Турбо-дизель

редактировать

Двигатель Land Rover 19J 1990 года выпуска (турбокомпрессор находится в правом верхнем углу изображения) Двигатель BMW M21 1983-1988 (турбокомпрессор внизу изображения)

Термин турбодизель, также обозначаемый как турбодизель и турбодизель, относится к любому дизельному двигателю, оборудованному турбонагнетателем. Как и в случае с другими типами двигателей, турбонаддув дизельного двигателя может значительно повысить его эффективность и выходную мощность.

Турбонаддув дизельных двигателей начался в 1920-х годах с крупных судовых и стационарных двигателей. В середине 1950-х годов стали доступны грузовики с турбодизельными двигателями, а в конце 1970-х последовали легковые автомобили. С 1990-х годов степень сжатия турбодизельных двигателей снижается.

СОДЕРЖАНИЕ

  • 1 Принцип
  • 2 История
  • 3 Характеристики
  • 4 См. Также
  • 5 ссылки

Принцип

Дизельные двигатели обычно хорошо подходят для турбонаддува по двум причинам:

  • «Бедное» соотношение воздух-топливо, возникающее, когда турбонагнетатель подает избыточный воздух в двигатель, не является проблемой для дизельных двигателей, поскольку управление крутящим моментом зависит от массы топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания (т.е. соотношение топлива), а не количество воздушно-топливной смеси.
  • Дополнительное количество воздуха в цилиндре из-за турбонаддува эффективно увеличивает степень сжатия, что в бензиновом двигателе может вызвать преждевременное зажигание и высокую температуру выхлопных газов. Однако в дизельном двигателе топливо не присутствует в камере сгорания во время такта сжатия, поскольку оно добавляется в камеру сгорания только незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Таким образом, не может произойти никакого предварительного зажигания.

В бензиновых двигателях с турбонаддувом можно использовать промежуточный охладитель для охлаждения всасываемого воздуха и, следовательно, увеличения его плотности.

История

Смотрите также: Турбокомпрессор § История

Турбокомпрессор был изобретен в начале 20 века Альфредом Бючи, швейцарским инженером и руководителем отдела исследований в области дизельных двигателей в компании по производству двигателей Gebrüder Sulzer. Турбокомпрессор изначально предназначался для использования в дизельных двигателях, поскольку в патенте Бючи от 1905 года отмечалось повышение эффективности, которое турбокомпрессор может привнести в дизельные двигатели. Однако первые серийные двигатели с турбонаддувом, которые должны были быть произведены, появились только в 1925 году, 10-цилиндровые турбодизельные судовые двигатели мощностью 2500 л.с. (1839 кВт) использовались немецкими пассажирскими судами Preussen и Hansestadt Danzig.

К концу 1920-х годов несколько производителей производили большие турбодизели для морского и стационарного использования, такие как Sulzer Bros., MAN, Daimler-Benz и Paxman. Последующие усовершенствования в технологии сделали возможным использование турбонагнетателей на двигателях меньшего размера, которые работали на более высоких оборотах, поэтому двигатели для тепловозов с турбонаддувом начали появляться в конце 1940-х годов.

Использование турбодизельных двигателей в дорожных транспортных средствах началось с грузовых автомобилей в начале 1950-х годов. Прототип грузовика MAN MK26 был представлен в 1951 году, за ним последовала серийная модель MAN 750TL1 с турбонаддувом в 1954 году. Грузовик Volvo Titan Turbo был также представлен в 1954 году. К концу 1960-х годов спрос на все более мощные грузовые двигатели привел к появлению турбодизелей. вырабатываться Cummins, Detroit Diesel, Scania AB и Caterpillar Inc.

В 1952 году Cummins Diesel Special стал первым автомобилем с турбонаддувом, который участвовал в автогонке Indianapolis 500 и квалифицировался на поул-позиции. Автомобиль был оснащен 6,6-литровым рядным шестицилиндровым двигателем мощностью 283 кВт (380 л.с.).

Исследования небольших турбодизельных двигателей для легковых автомобилей проводились несколькими компаниями в 1960-х и 1970-х годах. Rover построил прототип 2,5-литрового четырехцилиндрового турбодизеля в 1963 году, а Mercedes-Benz использовал пятицилиндровый турбодизель с промежуточным охлаждением в экспериментальном автомобиле Mercedes-Benz C111-IID 1976 года.

Первым серийным автомобилем с турбодизелем стал седан Mercedes-Benz 300SD (W116), который продавался в США с середины 1978 года и приводился в действие пятицилиндровым двигателем OM617. Год спустя Peugeot 604 D Turbo стал первым турбодизельным автомобилем, продаваемым в Европе. Турбодизельные автомобили начали широко производиться и продаваться в Европе в конце 1980-х - начале 1990-х годов, и эта тенденция сохраняется и по сей день.

С 1990-х годов степень сжатия турбодизельных двигателей снижалась из-за лучшей удельной мощности и лучшего поведения выхлопных газов двигателей с турбонаддувом и более низкой степенью сжатия. Двигатели с косвенным впрыском топлива имели степень сжатия 18,5 или выше. После внедрения двигателей Common Rail в конце 1990-х годов степень сжатия снизилась до диапазона от 16,5 до 18,5. Некоторые дизельные двигатели, построенные с 2016 года в соответствии с нормами выбросов выхлопных газов Евро 6, имеют степень сжатия 14,0.

Характеристики

Турбонаддув может значительно увеличить выходную мощность дизельного двигателя, приближая пиковую удельную мощность к аналогичному бензиновому двигателю.

Дизельные автомобили составили 50% всех регистраций новых автомобилей в Европе в 2014 году, причем многие из этих автомобилей были оснащены турбодизельными двигателями.

Смотрите также

использованная литература

Последняя правка сделана 2023-03-20 06:00:47
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте