Дизельный двигатель - история и этапы развития

История дизельного двигателя берет начало в 1892 году, когда инженер Рудольф Дизель (Rudolf Diesel) запатентовал в Берлинском патентном бюро (патент DRP 67207) свой новый тепловой двигатель. Р.Дизель занимался этой темой еще со времен обучения в университете.

"Эта машина [дизель] призвана произвести революцию в проектировании двигателей и заменит все существующие." (Рудольф Дизель, октябрь, 1892)

И хотя заявленная цель Дизеля не была полностью достигнута, дизельный двигатель действительно произвел революцию в системах привода механизмов.

Достойным наследником идей Дизеля стала немецкая фирма Robert Bosch GmbH.

Современные дизели — это совокупность подсистем:

• Наддув — двухуровневый (двухступенчатые) наддув. Первая ступень — низкое давления. Втора ступень — высокое давление.
• Камера сгорания (смесеобразование и воспламенение) -
• Форсунки / инжекторы / распылители (подача топлива и смесеобразование) -
• Выпускная система (отработанные газы) -
• Топливная система (подача и распределение топлива) -
• Система смазки -
• Механическая часть (поршневая) -
• Систена охлаждения (температура) -

Современная система наддува

Камера сгорания

Современные двигатели имеют камеры сгорания спроектированные таким образом, чтобы улучшить качество смешивания топлива и воздуха для создания более качественной и более однородной топливо-воздушной смеси.

Форсунки

При проектировании камер сгорания для улучшения смесеобразования учитываются кинетическая энергия подаваемого в цилиндр топлива, аэродинамические свойства поверхности поршня и камеры сгорания. А так же формы и количество факелов распыла топлива (это касается форсунки / распылителя).

Подача топлива к форсункам (распределение, тайминг)

Классическая схема дизеля имеет в своем составе топливный насос-распределитель с осевым перемещения поршня. Топливо под высоким давлением поступает от насоса к форсунке. Под влиянием этого давления форсунка "открывается" и происходит распыл топлива в камере сгорания.

Модификация насоса-распределителя — насос с радиальным перемещением поршня.

В современных дизелях применяется схемы

• подача топлива к форсункам под низким давлением, а сама форсунка выполняет роль насоса высокого давления (unit injector)
• подача топлива к форсункам под высоким давлением, причем для каждой форсунки имеется свой насос, которые приводится в движение кулачком на распредвале распредвале (unit pump system)
• один насос высокого давления с аккумулятором и форсунками с электронным управлением (Common Rail система)

Этапы развития

Высокопрозводительные дизели

• 1897 First run of a diesel engine with an efficiency of c 26.2% at Maschinenfabrik Augsburg
• 1898 Delivery of the first two-cylinder diesel engine with 2 30 HP at 180 rpm to the Vereinigte Zundholzfabriken AG in Kempten
• 1899 First two-stroke diesel engine from MAN by Hugo Guldner (unmarketable)
• 1899 First diesel engine without a crosshead, model W, from Gasmotorenfabrik Deutz
• 1901 First MAN trunk-piston diesel engine by Imanuel Lauster (model DM 70)
• 1903 First installation of a two cylinder four-stroke opposed piston diesel engine with 25 HP in a ship (the barge Petit Pierre) by Dyckhoff, Bar Le Duc
• 1904 First MAN diesel power station with 4 400 HP starts operation in Kiev
• 1905 Alfred Buchi proposes utilizing exhaust gas energy for supercharging
• 1906 Introduction of the first reversible two-stroke engine by the Sulzer and Winterthur brothers for a marine engine 100 HP/cyl. (s/D 250/155)
• 1912 Commissioning of the first seagoing ship MS Selandia with two reversible four-stroke diesel engines from Burmeister & Wain each with 1,088 HP
• 1914 First test run of a double acting six-cylinder two-stroke engine with 2,000 HP/cyl. from MAN Nurnberg (s/D 1050/850)
• 1951 First MAN four-stroke diesel engine (model 6KV30/45) with high-pressure supercharging: e 44.5% at wemax 2.05 kJ/l, pZmax 142 bar and PA 3.1 W/mm2
• 1972 Hitherto largest two-stroke diesel engine (s/D 1,800/1,050, 40,000 HP) commences operation
• 1982 Market launch of super long stroke, two-stroke engines with s/D 3 (Sulzer, B & W)
• 1984 MAN B & W achieves consumption of 167.3 g/kWh (e 50.4%)
• 1987 Commissioning of the largest diesel-electric propulsion system with MAN-B & W four-stroke diesel engines and a total output of 95,600 kW to drive theQueen Elizabeth 2
• 1991/92 Two-stroke and four-stroke experimental engines from Sulzer (RTX54 with pZmax 180 bar, PA 8.5 W/mm2) and MAN B & W (4T50MX withpZmax 180 bar, PA 9.45 W/mm2)
• 1997 Sulzer12RTA96C (s/D 2,500/960): two-stroke diesel engine, Pe 65,880 kW at n 100 rpm commences operation
• 1998 Sulzer RTX-3 research engine to test common rail technology on large two-stroke diesel engines
• 2000/01 MAN B & W 12K98MC-C (s/D 2,400/980): The currently most powerful two-stroke diesel engine with Pe 68,520 kW at n 104 rpm
• 2004 First four-stroke medium speed diesel engine MAN B & W 32/40, Pe 3,080 kW, common rail (CR) injection in real use on a container ship
• 2006 With a consumption of be 177 g/kWh, the MaK M43C is the leading four-stroke medium speed marine engine with a cylinder output of 1,000 kW(s/D 610/430, we 2.71 kJ/dm3, cm 10.2 m/s)
• 2006 Wartsila commissions the world’s first 14 cylinder two-stroke engine and thus the most powerful diesel engine: Wartsila RTA-flex96C, CR injection,Pe 80,080 kW, s/D 2,500/900, cm 8.5 m/s, we 1.86 kJ/dm3 (pe 18.6 bar)

Высокоскоростные дизели

• 1898 First run of a two cylinder four-stroke opposed piston engine (‘‘5 HP horseless carriage engine’’) by Lucian Vogel at MAN Nurnberg (test engine,unmarketable)
• 1905 Test engine by Rudolf Diesel based on a four cylinder Saurer gasoline engine with air compressor and direct injection (unmarketable)
• 1906 Patent DRP 196514 by Deutz for indirect injection
• 1909 Basic patent DRP 230517 by L’Orange for a prechamber
• 1910 British patent 1059 by McKenchie on direct high pressure injection
• 1912 First compressorless Deutz diesel engine, model MKV, goes into mass production
• 1913 First diesel locomotive with four cylinder two-stroke V-engine presented by the Sulzer brothers (power 1,000 HP)
• 1914 First diesel-electric motor coach with Sulzer engines for the Prussian and Saxon State Railways
• 1924 First commercial vehicle diesel engines presented by MAN Nurnberg (direct injection) and Daimler Benz AG (indirect injection in prechamber)
• 1927 Start of mass production of diesel injection systems at Bosch
• 1931 Prototype test of the six-cylinder two-stroke opposed piston aircraft diesel engine JUMO 204 of Junkers-Motorenbau GmbH: power 530 kW (750 HP),power mass 1.0 kg/HP
• 1934 V8 four-stroke diesel engines with prechambers from Daimler-Benz AG for LZ 129 Hindenburg with 1,200 HP at 1,650 rpm (power mass: 1.6 kg/HPincluding transmission)
• 1936 First production car diesel engines with prechambers from Daimler-Benz AG (car model 260 D) and Hanomag
• 1953 First car diesel engine with swirl chamber from Borgward and Fiat
• 1978 First production car diesel engine with exhaust gas turbocharging (Daimler-Benz AG)
• 1983 First production high-speed high-performance diesel engine from MTU with twin-stage turbocharging: wemax 2.94 kJ/l bei pZmax 180 bar, powerper unit piston area PA 8.3 W/mm2
• 1986/87 First ever electronic engine management (ECD) for vehicle diesel engines implemented (BMW: car, Daimler-Benz: commercial vehicle)
• 1988 First production car diesel engine with direct injection (Fiat)
• 1989 First production car diesel engine with exhaust gas turbocharging and direct injection at Audi (car Audi 100 DI)
• 1996 First car diesel engine with direct injection and a four-valve combustion chamber (Opel Ecotec diesel engine)
• 1997 First supercharged car diesel engine with direct common rail high pressure injection and variable turbine geometry (Fiat, Mercedes-Benz)

Статья не окончена

Новые статьи

Abarth Punto SuperSport - автомобиль от Abarth, тюнинг-подразделения FIAT-а. Обладает завидными мощн...

Новый пяти-дверный Range Rover Evoque - роскошный компактный внедорожник с дизайном двух-дверного Evoque.

Адрес

г.Красноярск, ул.Калинина 43в/4, ост.Таксопарк
(391) 221-72-23

Партнеры

Закладки