Andreev / Дизели производства Германии

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  - 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