128 142 14,65 9,9 250 2100 1500 1,29 230 17,1 875 3,5 1420 895 1120 1,55 161	8V, 900 125 130 12,76 9,1 280 2100 1775 1,75 227 21,9 890 3,2 1300 975 1140 1,57 178	8V, 900 128 142 14,62 9,9 320 2100 1900 1,63  225 21,9 890 2,8 1350 1060 1180 1,69 189	8V, 900 128 142 14,62 9,9 370 2100 2020 1,74 220 25,3 890 2,4 1350 1060 1180 1,69 219	10V, 900 128 142 18,27 9,9 412 2100 2400 1,65 225 22,6 1050 2,5 1285 1060 1110 1,53 269	6L, 128 155 11,97 11,4 184 2200 894 0,94 235 15,4 780 4,2 1326 1070 1165 1,27 145

                                                                        Продолжение таблицы 2.9

Тип двигателя	Серия 400
OM44 A	OM447 LA	OM444 A	OM444 LA	OM444 LA
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L 128 155 11,97 10,8 222 2100 1290 1,35 230 18,5 780 3,5 1326 820 1165 1,27 175	6L 128 155 11,97 10,8 276 2100 1550 1,63 227 23,1 825 3,0 1315 940 1080 1,33 208	12V, 900 128 142 21,93 9,9 406 2100 2400 1,37  230 18,5 1165 2,9 1430 1215 1040 1,81 224	12V, 900 128 142 21,93 9,9 498 2100 2700 1,55 225                                   22,7 1215 2,4 1420 1215 1175 2,03 243	12V, 900 128 142 21,93 9,9 612 2100 3260 1,87 220 27,9 1215 2,0 14200 1215 1175 2,03 302

Производство транспортных дизелей  фирмы «MERCEDES-BENZ AG» постоянно приспосабливается к требованиям рынка как в отношении многообразия типов, так и диапазона мощностей. Дизели этой фирмы устанавливаются на тяжелые колесные тягачи  и многие другие транспортные средства. Дизели типа 300 устанавливаются на грузовые автомобили средней грузоподъемности и на транспортеры.

Основные конструктивные особенности дизелей серии 300:

Отсутствуют вставные гильзы цилиндров; головка цилиндров - общая на все цилиндры; впускные каналы - спиральные; впускная труба выполнена за одно целое с крышкой головки цилиндров; поршень отлит из алюминиевого сплава, имеет два компрессионных и одно маслосъемное кольца; в головку поршня залита неризистовая вставка под верхнее, компрессионное кольцо; шатун - кованый с косым разъемом нижней головки, коленчатый вал семиопорный, с шестью привертными противовесами; вкладыши коренных и шатунных подшипников - тонкостенные, трехслойные (стальное основание; заливка из свинцовистой бронзы; свинцово-оловянистое покрытие);  клапанные пружины - переменного шага навивки; водомасляный теплообменник встроен в блок цилиндров.

К этим дизелям примыкают рядные шестицилиндровые дизели типа 400. Они имеют рабочий объем 12 л, мощность до 276 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2100 мин-1. При V-образном расположении цилиндров эти дизели имеют 6; 8; и 10 цилиндров. Разрабатывается вариант этого типоразмерного ряда с числом цилиндров 12. Варианты этих дизелей без турбонаддува, с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха и без него устанавливаются на большегрузных автомобилях. Дизели этого типа перекрывают диапазон мощности до 612 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2100 мин-1. Коэффициент приспособляемости достигает 35 %. Удельная масса снижена до 2,04 кг/кВт. При полной нагрузке минимальный расход топлива составляет 203-213 г/кВт.ч для дизелей без наддува, 200 г/кВт.ч - с турбонаддувом и 192 г/кВт.ч - с турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха.


Большой запас крутящего момента способствует получению хороших характеристик приемистости. Достоинством дизелей фирмы являются высокие показатели надежности и долговечности, низкий выброс токсичных газообразных компонентов и частиц. Действующие законодательные европейские нормы на токсичные выбросы выполняются с запасом.

Конструктивные особенности и краткую техническую характеристику дизелей серии 400 рассмотрим на примере дизеля OM442LA.

Применяемый в силовых блоках 8V 183 TC 22/TE 22 двигатель OM442LA (семейство ОМ400) представляет собой V-образный 8-ми цилиндровый четырехтактный дизель с неразделенной камерой сгорания, турбонаддувом и охлаждением наддувочного воздуха.

Серийно для автомобилей дизели OM442LA изготовляются в вариантах мощностью 320 кВт,  крутящим моментом 1800 Нм и мощностью 370 кВт, моментом 2020 Нм. В силовом блоке  8V 183 TC 22 дизель OM442LA отрегулирован на мощность 331 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2100 мин-1, а в блоке 8V 183 TE 22 на мощность 441 кВт при частоте вращения коленчатого вала 2300 мин-1.

Внешние характеристики дизеля отличаются высоким и постоянным крутящим моментом в широком диапазоне частоты вращения 1000-1600 мин-1 и постоянством мощности в скоростном диапазоне 1600-2100 мин-1. Такое протекание характеристик дизеля способствует получению высоких динамических показателей как колесных, так и гусеничных машин.

Дизели серии ОМ442 разработаны фирмой на базе дизелей ОМ422 того же семейства, с одинаковыми размерами диаметра цилиндра (128 мм) и хода поршня (142 мм). При создании дизелей  были проведены значительные работы по улучшению процесса сгорания, снижению расхода топлива, уменьшению токсичных выбросов до величин, удовлетворяющих действующим нормам и повышению надежности в эксплуатации.

В результате проводимых в течение последних 20 лет фирмой работ в области развития дизелей с непосредственным впрыскиванием топлива для грузовых автомобилей снижена удельная масса двигателя с 5,3 до 2,9 кг/кВт, а долговечность увеличена в три раза, с 250000 км до 750000 км.


Так же снизился приблизительно в два раза расход масла с 4,0 до 1-2,5 л/1000км, значение эффективного КПД дизелей OM442LA при полной мощности достигло 42 %, снижен расход топлива в сравнении с базовым вариантом дизеля на 6 %. Минимальный удельный расход топлива составляет 196 г/кВт.ч.

Это снижение расхода топлива достигнуто за счет улучшения аэродинамических показателей выпускных коллекторов, оптимизации механизма газораспределения, улучшения параметров топливоподающей аппаратуры и улучшения характеристик турбокомпрессоров.

Фирма продолжает разрабатывать мероприятия, обеспечивающие дальнейшее снижение токсичных выбросов с отработанными газами.

Краткое описание конструкции дизеля:

Блок-картер выполнен по схеме с несущим блоком и мокрыми гильзами цилиндров. Он отливается из легированного хромом серого чугуна В связи с повышением Рz до 12,5 МПа внедрены мероприятия по усилению наиболее нагруженных элементов блок-картера. Значительно увеличена толщина внутренних перегородок в плоскостях коренных опор и верхней плиты блока. Боковые стенки картера, как и в предшествующей конструкции, опущены ниже плоскости разъема коренных подшипников и усилены ребрами.

Гильза цилиндров изготавливается центробежным литьем из чугуна повышенного качества. Уплотнение гильзы цилиндра в блоке обеспечивается резиновыми кольцами круглого сечения. Два кольца располагаются в  верхнем и два в нижнем центрирующих поясах.

Высокая точность посадки гильзы цилиндра по высоте в гнезде блока и выбор оптимальной толщины уплотнительной прокладки головки цилиндра обеспечивают минимальную деформацию гильзы (не более 0,045 мм) при затяжке силовых шпилек, что уменьшает опасность задиров поршней и повышенного изнашивания цилиндропоршневой группы.

Необходимая для эффективного охлаждения радиальная толщина слоя охлаждающей жидкости  (2,5 мм) между наружной поверхностью гильзы и внутренней поверхностью блока цилиндров обеспечивается соответствующей обработкой этих поверхностей.

Оптимизация распределения потоков ОЖ в блок-картере и головке цилиндров проводилась на их прозрачных моделях.



Головка цилиндров отливается из легированного молибденом и хромом чугуна. Стойкость чугуна к образованию трещин проверялась методом термоциклирования при повышенных нагрузках.

Учитывая высокие значения Рz, значительно повышена жесткость днища головки цилиндров. Снижение напряжений в зоне отверстия под распылитель форсунки обеспечивается технологическими мероприятиями при отливке головки цилиндров.

Большое внимание при разработке головки цилиндров уделялось улучшению аэродинамических показателей впускных и выпускных каналов, в том числе размеров клапанов, формы их седел и ширины посадочных фасок.

Для уплотнения газового стыка на новом дизеле применяется доработанная с учетом повышенных нагрузок трехслойная металлическая прокладка серийных дизелей серии 400. Благодаря высокой жесткости верхней плиты блока цилиндров и днища головки, применению силовых шпилек повышенной податливости достигнута высокая надежность уплотнения газового стыка и стыков водяных и масляных каналов.

Коленчатый вал с шестью противовесами изготовляется из микролегированной стали. Для повышения его усталостной прочности галтели шатунных и коренных шеек закаливаются.

Шатуны изготавливаются из той же стали, что и коленчатый вал. Для надежного смазывания подшипника верхней головки шатун имеет сверление от нижней головки до верхней. Поверхности разъема нижней головки шатуна имеют фиксирующие зубцы.

Поршень. Одна из основных задач при разработке поршня состояла в определении его профиля (формы), обеспечивающего наиболее благоприятную рабочую поверхность направляющей части поршня при его длительной работе, в том числи при максимальных нагрузках.

Характерными особенностями поршня являются:

Бронзовые втулки в отверстиях бобышек с целью повышения усталостной прочности наружных и внутренних кромок отверстий;

Усиленный (массивный) переход от бобышек к днищу поршня с целью повышения жесткости опорной части поршня;

Твердое анодирование днища поршня в зоне его наружной кромки и внутренней поверхности камеры сгорания, а также увеличенный радиус скругления кромок камеры с целью предотвращения образования в них усталостных трещин.



Интенсивность охлаждения поршня путем орошения маслом его внутренней поверхности выбрана таким образом, чтобы не превышался допустимый уровень температуры канавки верхнего поршневого кольца и кромок камеры сгорания поршня.

Поршневые кольца. В первой канавке с кольцедержателем устанавливается трапециевидное кольцо из высококачественной легированной стали.

Рабочая поверхность кольца имеет профиль с асимметричной бочкообразностью и покрыта стойким к изнашиванию и прижогам слоем молибдена. Для уменьшения изнашивания кольца в зоне замка кольцо выполняется с небольшой отрицательной овальностью.

Во второй канавке применяется хромированное кольцо из чугуна повышенного качества. Несимметричное сечение кольца способствует его скручиванию, что  повышает его уплотняющие свойства и надежность в работе в течение всего срока службы.

В третьей канавке устанавливается коробчатое прорезное маслосъемное кольцо с пружинным расширителем и хромированными рабочими поясками высотой 0,3 мм. Расход масла на номинальном режиме работы дизеля находится в пределах от 0,3 до 0,7 г/кВт.ч.

Турбонаддув дизеля осуществляется с помощью двух, по одному на каждый ряд цилиндров, турбокомпрессоров, расположенных на конце двигателя со стороны маховика. Степень повышения давления компрессора при максимальной мощности двигателя достигает 2,3, а его КПД - 74 %.

Путем увеличения размеров охладителей наддувочного воздуха достигнуто понижение температуры поступающего в двигатель воздуха до 55 0С, что способствовало снижению выбросов NOx и твердых частиц на 10 %.

В системе впрыскивания дизеля OM442LA применяется рядный многоплунжерный насос типа Р-7100 фирмы BOSCH, максимальное давление впрыскивания которого достигает 105 МПа, четырехструйные форсунки и электронный регулятор цикловой подачи топлива.

Для предотвращения явления кавитации в нагнетательном клапане ТНВД применяется обратный перепускной дроссель со сферическим седлом. В течение подачи топлива плунжерной парой перепускной клапан открывает большое проходное сечение.


По окончании впрыскивания топлива и начала процесса разгрузки седло перепускного клапана закрывается и перепуск осуществляется только через дроссельное отверстие, что сглаживает возникающие в системе впрыскивания пульсации высокого давления.

Для уменьшения выбросов СхНу с ОГ уменьшен вдвое объем колодца под запирающим конусом распылителя до значения, при котором еще не нарушается распределение топлива по всем распыливающим отверстиям и обеспечивается приемлемая форма топливных струй.

На дизелях OM442LA применяется разработанная фирмами «BOSCH» и «DAIMLER-BENZ» система впрыскивания топлива с электронным регулированием подачи топлива.

Электронная система регулирования обеспечивает устойчивую работу двигателя при частоте холостого хода 500 мин-1, что сопровождается меньшим расходом топлива и меньшими выбросами дыма и вредных веществ с ОГ на этом режиме работы. Улучшается также точность дозирования топлива при пуске двигателя.

Фирма «MAN» уже многие годы производит дизельные двигатели для грузовых и специальных автомобилей, для дизель-генераторных установок и других транспортных средств.

Новые дизели «MAN» ряда Д28 предназначены для грузовых автомобилей среднего и тяжелого классов. У этих двигателей частота вращения коленчатого вала снижена до 1900-2000 мин-1. Мощность шестицилиндрового рядного двигателя D2866LF 02 составляет 250 кВт при 1900 мин-1, D2866LF 06 - 309 кВт при 2000 мин-1. Десятицилиндровый двигатель D2840LF 01 с V образным расположением цилиндров под углом 900 и двумя турбокомпрессорами развивает мощность до 368 кВт при 1900 мин-1.

Параметры двигателей «MAN» представлены в таблице 2.10.

            Фирма «VOLKSWAGEN AG» является одной из крупнейших автомобилестроительных фирм Западной Европы. С 1976 года фирма начала производить дизельные двигатели. Первым на производство был поставлен четырехцилиндровый вихрекамерный дизель «Гольф Д-1500». В конце семидесятых годов начался выпуск 5-ти и 6-ти цилиндровых дизелей.

Параметры двигателей фирмы «VOLKSWAGEN» представлены в таблице 2.11.



К конструктивным особенностям дизелей относится следующие:

Блок-картер тонкостенный отлит из серого чугуна. Головка цилиндров общая на все цилиндры, отлита из алюминиевого сплава. Бронзовые направляющие втулки клапанов. Вихревая камера сгорания. Поршни из алюминиевого сплава с неризистовой вставкой под верхнее компрессионное кольцо. Поршневых колец три: верхнее компрессионное кольцо из модифицированного чугуна, трапециевидное; второе - с твердым хромовым покрытием; маслосъемное кольцо коробчатое с пружинным расширителем. Коленчатый вал полноопорный, кованый из стали. Верхний распределительный вал; привод вала с помощью зубчатой ременной передачи. Водомасляный теплообменник.

Параметры двигателей фирмы «MAN»

                                                                                                 Таблица 2.10

Тип двигателя	D0824 GF	D0826 GF	D0824 LE	D0826 LOH	D0826 LOH	D0826 LOH
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	4L, 108 125 4,58 11,3 75 2700 310 0,85 228 16,4 360 4,8 354 708 882 0,53 142	6L, 108 125 6,87 11,3 107 2700 425 0,78 228 15,6 470 4,4 1250 720 857 0,77 139	4L, 108 125 4,58 10,0 114 2400 570 1,56  223 24,9 360 3,2 854 708 882 0,53 215	6L, 108 125 6,87 10,0 140 2400 730 1,34 223 20,4 510 3,6 1065 885 839 0,79 177	6L, 108 125 6,87 10,0 169 2400 850 1,56 222 24,6 515 3,0 1065 885 839 0,79 214	6L, 108 125 6,87 10,0 198 2400 960 1,76 220 28,8 495 2,5 1144 754 998 0,86 230

                                                                         Продолжение таблицы 2.10

Тип двигателя	D2865 LOH	D2865 LOH	D2866 LOH	D2866 LOH	D2840 LF	D2842 LF
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	5L, 128 155 9,97 10,3 196 2400 1130 1,42 228 19,5 820 4,1 1220 855 987 1,03 192	5L, 128 155 9,97 10,3 235 2000 1370 1,73 225 23,6 840 3,6 1183 1290 650 0,99 237	6L, 128 155 11,97 10,3 272 2000 1520 1,60  223 22,7 892 3,3 1378 855 987 1,16 234	6L, 128 155 11,97 10,3 309 2000 1730 1,82 218 25,8 898 2,9 1178 855 987 1,16 266	10V, 128 155 18,27 9,8 368 1900 2350 1,62 196 20,1 1178 3,2 1420 1040 1120 1,65 223	12V, 128 142 21,93 9,0 559 1900 3500 1,62 202 25,5 1200 2,1 1870 1268 1160 2,37 209

                                                         Продолжение таблицы 2.10

Тип двигателя	D2842 LF	D2866 LOH	D2866 LOH
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	12V, 128 142 21,93 10,09 735 2300 3500 1,62 198 33,5 1260 1,7 1817 1040 1160 2,18 347	6L, 128 155 11,97 11,4 177 2200 860 0,90  220 14,8 855 4,8 1340 1290 987 1,05 169	6L, 128 155 11,97 11,4 170 2200 840 0,88 220 14,2 827 4,9 1340 1180 987 0,96 177

Параметры двигателей фирмы «VOLKSWAGEN»

                                                                                                  Таблица 2.11

Тип двигателя	D-229-          -3	D-229-          -4	TD-229-    -EC-4	TBD-229-              -4	D239-6	TD239-    -EC-6
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	3L, 102 120 2,94 11,2 47 2800 196 0,84 225 16,0 360 4,8	4L, 102 120 3,92 12,0 65 3000 275 0,88 222 17,6 470 4,4	4L, 102 120 3,92 10,4 85 2600 373 1,20  220 21,7 360 3,2	4L, 102 120 3,92 10,4 96 2600 441 1,41 218 24,5 510 3,6	6L, 102 120 3,92 11,2 102 2800 442 0,90 222 17,3 515 3,0	6L, 102 120 3,92 10,4 127 2600 559 1,19 220 21,6 495 2,5

                                                                        Продолжение таблицы 2.11

Тип двигателя	TBD-329EC-6	4.10	4.10T	4.10TCA	6.10	6.10T
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L, 102 120 5,88 10,4 142 2600 676 1,44 218 24,1	4L, 103 129 4,3 12,0 71 2800 294 0,86 218 16,5 396	4L, 103 129 4,3 12,0 107 2800 451 1,32  212 24,9 400	4L, 103 129 4,3 11,2 118 2600 520 1,52 208 27,4 400	6L, 103 129 6,45 12,0 107 2800 439 0,85 213 16,6 505	6L, 103 129 6,45 11,2 143 2600 632 1,23 211 22,2 517

                                                            

                                                                          Продолжение таблицы 2.11

Тип двигателя	6.10TCA	D226-4	D226-6	TD226-E	D226-B-6	TD226-B-6
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L, 103 129 6,45 11,2 184 2600 902 1,76 207 28,5 517	4L, 105 120 4,16 10,0 60 2500 212 0,64 225 14,4 875 550 830 0,39 154	6L, 105 120 6,23 10,0 90 2500 312 0,63  225 14,4 1145 555 880 0,56 161	6L, 105 120 6,23 10,0 125 2500 436 0,83 220 20,1 1325 555 880 0,65 192	6L, 105 120 6,23 11,2 110 3000 317 0,64 223 17,6 1210 520 860 0,54 204	6L, 105 120 6,23 8,6 155 2400 496 1,0 218 24,9 1210 570 860 0,59 263

                                                                         Продолжение таблицы 2.11

Тип двигателя	TBZ-226B-6	TBZ- 616-6	TBZ616.    V12	TBD616.    V16	TBD-234	TBD-334
Число и расположе- ние цилиндров Диаметр цилиндра, мм Ход поршня, мм Рабочий объем двигателя, л Средняя скорость поршня, м/сек Мощность, кВт Частота вращения колен. вала, мин-1 Макс. крутящий  момент,  Нм Среднее эффектив- ное давление, МПа Удельный расход  топлива, г/кВт.ч Литровая мощность, кВт/л Масса двигателя, кг Удельная масса,  кг/кВт Длина, мм Ширина, мм Высота, мм Габаритный объем,  м3 Габаритная мощность, кВт/м3	6L, 105 120 6,23 9,6 220 2400 595 1,2 218 35,3 1210 570 860 0,59 373	6V, 132 160 17,5 11,2 660 2300 2188 1,57 205 37,7 1720 1200 1300 1,87 353	12V, 132 160 26,3 11,2 1030 2300 3288 1,57  205 39,2 2100 1200 1300 3,28 314	16V, 132 160 35, 11,2 1360 2300 4375 1,57 205 38,9 2550 1260 1350 4,34 313	12V, 128 140 21,6 10,7 600 2300 2692 1,45 195 27,8 1800	8V, 128 140 14,4 10,7 295 2300 1750 1,50 200 20,5

Содержание раздела

---