Lucrul ingenios este simplu: în Rusia și-au dat seama cum să îmbunătățească motorul cu ardere internă. Motoare cu detonare rotativă - o perspectivă economică Unificare largă, automatizare a proiectării și fabricării motoarelor cu ardere internă

Motor tractor T-150: mărci, instalare, conversie

Tractoarele T-150 și T-150K au fost dezvoltate de inginerii Uzinei de tractoare din Harkov. Acest model a înlocuit o altă dezvoltare originală KhTZ - T-125, a cărui producție a fost întreruptă în 1967.

T-150 a fost în dezvoltare de câțiva ani și a intrat în producția de masă în 1971. Inițial a fost un model T-150K - un tractor pe ampatament. Din 1974, a început producția unui tractor cu omidă etichetat T-150.

Principiul stabilit de inginerii KhTZ la dezvoltarea T-150 și T-150 K a fost unificarea maximă a acestor modele. Tractoarele pe roți și pe șenile au un design cât mai asemănător, ținând cont de diferitele sisteme de propulsie. În acest sens, majoritatea pieselor de schimb și ansamblurilor sunt etichetate pentru T-150, dar se presupune că sunt potrivite și tractor cu roți T-150K.

Motoare instalate pe tractorul T-150

Motoarele de pe tractoarele T-150 și T-150K sunt montate în față. Ambreiajul și cutia de viteze sunt conectate la unitate prin ambreiaj. Pentru roți și tractoare cu șenile Motoarele T-150 au fost instalate:

• SMD-60,
• SMD-62,
• YaMZ-236.

Motor T-150 SMD-60

Primele tractoare T-150 au avut motor diesel SMD-60. Motorul avea un design fundamental diferit pentru acea vreme și era foarte diferit de alte unități pentru echipamente speciale.

Motorul T-150 SMD-60 este un motor în patru timpi, cu timp scurt. Are șase cilindri dispuși pe 2 rânduri. Motorul este turbo si are sisteme răcire cu lichid si injectie directa de combustibil.

O caracteristică a motorului tractorului T-150 SMD-60 este că cilindrii nu sunt poziționați unul față de celălalt, ci cu o decalare de 3,6 cm. Acest lucru a fost făcut pentru a instala bielele cilindrilor opuși pe o manivelă arborele cotit.

Configurația motorului T-150 SMD-60 era radical diferită de structura altor motoare de tractor din acea vreme. Cilindrii motorului aveau un aranjament în formă de V, ceea ce îl făcea mult mai compact și mai ușor. Inginerii au plasat un turbocompresor și galerii de evacuare în cambra cilindrilor. Pompa de alimentare cu motorină ND-22/6B4 este situată în spate.

Motorul SMD-60 de pe T-150 este echipat cu o centrifugă cu flux complet pentru purificarea uleiului de motor. Filtre de combustibil motorul are doua:

1. preliminar,
2. pentru curatare fina.

În loc de filtru de aer SMD-60 folosește o instalație de tip ciclon. Sistemul de purificare a aerului curăță automat coșul de praf.

Caracteristicile motorului T-150 SMD-60

Pe tractoarele T-150 și T-150K cu motor SMD-60, a fost folosit un motor suplimentar pe benzină P-350. Acest motor de pornire era un motor de tip carburator, cu un singur cilindru, răcit cu apă, care genera 13,5 CP. Circuitul de răcire cu apă al lansatorului și al SMD-60 este același. P-350, la rândul său, a fost pornit de demarorul ST-352D.

Pentru a fi mai ușor de început ora de iarna(sub 5 grade) motorul SMD-60 a fost echipat cu un preîncălzitor PZHB-10.

Caracteristicile tehnice ale motorului SMD-60 pe T-150/T-150K

Tip motor	motor diesel cu ardere internă
Numărul de bare
Numărul de cilindri
Ordine de funcționare a cilindrului
Formarea de amestecare	injecție directă
Turboalimentare
Sistem de racire	lichid
Dimensiunea motorului
Putere
Raport de compresie
Greutatea motorului
Consum mediu

Motor T-150 SMD-62

Una dintre primele modificări ale tractorului T-150 a fost motorul SMD-62. A fost dezvoltat pe baza motorului SMD-60 și a avut un design în mare măsură similar cu acesta. Principala diferență a fost instalarea unui compresor pe un sistem pneumatic. De asemenea, puterea motorului SMD-62 de pe T-150 a crescut la 165 CP. și numărul de revoluții.

Caracteristicile tehnice ale motorului SMD-62 pe T-150/T-150K

Tip motor	motor diesel cu ardere internă
Numărul de bare
Numărul de cilindri
Ordine de funcționare a cilindrului
Formarea de amestecare	injecție directă
Turboalimentare
Sistem de racire	lichid
Dimensiunea motorului
Putere
Raport de compresie
Greutatea motorului
Consum mediu

Motor T-150 YaMZ 236

O modificare mai modernă este tractorul T-150 cu motorul YaMZ 236. Echipamentul special cu motorul YaMZ-236M2-59 este încă produs până în prezent.

Nevoie de înlocuire unitate de putere se preparase de ani de zile - puterea motorului original SMD-60 și a succesorului său SMD-62 pur și simplu nu a fost suficientă în unele situații. Alegerea a căzut pe un aspect mai productiv și mai economic motor diesel produs de Uzina de motoare Yaroslavl.

Această instalație a fost pusă pentru prima dată în producție largă în 1961, dar proiectul și prototipurile există încă din anii 50 și s-au dovedit destul de bune. Pentru o lungă perioadă de timp Motor YaMZ 236 a rămas unul dintre cele mai bune dieseluriîn lume. În ciuda faptului că au trecut aproape 70 de ani de la dezvoltarea designului, acesta rămâne relevant până în prezent și este folosit și în tractoare noi moderne.

Caracteristicile motorului YaMZ-236 pe T-150

Tractorul T-150 cu motor YaMZ-236 a fost produs în serie în diferite modificări. La un moment dat, au fost instalate atât motoare cu aspirație naturală, cât și motoare turbo. Din punct de vedere cantitativ, cea mai populară versiune a fost T-150 cu motorul YaMZ-236 DZ - un motor aspirat cu o cilindree de 11,15 litri, un cuplu de 667 Nm și o putere de 175 CP, care a fost pornit de un demaror electric. .

Caracteristicile tehnice ale motorului YaMZ-236D3 pe T-150/T-150K

Tip motor	motor diesel cu ardere internă
Numărul de bare
Numărul de cilindri
Formarea de amestecare	injecție directă
Turboalimentare
Sistem de racire	lichid
Dimensiunea motorului
Putere
Greutatea motorului
Consum mediu

Motor YaMZ-236 pe T-150 modern

Motorul YaMZ-236 M2-59 este instalat pe noile tractoare pe roți și șenile T-150. Acest motor este unificat cu YaMZ-236, care a fost produs până în 1985, și cu YaMZ-236M, a cărui producție a încetat în 1988.

Motorul YaMZ-236M2-59 este un motor diesel atmosferic, injecție directă răcire cu combustibil și apă. Motorul are șase cilindri dispuși în formă de V.

Caracteristicile tehnice ale motorului YaMZ-236M2-59 pe T-150/T-150K

Tip motor	motor diesel cu ardere internă
Numărul de bare
Numărul de cilindri
Formarea de amestecare	injecție directă
Turboalimentare
Sistem de racire	lichid
Dimensiunea motorului
Putere
Greutatea motorului
Consum mediu

Reechipare tractoare T-150: instalare motoare neoriginale

Unul dintre motivele pentru care tractoarele T-150 și T-150K au devenit atât de populare este întreținerea lor ridicată și ușurința de întreținere. Mașinile pot fi ușor convertite și instalate alte echipamente, non-native, care ar fi mai eficiente pentru îndeplinirea sarcinilor specifice.

Era motorului ardere internă(ICE) este încă departe de apus - această opinie este împărtășită de un număr destul de mare atât de specialiști, cât și de pasionați de mașini obișnuite. Și au toate motivele pentru o astfel de afirmație. În general, există doar două plângeri serioase despre motorul cu ardere internă - lăcomia și evacuarea dăunătoare. Rezervele de petrol nu sunt nelimitate, iar mașinile sunt unul dintre principalii săi consumatori. Gazele de eșapament otrăvează natura și oamenii și, acumulându-se în atmosferă, creează un efect de seră. Efectul de seră duce la schimbări climatice și, în continuare, la alte dezastre de mediu. Dar să nu ne distragem în ultimele decenii, proiectanții și inginerii au învățat să facă față ambelor deficiențe foarte eficient, demonstrând că motoarele cu ardere internă au încă rezerve neexploatate pentru dezvoltare și îmbunătățire.

O reducere semnificativă a consumului de combustibil a fost obținută prin introducerea unui număr de inovații tehnice în design. Primul pas a fost trecerea de la motoare cu carburator la injectare. Sisteme moderne injecția asigură alimentarea cu combustibil a cilindrilor de dedesubt presiune mare, rezultand atomizarea sa fina si buna amestecare cu aer. În timpul cursei de compresie, combustibilul este injectat în camera de ardere în porțiuni măsurate cu precizie de până la 5-7 ori. Utilizarea boost-ului, creșterea numărului de supape și creșterea raportului de compresie au făcut, de asemenea, posibilă arderea mai completă a amestecului de lucru. Optimizarea formei camerei de ardere, a coroanelor pistonului și utilizarea sistemelor cu sincronizare variabilă a supapelor au contribuit la îmbunătățirea proceselor de formare a amestecului. Ca rezultat, motorul poate funcționa cu amestecuri mai slabe, economisind combustibil și reducând emisiile de substanțe nocive.

Folosit pe scară largă în mașini moderne sistem start-stop, oferind economii notabile de combustibil la conducerea urbană. Acest sistem oprește automat motorul când vehiculul este oprit. Pornirea se face prin apăsarea pedalei de ambreiaj (la mașinile cu transmisie manuală viteze) sau la eliberarea pedalei de frână (la mașinile cu transmisie automată).

Sistem de regenerare a energiei de frânare, care a apărut prima dată pe mașini hibride, au migrat treptat la cele obișnuite. Energia cinetică a unei mașini în decelerare, care anterior a fost irosită pe piesele de încălzire sistem de frânare, este acum convertit în energie electrică și folosit pentru a reîncărca bateria. Consumul de combustibil este redus cu până la 3%.

Un punct important este acea îmbunătățire caracteristici tehnice motoarele are loc cu constantă reducându-le volumul. De exemplu, motorul Volkswagen 1.4 TSI, recunoscut cel mai bun motor 2010, cu un volum de 1390 cmc, dezvolta o putere de pana la 178 CP. Adică se scot 127 CP din fiecare litru! Consumul specific de combustibil a fost redus cu aproape jumătate în ultimii 20-30 de ani. Și deoarece consumul de combustibil este redus, emisiile de substanțe nocive sunt reduse în mod corespunzător, iar rezervele de petrol pot fi extinse pentru o perioadă mai lungă.

Curățarea gazelor de eșapament

Toate măsurile de mai sus reduc emisiile nocive, indirect, ca să spunem așa, prin îmbunătățirea caracteristicilor tehnice. Dar există o serie de sisteme al căror scop este reducerea directă a cantității de substanțe nocive din gazele de eșapament.

În primul rând, acesta este, desigur, convertor catalitic si sistem de recirculare gazele de evacuare EGR. În neutralizator substanțe nocive, conținute în gazele de eșapament, intră într-o reacție chimică cu substanțe aplicate pe fagurii săi. Ca rezultat al reacției, substanțele nocive sunt descompuse în componente inofensive.

Sistem EGR(Recircularea gazelor de eșapament) are o focalizare mai „îngustă”. Este conceput pentru a reduce conținutul de oxizi de azot din gazele de eșapament în timpul modurilor de încălzire și accelerare bruscă, când motorul funcționează cu un amestec bogat. Principiul de funcționare al sistemului este redirecționarea unei părți a gazelor de eșapament înapoi în cilindri. Acest lucru determină o scădere a temperaturii de ardere și, în consecință, a concentrației de oxizi de azot.

Când motorul funcționează, nu toate gazele de eșapament intră în sistemul de evacuare. Unii dintre ei se sparg în carter. Pentru a preveni eliberarea în atmosferă este utilizat sistem de ventilare a carterului. Vaporii de benzină, ca și gazele de eșapament, conțin substanțe nocive pentru oameni. Prin urmare, pe mașini este instalat sistem de absorbție a vaporilor de benzină.

Toate sistemele de mai sus sunt universale, adică sunt utilizate atât pe motoarele pe benzină, cât și pe motoarele diesel. Cu toate acestea, gazele de eșapament diesel se caracterizează printr-o concentrație crescută de oxizi de azot și funingine. Prin urmare, în sistemul de evacuare al motoarelor diesel, este instalat suplimentar filtru de particule . Poate fi folosit în unele modele Sistem SCR(Reducere catalitică selectivă) sau, într-o traducere gratuită în limba rusă, injecție cu uree. Principiul de funcționare: se injectează o soluție apoasă de uree sistem de evacuareîn fața catalizatorului. Ca urmare reacție chimică Aproape jumătate din oxizii de azot extrem de toxici sunt transformați în azot obișnuit inofensiv.

Apropo, progresul în îmbunătățirea motoarelor diesel este impresionant. Să nu căutăm departe pentru exemple. Aruncă o privire la tabel: prezintă câștigătorii a două dintre cele mai prestigioase premii World Green Car of the Year din lume ( Masina verde al anului în lume) și mașina verde a anului.

vezi? Diesels au câștigat de patru ori într-o competiție, de două ori în alta.

Perspective pentru motoarele cu ardere internă

Rezumând cele spuse, putem spune că în următoarele decenii vom coexista cu motoarele cu ardere internă. Există motive tehnice și economice convingătoare pentru aceasta. Tehnologia bine stabilită de producție a motoarelor cu ardere internă asigură costul relativ scăzut al acestora. Îmbunătățirea fluxului de lucru a făcut posibilă obținerea performante ridicateși reduce emisiile nocive.

Creșterea vânzărilor de mașini „verzi” este în mare măsură stimulată de sprijinul guvernamental. De îndată ce guvernul anulează programul de reduceri pentru mașini ecologice, cererea pentru acestea scade.

O mașină diesel consumă cu până la 25% mai puțin combustibil și produce mai puțină poluare mediu, dar benzina are un cost mai mic, asigurarea și funcționarea ei sunt mai ieftine. Cu toate acestea, dacă kilometraj anual depaseste 15.000 de kilometri, este mai profitabil sa cumperi motorina.

Alegerea tipului de motor adecvat depinde și de clasa mașinii. Unitățile moderne de alimentare pe benzină sunt foarte eficiente în mașini compacte, iar motoarele diesel actuale permit realizarea debit redus combustibil și oferă plăcere de condus în vagoane mari. Motoare pe benzină oferă un răspuns de invidiat la accelerație și o dinamică mașinilor „fierbinte”. mașini sport, iar cuplul mare al motoarelor diesel este ideal pentru SUV-urile mari.

În vara anului 2017, știrile s-au răspândit în întreaga comunitate științifică și tehnică - un tânăr om de știință din Ekaterinburg a câștigat concursul întreg rusesc pentru proiecte inovatoare în domeniul energiei. Competiția se numește „Breakthrough Energy”, oamenii de știință cu vârsta nu mai mare de 45 de ani au voie să participe, iar Leonid Plotnikov, profesor asociat la Universitatea Federală Ural, numit după primul președinte al Rusiei B.N. Eltsin" (Universitatea Federală Ural), a câștigat un premiu de 1.000.000 de ruble.

S-a raportat că Leonid a dezvoltat patru soluții tehnice originale și a primit șapte brevete pentru sistemele de admisie și evacuare ale motoarelor cu ardere internă, atât cu turbocompresor, cât și cu aspirație naturală. În special, îmbunătățirea sistem de admisie motorul turbo „conform metodei Plotnikov” poate elimina supraîncălzirea, reduce zgomotul și cantitatea emisii nocive. Și modernizarea sistemului de evacuare al unui motor cu combustie internă turbo crește eficiența cu 2% și o reduce cu 1,5%. consum specific combustibil. Ca rezultat, motorul devine mai ecologic, mai stabil, mai puternic și mai fiabil.

Este asta cu adevărat adevărat? Care este esența propunerilor omului de știință? Am reușit să vorbim cu câștigătorul concursului și să aflăm totul. Dintre toate soluțiile tehnice originale dezvoltate de Plotnikov, ne-am stabilit pe cele două menționate mai sus: sistemele de admisie și evacuare modificate pentru motoarele turbo. Stilul de prezentare poate părea greu de înțeles la început, dar citiți cu atenție, iar în final vom ajunge la subiect.

Probleme și provocări

Paternitatea dezvoltărilor descrise mai jos aparține unui grup de oameni de știință de la UrFU, care include doctorul în științe tehnice, profesorul Yu.M., doctor în științe fizice și matematice, profesorul B.P. și candidat la științe tehnice, profesor asociat L.V. Munca acestui grup special a primit un grant de un milion de ruble. În studiul ingineresc al soluțiilor tehnice propuse, aceștia au fost asistați de specialiști de la Ural Diesel Engine Plant LLC, și anume, șeful departamentului, candidat la științe tehnice Shestakov D.S. și proiectant șef adjunct, candidat la științe tehnice Grigoriev N.I.

Unul dintre parametrii cheie ai cercetării lor a fost transferul de căldură venit din fluxul de gaz în pereții conductei de admisie sau de evacuare. Cu cât transferul de căldură este mai mic, cu atât tensiunile termice sunt mai mici, cu atât fiabilitatea și performanța sistemului în ansamblu sunt mai mari. Pentru a estima intensitatea transferului de căldură, se folosește un parametru numit coeficientul de transfer local de căldură (notat cu αx), iar sarcina cercetătorilor a fost să găsească modalități de reducere a acestui coeficient.

Orez. 1. Modificarea coeficientului de transfer termic local (lх = 150 mm) αх (1) și a vitezei fluxului de aer wх (2) în timpul τ în spatele compresorului liber al unui turbocompresor (denumit în continuare TC) cu o conductă rotundă netedă și diferite vitezele de rotație ale rotorului TC: a) ntk = 35.000 min-1; b) ntk = 46.000 min-1

Problema pentru construcția motoarelor moderne este serioasă, deoarece conductele gaz-aer sunt incluse în lista celor mai încărcate termic ale motoarelor moderne cu ardere internă, iar sarcina de a reduce transferul de căldură în căile de admisie și evacuare este deosebit de acută pentru motoarele cu turbo . Într-adevăr, la motoarele turbo, în comparație cu motoarele cu aspirație naturală, presiunea și temperatura la admisie sunt crescute, temperatura medie a ciclului este crescută, iar pulsația gazului este mai mare, ceea ce provoacă stres termomecanic. Stresul termic duce la oboseala pieselor, reduce fiabilitatea și durata de viață a componentelor motorului și, de asemenea, duce la condiții suboptime de ardere a combustibilului în cilindri și la o scădere a puterii.

Oamenii de știință cred că stresul termic al unui motor turbo poate fi redus și aici, după cum se spune, există o nuanță. De obicei, două caracteristici ale unui turbocompresor sunt considerate importante - presiunea de supraalimentare și debitul de aer, iar unitatea în sine este considerată un element static în calcule. Dar, de fapt, cercetătorii notează, după instalarea unui turbocompresor, caracteristicile termomecanice ale fluxului de gaz se modifică semnificativ. Prin urmare, înainte de a studia modul în care αx se modifică la intrare și la ieșire, este necesar să se studieze fluxul de gaz în sine prin compresor. Mai întâi - fără a lua în considerare partea pistonului motorului (cum se spune, în spatele compresorului liber, vezi Fig. 1), apoi - împreună cu acesta.

A fost dezvoltat și creat un sistem automat de colectare și prelucrare a datelor experimentale - valorile debitului de gaz wx și coeficientul de transfer de căldură local αx au fost preluate și procesate de la o pereche de senzori. În plus, a fost asamblat un model de motor cu un singur cilindru pe baza motorului VAZ-11113 cu un turbocompresor TKR-6.

Orez. 2. Dependența coeficientului de transfer termic local (lх = 150 mm) αх de unghiul de rotație arborele cotitφ în conducta de admisie a unui motor cu combustie internă cu piston supraalimentat la diferite turații ale arborelui cotit și diferite turații ale rotorului TC: a) n = 1.500 min-1; b) n = 3.000 min-1, 1 - n = 35.000 min-1; 2 - ntk = 42.000 min-1; 3 - ntk = 46.000 min-1

Studiile au arătat că un turbocompresor este o sursă puternică de turbulență, care afectează caracteristicile termomecanice ale fluxului de aer (vezi Fig. 2). În plus, cercetătorii au descoperit că instalarea unui turbocompresor în sine crește αx la admisia motorului cu aproximativ 30% - parțial datorită faptului că aerul de după compresor este pur și simplu mult mai fierbinte decât la admisia unui motor aspirat natural. S-a măsurat și transferul de căldură la evacuarea motorului cu turbocompresor instalat și s-a dovedit că cu cât excesul de presiune este mai mare, cu atât este mai puțin intens transferul de căldură.

Orez. 3. Schema sistemului de admisie a unui motor supraalimentat cu posibilitatea de a evacua o parte din aerul fortat: 1 - galeria de admisie; 2 - conductă de legătură; 3 - elemente de legătură; 4 - compresor TK; 5 - unitate electronică controlul motorului; 6 - supapă electropneumatică].

În concluzie, se dovedește că, pentru a reduce stresul termic, sunt necesare următoarele: ​​în tractul de admisie este necesar să se reducă turbulența și pulsația aerului, iar la ieșire, se creează presiune sau vid suplimentar, accelerând fluxul - acest lucru va reduce transferul de căldură și, în plus, va avea un efect pozitiv asupra curățării cilindrilor de gazele de eșapament.

Toate aceste lucruri aparent evidente necesitau măsurători și analize detaliate pe care nimeni nu le făcuse înainte. Cifrele obținute au fost cele care au făcut posibilă dezvoltarea unor măsuri care în viitor sunt capabile, dacă nu să facă o revoluție, atunci cu siguranță să ofere, în sensul literal al cuvântului, o nouă viață întregii industrie a construcțiilor de motoare.

Orez. 4. Dependența coeficientului de transfer termic local (lх = 150 mm) αх de unghiul de rotație φ a arborelui cotit în conducta de admisie a unui motor cu combustie internă cu piston supraalimentat (ntk = 35.000 min-1) la o turație a arborelui cotit n = 3.000 min- 1. Proporția aerului evacuat: 1 - G1 = 0,04; 2 - G2 = 0,07; 3 - G3 = 0,12].

Eliminarea excesului de aer din admisie

În primul rând, cercetătorii au propus un design pentru a stabiliza fluxul de aer de intrare (vezi Figura 3). O supapă electropneumatică, încorporată în tractul de admisie după turbină și eliberând în anumite momente o parte din aerul comprimat de turbocompresor, stabilizează debitul - reduce pulsația de viteză și presiune. Ca rezultat, acest lucru ar trebui să conducă la o reducere a zgomotului aerodinamic și a stresului termic în tractul de admisie.

Dar cât de mult trebuie să fie resetat pentru ca sistemul să funcționeze eficient fără a slăbi semnificativ efectul turboalimentării? În figurile 4 și 5 vedem rezultatele măsurătorilor: după cum arată studiile, ponderea optimă a aerului evacuat G se află în intervalul de la 7 la 12% - astfel de valori reduc transferul de căldură (și, prin urmare, sarcina termică) în motor. tractul de admisie la 30%, adică aduceți-l la valorile caracteristice motoare atmosferice. Nu are rost să creștem în continuare ponderea debitului - nu mai dă niciun efect.

Orez. 5. Comparația dependențelor coeficientului de transfer termic local (lх = 150 mm, d = 30 mm) αх de unghiul de rotație a arborelui cotit φ în conducta de admisie a unui motor cu combustie internă cu piston supraalimentat fără ventilație (1) și cu partea de ventilație a aerului (2) la ntk = 35.000 min-1 și n = 3.000 min-1, ponderea excesului de evacuare a aerului este egală cu 12% din debitul total].

Ejectie la evacuare

Ei bine, ce zici de sistemul de evacuare? Așa cum am spus mai sus, într-un motor turbo funcționează și la temperaturi ridicate și, în plus, îți dorești întotdeauna ca evacuarea să fie cât mai propice pentru curățarea maximă a cilindrilor de gazele de eșapament. Metodele tradiționale de rezolvare a acestor probleme au fost deja epuizate; există alte rezerve de îmbunătățire? Se pare că există.

Brodov, Zhilkin și Plotnikov susțin că purificarea gazelor și fiabilitatea sistemului de evacuare pot fi îmbunătățite prin crearea unui vid suplimentar sau ejecție în acesta. Debitul de evacuare, conform dezvoltatorilor, la fel ca supapa de admisie, reduce pulsația debitului și crește debitul volumetric de aer, ceea ce contribuie la o mai bună curățare a cilindrilor și la creșterea puterii motorului.

Orez. 6. Schema sistemului de evacuare cu ejector: 1 – chiulasa cu canal; 2 – conducta de evacuare; 3 – teava de evacuare; 4 – tub de evacuare; 5 – supapă electropneumatică; 6 – unitate de control electronic].

Ejectia are un efect pozitiv asupra transferului de căldură de la gazele de evacuare către părțile tractului de evacuare (a se vedea Fig. 7): cu un astfel de sistem, valorile maxime ale coeficientului de transfer de căldură local αx sunt cu 20% mai mici decât cu un evacuare tradițională - cu excepția perioadei de închidere a supapei de admisie, aici intensitatea transferului de căldură este dimpotrivă, puțin mai mare. Dar, în general, transferul de căldură este încă mai mic, iar cercetătorii au presupus că un ejector la evacuarea unui motor turbo își va crește fiabilitatea, deoarece va reduce transferul de căldură de la gaze la pereții conductei și gazele în sine. va fi răcit de aerul de evacuare.

Orez. 7. Dependența coeficientului de transfer termic local (lх = 140 mm) αх de unghiul de rotație a arborelui cotit φ în sistemul de evacuare la presiunea de evacuare în exces pb = 0,2 MPa și viteza de rotație a arborelui cotit n = 1.500 min-1. Configuratie sistem de evacuare: 1 - fara evacuare; 2 - cu ejectare.]

Dacă ne combinăm?...

După ce au primit astfel de concluzii la instalația experimentală, oamenii de știință au mers mai departe și au aplicat cunoștințele dobândite unui motor real - motorul diesel 8DM-21LM produs de Ural Diesel Engine Plant LLC a fost ales drept unul dintre „subiecții de testare”. utilizate ca centrale electrice staţionare. În plus, lucrarea a folosit și „fratele mai mic” al motorului diesel cu 8 cilindri, 6DM-21LM, tot în formă de V, dar cu șase cilindri.

Orez. 8. Instalare supapă solenoidală pentru a elibera o parte din aerul de pe motorul diesel 8DM-21LM: 1 - electrovalva; 2 - conducta de admisie; 3 - carcasa galeriei de evacuare; 4 - turbocompresor.

Pe motorul „junior”, a fost implementat un sistem de evacuare, combinat logic și foarte ingenios cu un sistem de reducere a presiunii de admisie, la care ne-am uitat puțin mai devreme - la urma urmei, așa cum se arată în Figura 3, aerul evacuat poate fi utilizat pentru nevoile motorului. După cum puteți vedea (Fig. 9), tuburile sunt așezate deasupra galeriei de evacuare în care este furnizat aerul preluat de la admisie - acesta este același exces de presiune care creează turbulențe după compresor. Aerul din tuburi este „distribuit” printr-un sistem de supape electrice, care sunt situate imediat în spatele orificiului de evacuare al fiecăruia dintre cei șase cilindri.

Orez. 9. Vedere generală sistem de evacuare modernizat al motorului 6DM-21LM: 1 – conductă de evacuare; 2 – turbocompresor; 3 – conducta de evacuare a gazelor; 4 – sistem de evacuare.

Un astfel de dispozitiv de ejectare creează un vid suplimentar în galeria de evacuare, ceea ce duce la egalizarea fluxului de gaz și la slăbirea proceselor tranzitorii în așa-numitul strat de tranziție. Autorii studiului au măsurat viteza fluxului de aer wх în funcție de unghiul de rotație a arborelui cotit φ cu și fără evacuare.

Din figura 10 este clar că în timpul ejectării viteza maxima debitul este mai mare, iar după închiderea supapei de evacuare scade mai lent decât într-un colector fără un astfel de sistem - se obține un fel de „efect de purtare”. Autorii spun că rezultatele indică stabilizarea debitului și o mai bună curățare a cilindrilor motorului de gazele de eșapament.

Orez. 10. Dependența vitezei de curgere a gazului local (lx = 140 mm, d = 30 mm) wx în conducta de evacuare cu ejecție (1) și conducta tradițională (2) de unghiul de rotație a arborelui cotit φ la turația arborelui cotit n = 3000 min-1 iar excesul de presiune inițial pb = 2,0 bar.

Care este rezultatul?

Deci, hai să o luăm în ordine. În primul rând, dacă de la galeria de admisie turbo pentru a evacua o mică parte din aerul comprimat de compresor, puteți reduce transferul de căldură de la aer către pereții galeriei cu până la 30% și, în același timp, puteți menține debitul masic de aer care intră în motor la un nivel normal. În al doilea rând, dacă utilizați ejectarea la evacuare, atunci transferul de căldură în galeria de evacuare poate fi, de asemenea, redus semnificativ - măsurătorile efectuate dau o valoare de aproximativ 15% - și, de asemenea, îmbunătățesc purificarea gazului a cilindrilor.

Combinând descoperirile științifice prezentate pentru căile de admisie și evacuare în sistem unificat, vom obține un efect complex: luând o parte din aer din admisie, transferându-l în evacuare și sincronizând precis aceste impulsuri în timp, sistemul va uniformiza și „calma” fluxul de aer și gaze de evacuare. Ca urmare, ar trebui să obținem un motor care este mai puțin încărcat termic, mai fiabil și mai productiv în comparație cu un motor turbo convențional.

Deci, rezultatele au fost obținute în conditii de laborator, a confirmat modelare matematicăși calcule analitice, după care a fost creat un prototip, pe care s-au efectuat teste și s-au confirmat efectele pozitive. Până acum, toate acestea au fost implementate în interiorul zidurilor UrFU pe un motor turbodiesel staționar mare (motoarele de acest tip sunt utilizate și pe locomotive și nave diesel), cu toate acestea, principiile încorporate în proiectare ar putea prinde rădăcini și pe motoarele mai mici - imaginați-vă, de exemplu, un Gazelle GAZ, Patriot UAZ sau LADA Vesta obține un nou motor turbo, și chiar cu caracteristici mai bune decât omologii lor străini... Este posibil asta noua tendintaîn construcția de motoare a început în Rusia?

Oamenii de știință de la UrFU au și soluții pentru reducerea sarcinii termice a motoarelor atmosferice, iar una dintre ele este profilarea canalelor: transversală (prin introducerea unei inserții cu secțiune transversală pătrată sau triunghiulară) și longitudinală. În principiu, folosind toate aceste soluții, acum este posibil să construiți prototipuri de lucru, să efectuați teste și, dacă rezultatul este pozitiv, să lansați producția în masă - direcțiile date de proiectare și construcție, conform oamenilor de știință, nu necesită timp și financiar semnificativ. costuri. Acum ar trebui să existe producători interesați.

Leonid Plotnikov spune că se consideră în primul rând un om de știință și nu își stabilește un obiectiv de a comercializa noile dezvoltări.

Printre obiective, aș numi mai degrabă cercetări ulterioare, obținerea de noi rezultate științifice și dezvoltarea unor proiecte originale de sisteme gaz-aer pentru motoarele cu combustie internă cu piston. Dacă rezultatele mele sunt utile industriei, atunci voi fi fericit. Știu din experiență că implementarea rezultatelor este un proces foarte complex și care necesită multă muncă și, dacă te cufunda în el, nu va mai rămâne timp pentru știință și predare. Și sunt mai înclinat spre domeniul educației și științei, și nu spre industrie și afaceri

Profesor asociat la Universitatea Federală Ural, numit după primul președinte al Rusiei B.N. Elțin" (Universitatea Federală Ural)

Totuși, el adaugă că procesul de implementare a rezultatelor cercetării pe mașinile electrice ale PJSC Uralmashzavod a început deja. Ritmul de implementare este încă scăzut, toată munca este la stadiul inițial și sunt foarte puține detalii, dar întreprinderea este interesată. Nu putem decât să sperăm că vom vedea în continuare rezultatele acestei implementări. Și, de asemenea, munca oamenilor de știință va găsi aplicație în industria auto autohtonă.

Cum evaluezi rezultatele studiului?

Motorul SMD este un motor diesel, binecunoscut lucrătorilor din stațiile de mașini și tractoare (MTS), care au fost larg răspândite în timpul existenței URSS. Producția acestor motoare a început în 1958 la uzina din Harkov „Secera și ciocanul” (1881). Producția în serie a familiei Motoare SMD, destinata agregarii diverselor tipuri de masini agricole (tractoare, combine etc.) a fost intrerupta din cauza incetarii activitatii intreprinderii (2003).

Linia acestor unități de alimentare include:

• Motoare cu 4 cilindri cu cilindri în linie;
• 6 cilindri în linie;
• Unități cu 6 cilindri în formă de V.

Mai mult, orice motor SMD are un foarte fiabilitate ridicată. Este încorporat în soluții de proiectare originale, care, chiar și după standardele moderne, oferă o marjă suficientă de siguranță în exploatare pentru aceste motoare.

În prezent, unitățile de putere de tip SMD sunt produse la uzina de motoare din Belgorod (BMZ).

Specificații

PARAMETRI	SENS
Sclav. volumul cilindrului, l	9.15
Putere, l. Cu.	160
Viteza de rotație a arborelui cotit, rpm. nominal/minimum (la ralanti)/maximum (la ralanti)	2000/800/2180
Numărul de cilindri	6
Aranjamentul cilindrilor	În formă de V, unghi de cambra 90°
Diametrul cilindrului, mm	130
Cursa pistonului, mm	115
Raport de compresie	15
Ordine de funcționare a cilindrului	1-4-2-5-3-6
Sistem de alimentare	Injecție directă de combustibil
Tipul/marca de combustibil	Combustibil diesel „L”, „DL”, „Z”, „DZ”, etc., în funcție de temperatura mediului ambiant
Consum de combustibil, g/l. Cu. oră (putere nominală/de funcționare)	175/182
Tip turbocompresor	TKR-11N-1
Sistem de pornire	Pornire motor P-350 cu pornire de la distanta + starter electric ST142B
Combustibil de pornire	Un amestec de benzină A-72 și ulei de motor într-un raport de 20:1
Sistem de lubrifiere	Combinat (presiune + pulverizare)
Tip ulei de motor	M-10G, M-10V, M-112V
Cantitate ulei de motor, l	18
Sistem de racire	Apa, tip inchis, cu ventilatie fortata
Resursa motorie, ora	10000
Greutate, kg	950...1100

Unitatea de putere a fost instalată pe tractoare T-150, T-153, T-157.

Descriere

Motoarele diesel SMD cu 6 cilindri în formă de V sunt reprezentate de un număr de modele SMD-60...SMD-65 și mai puternice SMD-72 și SMD-73. Toate aceste motoare au o cursă a pistonului mai mică decât diametrul cilindrului (versiunea cu cursă scurtă).

În același timp, la motoare:

• SMD-60…65 utilizează turboalimentare;
• Aerul de încărcare SMD-72…73 este răcit suplimentar.

Pereții despărțitori dintre cilindrii adiacenți, împreună cu pereții de capăt ai carterului, conferă structurii rigiditatea necesară. Fiecare bloc cilindric are găuri speciale cilindric, în care sunt instalate căptușeli de cilindru din fontă titan-cupru.

Dispunerea tuturor componentelor motorului ia în considerare toate avantajele oferite de aranjarea în formă de V a cilindrilor. Plasarea cilindrilor la un unghi de 90° a făcut posibilă plasarea turbocompresorului și a galeriilor de evacuare în cambra dintre ele. În plus, prin deplasarea rândurilor de cilindri cu 36 mm unul față de celălalt, a fost posibilă instalarea a două biele de cilindri opuși pe un buton cotit al arborelui cotit.

Dispunerea pieselor mecanismului de distribuție a gazelor diferă de cea general acceptată. Lui arborele cu came este comun pentru două rânduri de cilindri și este situat în centrul carterului. Pe partea volantului, la capătul acestuia se află un bloc de viteze, care include angrenaje pentru antrenarea mecanismului de distribuție a gazului și a pompei de combustibil.

În timpul funcționării, motorul asigură o curățare grosieră și fină motorină. Ulei de motor curățat cu o centrifugă cu flux complet.

Unitatea de alimentare este răcită cu apă. Iarna se poate folosi antigel. Circulația lichidului într-un sistem de răcire închis se realizează datorită unei pompe centrifuge de apă. La procesul de răcire iau parte și un radiator cu plăci tubulare cu șase rânduri și un ventilator electric cu șase pale.

Sistemul de răcire a motorului SMD 60 asigură, de asemenea, circulația cu termosifon a lichidului de răcire în interiorul mantalei de apă a motorului de pornire. Cu toate acestea, este capabil să asigure răcirea acestuia din urmă doar pentru o perioadă scurtă de timp. Pentru a evita supraîncălzirea, porniți motorul de pornire pt viteza de mers în gol nu trebuie să depășească 3 minute.

Întreţinere

Întreținerea motorului SMD 60 se rezumă la monitorizarea constantă și regulată a procesului de funcționare a acestuia întreținere de rutină specificate în instrucțiunile de utilizare. Numai dacă aceste condiții sunt îndeplinite, producătorul garantează:

• funcționarea pe termen lung și fără probleme a unității de alimentare;
• menținerea caracteristicilor de putere pe toată durata de viață;
• randament ridicat.

Tipurile de întreținere (MOT) sunt determinate de momentul implementării lor în funcție de numărul de ore de lucru ale motorului:

1. Întreținere zilnică – la fiecare 8…10 ore de motor.
2. TO-1 – după 60 de ore.
3. TO-2 – la fiecare 240 mph.
4. TO-3 – 960 mph.
5. Întreținere sezonieră - înainte de trecerea la perioadele de funcționare primăvară-vară și toamnă-iarnă.

Lista lucrărilor care trebuie efectuate pentru fiecare tip de întreținere este dată în instrucțiunile de utilizare a motorului. În acest caz, lucrările care necesită demontarea unității de alimentare trebuie efectuate numai în spații închise.

Defecțiuni

Defecțiunile motoarelor SMD 60 sunt rare și apar, de regulă, din cauza încălcării regulilor de funcționare tehnică a acestora.

VINEA	METODE DE REMEDIARE
Eliberarea uleiului de carter prin conducta de evacuare.	1. Funcționarea pe termen lung a motorului la turații mici și/sau la ralanti.
	2. Cocsificarea inelelor de etanșare din fontă de pe arborele rotorului turbocompresorului.
	3. Distanță mare între arborele rotorului și rulmentul turbocompresorului.
Eliberarea uleiului de motor prin carcasa volantului.	1. Garnitura de etanșare cu autoblocare este distrusă.
	2. Inelul O al cutiei de viteze a fost tăiat.
Nu există alimentare cu ulei la mecanismul supapei.	1. Bucșa arborelui cu came se rotește.
	2. Canalele de ulei înfundate ale chiulasei.
	3. Slăbirea angrenajului arborelui cu came.
Lovituri străine în motor:
1. O bătaie puternică, ascuțită.	Duza este spartă.
2. Bătăi detonantă.	Unghiul de injectare este incorect.
3. Sunet neclar de bătaie.	Ghidaj supapei spart; lipirea împingătorului; topit rulmenți de biele; capacul inferior al bielei este slăbit; garniturile arborelui cotit sunt topite.

Tuning

Motoarele folosite pentru a alimenta mașinile și mecanismele agricole nu sunt supuse reglajului. Dezvoltate pentru condiții specifice de funcționare, acestea sunt, de regulă, perfect echilibrate, iar interferența cu designul lor nu duce la rezultate pozitive.

Familiile de astfel de motoare sunt prezentate de producători sub formă de linii largi cu diferite niveluri de putere. În același timp, acestea sunt instalate pe anumite tipuri de echipamente speciale, din care consumatorii le aleg pe cele care le îndeplinesc cel mai pe deplin cerințele.