МУ параметри ДВЗ ч2

Основні конструктивні особливості дизелів серії 300: відсутні вставні гільзи циліндрів; головка циліндрів – загальна на всі циліндри; впускні канали – спіральні; впускна труба виконана за одне ціле з кришкою головки циліндрів; поршень відлитий з алюмінієвого сплаву, має два компресійних і одне маслознімне кільця; у головку поршня залита неризистова вставка під верхнє компресійне кільце; шатун – кований з косим розніманням нижньої головки, колінчастий вал семиопорний, із шістьма привертними противагами; вкладиші корінних і шатунних підшипників – тонкостінні, тришарові (сталева основа; заливка зі свинцюватої бронзи; свинцово-

оловяністе покриття); клапанні пружини – перемінного кроку навивки; водомасляний теплообмінник, що вбудований у блок.

До цих дизелів примикають рядні шестициліндрові дизелі типу 400. Вони мають робочий об'єм 12 л, потужність до 276 кВт при частоті обертання 2100 хв-1. При V- подібному розташуванні циліндрів ці дизелі мають 6; 8 і 10 циліндрів. Розробляється варіант цього типорозмірного ряду з числом циліндрів 12. Варіанти цих дизелів без турбонаддуву, з турбонаддувом і охолодженням наддувного повітря і без нього встановлюються на великовантажних автомобілях. Дизелі цього типу

перекривають діапазон потужності до 612 кВт при частоті обертання колінчастого вала 2100 хв-1. Запас крутного моменту досягає 35%. При повному навантаженні мінімальна витрата палива складає 203-213 г/кВт·год для дизелів без наддуву, 200 г/(кВт·год) – з турбонаддувом і 192 г/(кВт·год) – з турбонаддувом і охолодженням наддувного повітря. Великий запас крутного моменту сприяє одержанню гарних характеристик приємістості. Перевагою дизелів фірми є високі показники надійності і довговічності, низький викид токсичних компонентів і часток. Діючі законодавчі європейські норми на токсичні викиди виконуються з запасом.

Конструктивні особливості і коротку технічну характеристику дизелів серії 400 розглянемо на прикладі дизеля OM442LA.

Застосовуваний у силових блоках 8V 183 TC 22/TE 22 двигун OM442LA (сімейство ОМ400) являє собою V-подібний 8-мициліндровий чотиритактний дизель з нерозділеною камерою згоряння, турбонаддувом і охолодженням наддувного повітря. Серійно для автомобілів дизелі OM442LA виготовляються у варіантах потужністю 320 кВт, крутним моментом 1800 Н·м і потужністю 370 кВт, моментом

2020 Н·м. У силовому блоці 8V 183 TC 22 дизель OM442LA відрегульований на потужність 331 кВт при частоті обертання колінчастого вала 2100 хв-1, а в блоці 8V 183 TE 22 на потужність 441 кВт при частоті обертання колінчастого вала 2300 хв-1.

Зовнішні характеристики дизеля відрізняються високим і постійним крутним моментом у широкому діапазоні частоти обертання 1000-1600 хв-1 і сталістю потужності у швидкісному діапазоні 1600-2100 хв-1. Таке протікання характеристик дизеля сприяє одержанню високих динамічних показників як колісних, так і гусеничних машин.

Дизелі серії ОМ442 розроблені фірмою на базі дизелів ОМ422 того ж сімейства, з однаковими розмірами діаметра циліндра (128 мм) і ходу поршня (142 мм). При створенні дизелів були проведені значні роботи з поліпшення процесу згоряння, зниженню витрати палива, зменшенню токсичних викидів до величин, що задовольняють діючим нормам і підвищенню надійності в експлуатації.

У результаті проведених протягом останніх 20 років фірмою робіт в області розвитку дизелів з безпосереднім вприскуванням палива для вантажних автомобілів знижена питома маса двигуна з 5,3 до 2,9 кг/кВт, а довговічність збільшена в три рази, з 250000 км до 750000 км. Так само знизилась приблизно в два рази витрата масла з 4,0 до 1÷2,5 л/1000км, значення ефективного ККД дизелів OM442LA при повній потужності досягло 42%, знижена витрата палива в порівнянні з базовим варіантом дизеля на 6%. Мінімальна питома витрата палива складає 196 г/кВт·год.

Це зниження витрати палива досягнуто за рахунок поліпшення аеродинамічних показників випускних колекторів, оптимізації механізму газорозподілу, поліпшення параметрів паливної апаратури і поліпшення характеристик турбокомпресорів.

Фірма продовжує розробляти заходи, що забезпечують подальше зниження токсичних викидів з відпрацьованими газами.

Короткий опис конструкції дизеля:

Блок-картер виконан за схемою з несучим блоком і мокрими гільзами циліндрів. Він відливається з легованого хромом сірого чавуна. В зв'язку з підвищенням рz до 12,5 МПа впроваджені заходи щодо посилення найбільш навантажених елементів блоку-картера.

Гільза циліндрів виготовляється відцентровим литтям з чавуна підвищеної якості. Ущільнення гільзи циліндра в блоці забезпечується гумовими кільцями круглого перетину. Два кільця розташовуються у верхньому і два в нижньому центруючих поясах.

Необхідна для ефективного охолодження радіальна товщина шару охолодної рідини (2,5 мм) між зовнішньою поверхнею гільзи і внутрішньою поверхнею блоку циліндрів забезпечується відповідною обробкою цих поверхонь.

Оптимізація розподілу потоків ОР у блоці-картері і головці циліндрів проводилася на їхніх прозорих моделях.

Головка циліндрів відливається з легованого молібденом і хромом чавуна. Велика увага при розробці головки циліндрів приділялася поліпшенню аеродинамічних показників впускних і випускних каналів, у тому числі розмірів клапанів, форми їхніх сідел і ширини посадкових фасок.

Для ущільнення газового стику на новому дизелі застосовується дороблена з урахуванням підвищених навантажень тришарова металева прокладка серійних дизелів серії 400. Завдяки високій твердості верхньої плити блоку циліндрів і днища головки, застосуванню силових шпильок підвищеної піддатливості досягнута висока надійність ущільнення газового стику і стиків водяних і масляних каналів.

Колінчастий вал із шістьма противагами виготовляється з мікролегованої сталі. Для підвищення його утомленої міцності галтелі шатунних і корінних шийок гартуються.

Шатуни виготовляються з тієї ж сталі, що і колінчастий вал. Для надійного змазування підшипника верхньої головки шатун має свердління від нижньої головки до верхньої. Поверхні рознімання нижньої головки шатуна мають фіксуючі зубці.

Характерними рисами поршня є:

-бронзові втулки в отворах бобишек з метою підвищення утомленої міцності зовнішніх і внутрішніх крайок отворів;

-посилений (масивний) перехід від бобишек до днища поршня з метою підвищення твердості опорної частини поршня;

-тверде анодування днища поршня в зоні його зовнішньої крайки і внутрішньої поверхні камери згоряння, а також збільшений радіус скругління крайок камери з метою запобігання утворення в них утомлених тріщин.

-інтенсивність охолодження поршня шляхом зрошення маслом його внутрішньої поверхні обрана таким чином, щоб не перевищувався припустимий рівень температури канавки верхнього поршневого кільця і крайок камери згоряння поршня.

Поршневі кільця. У першій канавці з кільцеутримувачем установлюється трапецієподібне кільце з високоякісної легованої сталі.

Робоча поверхня кільця має профіль з асиметричною бочкоподібністю і покрита стійким до зношування шаром молібдену. Для зменшення зношування кільця в зоні замка кільце виконується з невеликою негативною овальністю.

В другій канавці застосовується хромоване кільце з чавуна підвищеної якості. Несиметричний перетин кільця сприяє його скручуванню, що підвищує його властивості, ущільнювання і надійність у роботі протягом усього терміну служби.

У третій канавці встановлюється коробчасте прорізне маслознімне кільце з пружинним розширником і хромованими робочими пасками висотою 0,3 мм. Витрата масла на номінальному режимі роботи дизеля знаходиться в межах від 0,3 до 0,7 г/кВт·год.

Турбонаддув дизеля здійснюється за допомогою двох, по одному на кожен ряд циліндрів, турбокомпресорів, розташованих на кінці двигуна збоку маховика. Ступінь підвищення тиску компресора при максимальній потужності двигуна досягає 2,3; а його ККД – 74%. Шляхом збільшення розмірів охолоджувачів наддувного повітря досягнуте зниження температури повітря, що надходить у

двигун, до 55ºС, що сприяло зниженню викидів NOx і твердих часток на 10%.

У системі вприскування дизеля OM442LA застосовується рядний багатоплунжерний насос типу Р-7100 фірми «BOSCH», максимальний тиск вприскування якого досягають 105 МПа, чотириструменеві форсунки та електронний регулятор циклової подачі палива.

Для запобігання явища кавітації в нагнітальному клапані ПНВТ застосовується зворотний пропускний дросель зі сферичним сідлом. Протягом подачі палива плунжерною парою пропускний клапан відкриває великий прохідний перетин. По закінченні вприскування палива і початку процесу розвантаження сідло пропускного клапана закривається і перепуск здійснюється тільки через дросельний

отвір, що згладжує пульсації високого тиску. Для зменшення викидів СхНу з ВГ зменшений вдвічі об'єм колодязя під замикаючим конусом розпилювача до значення, при якому ще не порушується розподіл палива по всіх розпилюючих отворах і забезпечується прийнятна форма паливних струменів.

На дизелях OM442LA застосовується розроблена фірмами «BOSCH» і «DAIMLER-BENZ» система вприскування палива з електронним регулюванням

подачі палива. Електронна система регулювання забезпечує сталу роботу двигуна при частоті холостого ходу 500 хв-1, що супроводжується меншою витратою палива

іменшими викидами диму і шкідливих речовин із ВГ на цьому режимі роботи. Поліпшується також точність дозування палива при пуску двигуна.

Фірма «Mercedes-Benz» є піонером застосування дизельного мотора на легковому автомобілі. У 1935 році з'явилося на світ таксі «Mercedes 260» з дизелем

першого покоління ОМ636 потужністю 43 л.с. З тієї пори пройшло багато років, але і донині дизелі «Mercedes» залишаються синонімом надійності і довговічності.

Ці мотори відрізняються консервативною, доведеною до досконалості конструкцією, великим запасом міцності і відмінними конструкційними матеріалами, хоча вони трохи уступають двигунам інших фірм за питомою вагою, економічністю, потужністю. Друге покоління легкових дизелів ОМ621 об'ємом 2.0 л з'явилося в 1961 році й у 1968 році було замінено двигунами нового сімейства ОМ615 об'ємом 2.0 і 2.2 л.

Серія ОМ615 випускається і понині (правда, уже не в Німеччині) і має наступні модифікації: ОМ615 (2.0 л і 2.2 л) – установлювалися на легкові «мерседеси» W115, W123; ОМ616 (2.4 л) – на легкові W115, W123, вантажівки 207D, 307D, 407D і їхні модифікації; п’ятициліндрові ОМ617 (3.0 л) – на легкові W115, W123, вантажівки 209D, 409D, а ОМ617 з турбонаддувом - на W123, W126. Усі ці мотори практично ідентичні, але розрізняються діаметром циліндрів і ходом поршня. За конструктивною схемою передкамерні, верхневальні з регульованим зазором клапанів і приводом клапанів важелями. Привод розподільного вала і ПНВТ здійснюється дворядним ланцюгом з гідронатяжником. Слід зазначити, що ланцюговий привод застосовується на усіх без винятку двигунах «Mercedes». Паливні насоси високого тиску застосовуються тільки «Bosch» рядні, моделей М, MW і M/RSF. Насоси типу М с вакуумним регулятором оборотів мають індивідуальну систему змащення, що вимагає періодичного обслуговування (через 15 тис. км), всі інші змазуються маслом від двигуна. Свічі накалювання до 1980 року застосовувалися спіральні, послідовного з'єднання, а з 09.1980 – стрижневі швидкого накалу і з паралельним з'єднанням.

Передкамери на цих двигунах бувають двох типів – із плоским і зі сферичним днищем. Двигуни зі сферичною передкамерою мають іншу форму днища поршня.

У 1983 році на зміну цьому поколінню дизельних двигунів прийшла серія ОМ 601, 602, 603, об'ємом 2.0, 2.5, 3.0 л. Їхні головні особливості – гідравлічні штовхачі в приводі клапанів, алюмінієва головка блоку циліндрів, насос високого тиску з автоматичним прокачуванням для видалення повітря. Ці мотори більш високооборотні, відрізняються більшою літровою потужністю й економічністю. Гільзи циліндрів до 1989 року вставні сухі, після 1989 – моноблок.

На двигунах 603.971 об'ємом 3.5 л застосовано електрокерування рейкою ПНВТ по сигналах від електронного блоку керування.

З 1993 р. фірма «Mercedes-Benz» вперше у світі почала виробництво легкових дизельних моторів з чотирма клапанами на циліндр. Це мотори серії ОМ 604, 605, 606 об'ємом 2.2; 2.5; 3.0 л, які установлюються на автомобілі С и Е класів, а мотор ОМ606 з турбонаддувом – на S клас. Оптимізація робочого процесу дозволила істотно (на 10%) поліпшити паливну економічність і підвищити літрову потужність (з 37 до 45 л.с./л) в атмосферних двигунів. Двигуни цієї серії, так само як і попередньої, максимально уніфіковані між собою. З 1996 року вони були доповнені п’ятициліндровими турбодизелями ОМ602.982 з безпосереднім вприскуванням палива потужністю 129 л.с. Цей двигун має унікальні характеристики економічності (7,9 л/100 км у міському циклі для F класу), високий крутний момент на низьких оборотах і досить тихо працює, незважаючи на пряме вприскування.

На двигунах ОМ605, 606 застосовуються рядні ПНВТ «Bosch» типу M/RSF з електронним керуванням, а на двигунах ОМ604, ОМ602.982 – ПНВТ «Lucas ЕРIC» розподільного типу з електронним керуванням. Двигуни постачені системою рециркуляції відпрацьованих газів і окисним нейтралізатором.

Дизелі «Mercedes-Benz» встановлюють також на автомобілі інших марок концерну «DaіmlerChrysler»: «Chrysler», «Jeep» (іншим постачальником двигунів для них є італійська фірма «VM»).

2.4 Дизелі «MAN»

Фірма «MAN» (Maschinenfabrik Augsburg Nurnberg) вже багато років виробляє дизельні двигуни для вантажних і спеціальних автомобілів, для дизель-генераторних установок і інших транспортних засобів.

Дизели «MAN» ряда D28 призначені для вантажних автомобілів середнього і важкого класів. У цих двигунів частота обертання колінчастого вала знижена до 1900-2000 хв-1. Потужність шестициліндрового рядного двигуна D2866LF 02

складає 250 кВт при 1900 хв-1, D2866LF 06 – 309 кВт при 2000 хв-1.

Десятициліндровий двигун D2840LF 01 з V-подібним розташуванням циліндрів під кутом 90º і двома турбокомпресорами розвиває потужність до 368 кВт при 1900 хв-1.