Какие есть виды двигателей на легковых автомобилях

Автомобиль от А до Я: устройство двигателя внутреннего сгорания

Новая рубрика, готовьтесь! Будет много познавательного текста с картинками.

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сердцем автомобиля. Главная особенность этих двигателей заключается в том, что воспламенение топлива происходит внутри камеры сгорания (КС), а не в сторонних внешних агрегатах.

В процессе работы тепловая энергия, выделяемая, вследствие, сгорания топлива, преобразуется в механическую.

По применяемому топливу

— легкие жидкие (газ, бензин)

— тяжелые жидкие (дизельное топливо)

— Бензиновые двигатели

Бывают двух типов: бензиновые карбюраторные и бензиновые инжекторные.

В первом случае смесеобразование (смешивания топлива с воздухом) происходит в карбюраторе или во впускном коллекторе с помощью форсунок. Далее, смесь попадает в цилиндр, сжимается и поджигается искрой от свечи.

Во втором же случае, топливо впрыскивается во впускной коллектор или в цилиндр с помощью инжекторов (распыляющие форсунки).

— Дизельные двигатели

Специальное дизельное топливо (ДТ) подается в определенный момент (не доходя до мертвых точек) в цилиндр под высоким давлением с помощью форсунки.

Движение поршня сжимает смесь еще сильнее, топливо нагревается, с последующим воспламенением горючей смеси (за счет высокого давления).

Такие двигатели характеризуются малыми оборотами и высоким крутящим моментом.

— Газовые двигатели

В качестве топлива, двигатель использует углеводороды. В основ, такие двигатели работают на пропане, но встречаются и другой газ в качестве топлива.

Главное отличие от других двигателей — высокая степень сжатия. Такие двигатели меньше изнашиваются благодаря тому, что топливо уже подается в газообразном состоянии. Также, экономичность газовых двигателей на лицо — газ дешевле бензина.

Стоит отметить и экологичность — отсутствует дымность двигателя.

По способу воспламенения

— от искры (бензиновые)

— от сжатия (дизельные)

По числу и расположению цилиндров

— Рядный двигатель

Наиболее распространенная компоновка, цилиндры расположены в один ряд перпендикулярно коленчатому валу. Такие двигатели просты в конструкции, но при большом количестве цилиндров — увеличивается размер двигателя в длину.

— V-образный

Для уменьшения длины агрегата, цилиндры располагают под углом от 60 до 120 градусов, при этом, продольные оси цилиндров совпадают с продольной осью коленчатого вала.

Двигатель получается довольно небольших размеров в продольном отношении (короткий).

Из минусов: довольно большая ширина двигатели и раздельные головки блока, что приводит к увеличению себестоимости при изготовлении.

— Оппозитный

Горизонтально-оппозитный двигатель имеет меньшие габариты по высоте, что позволит снизить центр тяжести всего автомобиля. Из плюсов можно выделить: компактность, симметричность компоновки.

— VR-образный

За счет 6-ти цилиндров, расположенных под углом 150 градусов, образуется весьма компактный (узкий и короткий) двигатель. А также, этот двигатель имеет всего одну головку блока.

— W-образный

В этих двигателях соединены два ряда цилиндров в VR-исполнении.

Угол расположения цилиндров равен — 150 градусам, а сами ряды — под углом 720 градусов.

Штатный автомобильный двигатель состоит из 2-х механизмов и 5-ти систем.

Механизмы

• кривошипно-шатунный механизм;
• газораспределительный механизм.

Системы

• охлаждение
• смазка
• питание
• зажигание
• выпуска отработавших газов

Рассмотрим механизмы двигателя подробнее.

Кривошипно-шатунный механизм

Данный механизм предназначен для преобразования возвратно-поступательного движения поршня в цилиндре во вращательное движение коленчатого вала двигателя.

В свою очередь, кривошипно-шатунный механизм состоит из:

1) блока цилиндров с картером;

2) головки блока цилиндра;

3) поддона картера двигателя;

6) коленчатого вала;

Блок цилиндров

Представляет собой цельноотлитую деталь, объединяющей цилиндры двигателя. На нем располагаются опорные поверхности для установки коленчатого вала, а к верхней части, как правило, крепится головка блока цилиндров.

Цилиндры в блоке делаются либо отлитыми заедино с блоком, либо представляют собой отдельные сменные втулки.

Также, блок отрабатывает еще, не менее важную, функцию — по отверстия в блоке под давлением подается масло для смазки.

Внутренние стенки цилиндров служат направляющими для поршней во время их перемещения.

Головка блока цилиндров

Непосредственно в головке цилиндров располагается камера сгорания, свечи, клапаны, также в ней, на подшипниках, вращается распределительный вал с кулачками. Присутствуют отверстия, как и в блоке цилиндров, для смазывающих веществ.

Головка крепится к блоку цилиндра, образуя основной агрегат двигателя.

Поддон картера

Картер отливается вместе с блоком цилиндров. Его прямое назначение — резервуар для масла. В нижней части присутствует пробка для того, чтобы была возможность слить старое масло при его замене. Поддон крепится к картеру болтами, а во избежания утечки масла — ставится прокладка.

Поршень

Цилиндрическая деталь, которая совершает возвратно поступательное движение внутри цилиндра.

Поршень состоит из: днища, уплотняющей части, направляющей части (юбка).

Форма днища зависит от возложенных на поршень задач. Вогнутое днище позволяет создать более рациональную камеру сгорания. Выгнутое — делает поршень прочнее, но уменьшается рациональность камеры сгорания.

Днище с уплотняющей частью образуют головку поршня. В уплотняющей части располагаются маслосъемные и компрессионные кольца.

Юбка поршня служит для направления движения в цилиндре.

Шатун

Именно шатун соединяет поршень (с помощью поршневого «пальца») с коленчатым валом (с помощью шатунной шейки коленчатого вала). Предназначен для передачи возвратно поступательного движения.

Для того, чтобы снизить износ шатунных шеек коленчатого вала, между ними и шатунами помещаются антифрикционные вкладыши.

Коленчатый вал

Деталь сложной формы, имеющая шейки для крепления шатунов, от которых воспринимает усилия и преобразует их в крутящий момент.

Коленчатый вал имеет сложную форму и выполняется из сталей или чугунов.

Маховик

Маховик — зубчатое колесо, предназначенное для: запуска двигателя, соединения двигателя с трансмиссией, передачи крутящего момента с двигателя на коробку передач и стабилизирует работу коленчатого вала.

Газораспределительный механизм

— впускных и выпускных клапанов.

Распределительный вал

Как правило (в современных автомобилях) расположен в верхней части головки цилиндров.

Неотъемлемой частью распредвала являются его кулачки. Их ровно столько, сколько впускных и выпускных клапанов. Эти кулачки надавливая на рычаг толкателя клапана, открывают его, а «сбегая» с рычага, клапан закрывается от действия возвратной пружины.

Клапана

Клапан состоит из плоской шляпки (головки) и стержня. Причем, диаметр головки впускного клапана делают несколько больше, чем диаметр головки выпускного клапана (это делается для лучшего наполнения топливом цилиндров).

Принцип работы двигателя

Определения

Верхняя мертвая точка – крайнее верхнее положение поршня в цилиндре.

Нижняя мертвая точка – крайнее нижнее положение поршня в цилиндре.

Ход поршня – расстояние, которое поршень проходит от одной мертвой точки до другой.

Камера сгорания – пространство между головкой блока цилиндров и поршнем при его нахождении в верхней мертвой точке.

Рабочий объем цилиндра – пространство, освобождаемое поршнем при его перемещении из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку.

Рабочий объем двигателя – сумма рабочих объемов всех цилиндров двигателя. Выражается в литрах, поэтому часто называется литражом двигателя.

Полный объем цилиндра – сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра.

Степень сжатия – показывает во сколько раз полный объем цилиндра больше объема камеры сгорания.

Компрессия – давление в цилиндре в конце такта сжатия.

Такт – процесс (часть рабочего цикла), который происходит в цилиндре за один ход поршня.

Виды двигателей внутреннего сгорания

Мало кто знает, что двигатель внутреннего сгорания был изобретён ещё 5 веков назад, легендарным инженером и конструктором Леонардо да Винчи. Но, после первого чертежа потребовалось ещё 300 лет, чтобы были созданы первые прототипы, которые могли полноценно работать.

Виды двигателей

Первый полноценный прототип двигателя внутреннего сгорания был сконструирован в далёком 1806 году, который принадлежал братьям Ньепсье. После этого важного исторического факта было недолгое затишье.

Но, в конце 19 века три легендарным немца положили старт автомобилестроению — Николас Отто, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. После этого двигатели внутреннего сгорания получили много модификаций и вариантов, которые используются по сегодняшний день.

Рассмотрим, какие существуют виды автомобильных ДВС, а также укажем типы двигателей:

• Паровая машина
• Бензиновый двигатель
• Карбюраторная система впрыска
• Инжектор
• Дизельные двигатели
• Газовый двигатель
• Электрические моторы
• Роторно-поршневые ДВС

Паровая машина

Первым представителем полноценного двигателя внутреннего сгорания следует считать паровую машину, которая устанавливалась на все транспортные средства 19 века, до момента изобретения остальных видов моторов.

На то время паровыми движками оснащались паровозы, автомобили и даже примитивные трёхколёсные самоходные машины (напоминающие мотоциклы). Изобретение такого класса завоевало весь мир, но к концу 19 — начало 20 века стало неэффективное, поскольку транспортные средства на пару не могли развивать достаточно большую скорость.

Бензиновый двигатель

Бензиновый двигатель — это ДВС средством питания, которого является бензин. Горючее подаётся с топливного бака при помощи насоса (механического или электрического) на систему впрыска. Итак, рассмотрим, какие бывают типы бензиновых моторов:

• С карбюратором.
• Инжекторного типа.

Современный мир привык, что большинство автомобилей имеет электронную систему впрыска топлива (инжектор).

Карбюраторная система впрыска

Карбюратор — это тип впрыскового устройства горючего во впускной коллектор с дальнейшим распределением по цилиндрам. Первый примитивный карбюратор был разработан в Германии ещё в конце 19 века и имеет почти 100 летнюю историю развития.

Карбюраторы бывают — одно-, двух-, четырех- и шестикамерные. Кроме этого существует достаточно много прототипов.

Принцип работы карбюратора достаточно простой: бензонасос подаёт топливо в поплавковую камеру, где бензин проходит сквозь жиклёры механическим путём (количество впрыскиваемого топлива регулирует водитель при помощи педали акселератора), и подаётся во впускной коллектор. Недостатком карбюратора стало то, что он чувствительный к регулировкам, а также не соответствует экологическим международным нормам.

Инжектор

Инжекторный двигатель — это тип впрыскового устройства горючего в цилиндры двигателя. Инжекторный впрыск бывает моно и разделённым Данная система на сегодняшний день все больше совершенствуется, чтобы уменьшит выбросы СО2 в атмосферу. Для впрыска используются форсунки, которые ещё ранее начали использоваться на дизельных двигателях.

С переходом на данную систему транспортные средства стали оснащать электронными блоками управления двигателем, чтобы корректировать состав воздушно-топливной смеси, а также сигнализировать о неисправностях внутри системы.

Дизельные двигатели

Дизельный мотор — это вид двигателя, который расходует как горючее дизельное топливо. Основные системы и элементы движка идентичны бензиновому брату, различие состоит в системе впрыска и воспламенении смеси. В дизельном моторе отсутствуют свечи зажигания, поскольку воспламенение смеси от искры не нужно.

На моторах такого типа устанавливаются свечи накала, которые разогревают воздух в камере сгорания, который превышает температуру воспламенения. После этого через форсунки подаётся распылённое топливо, которое сгорает, чем создаёт достаточное давление для привода в движения поршня, который раскручивает коленчатый вал.

Дизель с турбонаддувом

Одним из подвидов дизельного ДВС считается турбодизель. На этом моторе установлена турбина, которая имеет вид улитки. При помощи турбины в мотор подаётся больше количество сжатого воздуха, который даёт больше детонационный эффект, за счёт чего движок можно быстрее разогнать.

Газовый двигатель

Газовые двигатели на сегодняшний день в автоиндустрии в чистом виде почти не используются, поскольку частые поломки моторов, стали причиной полного отказа от них. Вместо этого, газовые установки зачастую можно встретить на бензиновых автомобилях, что значительно экономит расход денег на горючее.

Газ с баллона подаётся на редуктор, который распределяет топливо по цилиндрам, а затем горючее попадает непосредственно в камеры сгорания. После этого с помощью свечей зажигания газ воспламеняется. Единственным недостатком использования газовой установки считается то, что мотор теряет 20% своего потенциального ресурса.

Электрические моторы

Николас Тесла впервые предложил использовать для автомобилей электроэнергию. Электрические моторы на сегодняшний день не распространены, поскольку заряда батареи хватает только до 200 км пути, а заправочных станций, которые могут предоставить услугу зарядки автомобиля — практически нет.

Известная мировая компания, производитель электрических автомобилей «Тесла» продолжает совершенствовать электродвигатели, и каждый год дарит потребителям новинки, которые имеют больший запас хода без дозарядки.

Гибриды

Наверное, самые желаемые двигатели на сегодняшний день. Это смесь бензинового двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Существует несколько вариантов работы такого движка.

1. Мотор может работать на попеременном питании. Сначала движение производится на бензине, пока генератор заряжает батарею, а затем водитель может переключиться на электропитание.
2. Двигатель и электромотор работают одновременно, что помогает сэкономить расход горючего на одно, и тоже расстояние с другими типами ДВС.

Роторно-поршневые ДВС

Роторно-поршневой силовой агрегат в автомобилестроении не нашёл широкого распространения, хотя можно встретить модели автомобилей, которые используют такой тип ДВС. Предложил создание такого мотора — конструктор Ванкель.

Движение осуществляется за счёт вращения трёхзубчатого ротора, который позволяет осуществить любой 4-тактный цикл Дизеля, Стирлинга или Отто без применения специального механизма газораспределения. Данный мотор активно использовался в 80-е годы 20 ст.

Водородный мотор

НОУ-ХАУ современного мира считается водородный двигатель. В автомобиль устанавливается установка водородного типа. Отличие от бензиновых моторов заключается в подаче топлива. Если у бензина топливо подаётся вовремя возврата поршня к ВТМ, то у водородного силового агрегата в момент, когда поршень возвращается к НТМ.

В будущем планируется создать водородный двигатель закрытого типа, когда не будет требоваться выброс отработанных газов, а также на 500 км автолюбитель сможет забить о заправке автомобиле.

Стоит понимать, что автомобили с таким мотором будут стоить весьма не дёшево, пока они полностью не вытеснят бензинового брата.

Вывод

Двигатели внутреннего сгорания имеют достаточно большое количество видов и типов, на любой вкус. Так, самыми популярными, по мировой статистике, считают бензиновые, дизельные и гибридные силовые агрегата. Но, все движется к тому, что человек хочет отойти от использования бензина и его аналогов и перейти полностью на электрику.

Самые необычные конструкции двигателей

Как правило, под капоты всех нынешних автомобилей устанавливаются четырехтактные бензиновые двигатели, работающие по так называемому циклу Отто — впрыск, сжатие, рабочий ход, выпуск. Это типичные тепловые ДВС с воспламенением горючей смеси через свечу, где выпускные клапаны открываются после закрытия впускных. Главный недостаток подобных моторов — низкий (до 28%) КПД.

Более трети современных автомобилей оснащаются турбодизелями с подобным кривошипно-шатунным механизмом, но с более высокой степенью сжатия и с воспламенением рабочей смеси от сжатия и высокой температуры в цилиндре. КПД дизельных моторов выше, но все равно не так уж велик — до 50%.

Эти два типа двигателей сегодня используются на подавляющем большинстве автомобилей, и о них давно все известно и сказано. Наша задача — рассказать о не столь распространенных схемах, которые либо имеют какие-то серьезные отличия по сравнению с «классическими» моторами Отто и Дизеля, либо и вовсе построены по другому принципу.

Роторно-поршневой двигатель Ванкеля

Компании — NSU, Mazda, Citroen, ВАЗ
Некоторые модели автомобилей — NSU Ro 80, Mazda RX-7, ВАЗ-21059 и 21079, Citroen GS

Начать, конечно же, стоит с роторно-поршневой конструкции, которую впервые инженеры Вальтер Фройде и Феликс Ванкель представили не так уж и давно — в 1957 году. Логично, что этот мотор получил имя одного из создателей — Ванкеля. Особенность такой силовой установки — трехгранный поршень (ротор), приводимый в движение силой давления газов. Движение ротора относительно «овального» цилиндра с оригинальным профилем (статора) производится через две шестерни: одна — на внутренней поверхности ротора, вторая — жестко прикреплена к внутренней поверхности боковой крышки двигателя. Их взаимодействие обеспечивает круговые эксцентричные движения, при которых ротор своими гранями соприкасается с внутренней поверхностью камеры сгорания. Вращательное движение передается на специальный вал, а с него уже на трансмиссию. Одна механическая пара регулирует движение ротора, а вторая преобразует его во вращение эксцентрикового вала. За один полный оборот вала ротор успевает провернуться на 120°, а в каждой из трех изолированных полостей воспроизводится полный четырехтактный цикл двигателя внутреннего сгорания — впрыск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Очевидными преимуществами такого типа двигателей считают их компактность, легкость, меньшее количество деталей (нет поршней, шатунов, коленвала), упрощенную систему смазки, низкий уровень вибраций и высокую литровую мощность. Главные недостатки — плохая эффективность уплотнений зазора между ротором и стенками цилиндра, большой расход специального масла, склонность к перегреву, требовательность к свечам и высокая мощность на относительно высоких оборотах.

Первым серийным автомобилем с РПД стал немецкий NSU Ro 80 в 1967 году, но настоящую популярность роторно-поршневым двигателям принесла, конечно же, японская компания Mazda, прославившаяся не только своими легендарными моделями RX, но и единственной победой в Ле-Мане прототипа «757». Кстати, Мазда планирует вернуться к роторной теме чуть ли не в этом году. В разное время с РПД экспериментировали различные производители. Даже АвтоВАЗ в 80-х годах отметился роторными «пятерками» и «семерками», которые использовались в ГАИ или у «силовиков».

Двигатель с переменной степенью сжатия

Компании — Infiniti, Saab, AVL, FEV, MCE-5
Модель автомобиля — Infiniti QX50

Технология, которая на данный момент используется только на одном автомобиле — кроссовере Infiniti QX50, появившемся в 2019 году. Nissan шел к этому более 20 лет, и теперь наконец-то 2,0-литровый турбомотор VC-T (Variable Compression Turbocharged) умеет в автоматическом режиме регулировать степень сжатия (от 8 при максимальной отдаче до 14 при малых нагрузках) посредством регулировки длины поршней на 6 мм. Что позволяет не только почти полностью забыть о неоптимальных режимах и, как следствие, возникновении детонации, но и увеличить КПД, и сэкономить до 27% топлива по сравнению с V-образными «шестерками», по словам японских инженеров. Реализована эта хитрость следующим образом: установлено подвижное сочленение шатуна с его нижней шейкой, которое работает при помощи системы рычагов с приводом от электромотора. При этом мощность силовой установки составляет внушительные 270 л.с., а крутящий момент — 390 Нм (в России мотор дефорсирован до 249 л.с. и 380 Нм). Основными недостатками конструкции считаются ее сложность и больший (примерно на 10 кг) вес силового агрегата.

В разное время двигателями с переменной степенью сжатия баловались инженеры Ford, Mercedes-Benz, Peugeot и Volkswagen, но патента так никто и не получил. Существовали также ранние системы с дополнительным поршнем, который менял объем камеры сгорания. Проводили эксперименты и с поршнями изменяемой высоты, которые оказались очень тяжелыми. В 2000 году компания FEV Motorentechnik установила в фольксвагеновский турбомотор 1.8T систему с… подъемным коленвалом, движение которого осуществлялось при помощи эксцентриковых муфт. В том же году свое видение продемонстрировали шведы из Saab. У 5-цилиндрового 1,6-литрового турбомотора SVC (Saab Variable Compression) могла подниматься верхняя часть раздельного блока цилиндров. Приблизительно в то же время французы из МСЕ-5 Development продемонстрировали мотор с уникальными разделенными шатунами с зубчатыми коромыслами. Но ни одно из этих решений так и не нашло применения на серийных автомобилях.

Бесклапанный двигатель (Knight Sleeve Valve)

Компании — Daimler, Mercedes-Benz, Peugeot, Panhard, Willys-Knight, Mors, Avions-Voisin
Некоторые модели автомобилей — Avions-Voisin C, Willys-Knight, Daimler 22HP

Теперь мы отправимся на рубеж XIX и XX веков, когда Чарльзу Найту пришла в голову мысль создания двигателя без классических клапанов. В 1908 году он запатентовал свое детище, которое оснащалось так называемыми «золотниковыми клапанами»: это своего рода муфта, приводимая в движение специальным редукторным валом, скользящая вокруг поршня и открывающая таким образом впускные и выпускные порты в стенках цилиндра. Такая система оказалась не только рабочей, но еще и довольно тихой, долговечной, с хорошей отдачей и отсутствием проблемы «залипания» обычных тарельчатых клапанов. Помимо этих очевидных преимуществ были и другие: хорошая продувка выхлопными газами, неизменная форма камеры сгорания (следовательно, отсутствие детонации), отсутствие традиционной головки блока и идеальное размещение свечей зажигания. Основным недостатком считался повышенный расход масла.

Тем не менее подобными двигателями оснащался целый ряд моделей таких известных автомобильных марок, как Daimler, Panhard, Peugeot, Mercedes-Benz, Willys и других вплоть до 40-х годов прошлого века. Впоследствии — после значительного повышения оборотистости моторов и внедрения натриевого охлаждения для обычных тарельчатых клапанов — система практически себя изжила.

Двигатель с двумя коленвалами (Lanchester Twin-Crank Twin)

Компании — Lanchester, Ford
Некоторые модели автомобилей — Lanchester 12НР, Ford A/C/F

В 1896 году Карл Бенц запатентовал двухцилиндровый «оппозитник», через три года была основана компания Lanchester, а уже год спустя она представила свой первый автомобиль Lanchester Phaeton, оснащенный таким мотором с двумя коленчатыми валами. Именно этот двигатель считается первым серийным «Флэт-Твином» (Flat-Twin). Этот 4,0-литровый атмосферный агрегат с воздушным охлаждением выдавал «целых» 10,5 л.с. при 1250 об/мин. Один коленвал находился над другим, а у каждого поршня было по три (!) шатуна — один толстый центральный и два более легких по бокам. Толстый шел к одному валу, а тонкие — к другому. Соответственно, валы вращались в противоположных направлениях.

На заре автопрома такими моторами оснащались не только автомобили фирмы Lanchester, но и первые модели Ford — «А», «С» и «F».

Двухцилиндровый «оппозитник» в едином блоке (Panhard Flat-Twin)

Компания — Panhard
Некоторые модели автомобилей — Panhard Dyna, Panhard 24, Panhard Dyna X84

С 1945 по 1967 годы французская компания Panhard производила целый ряд моделей, оснащавшихся так называемым двигателем Flat-Twin. Рене Панар не стал пионером в области использования двухцилиндровых «оппозитников», но впервые объединил блок цилиндров и головку в алюминиевый корпус. Помимо этого уникального технического решения в моторе Flat-Twin присутствовали и другие интересные находки. Так, например, вместо клапанных пружин здесь впервые использовались торсионы, а охлаждение было двойным воздушным.

Объем таких моторов был невелик — от 0,61 до 0,85 л, а мощность составляла от 42 до 60 л.с. Тем не менее этот факт не помешал модели Х84 участвовать в гонках в Ле-Мане и даже добиваться хороших результатов в своем классе до 750 см³. Ну а купе Panhard 24 было к тому же еще и очень красивым автомобилем.

Двигатели, работающие по циклам Аткинсона и Миллера

Компании — Toyota, Lexus, Ford, Nissan
Некоторые модели автомобилей — Toyota Prius, Lexus hybrids, Ford Escape, Nissan Altima

Как мы уже говорили в начале этой статьи, большинство современных автомобильных двигателей работает по циклу Отто. Но все же существуют и другие варианты: с борьбой за повышение эффективности и увеличение КПД навсегда связаны имена инженеров Джеймса Аткинсона и Ральфа Миллера.

Что предложил Аткинсон? Во-первых, за счет усложнения кривошипно-шатунного механизма он изменил соотношение времен тактов: ходы поршня при тактах сжатия и рабочего хода стали короче, чем при тактах впуска и выпуска, за счет уникального коленвала. Впускные клапаны в цикле Аткинсона полностью закрываются на половине пути к верхней «мертвой» точке. Во-вторых, все четыре такта у Аткинсона происходят за один оборот коленвала, тогда как обычному Отто-мотору для этого требуется два. Достоинства такого типа двигателей — высокая экономичность и экологичность. Недостатки — сложность конструкции и невысокий момент на «низах». Именно поэтому подобные силовые установки используют на гибридах, где эта особенность компенсируется электротягой.

Ральф Миллер также работал со степенью сжатия, но пошел (в 1947 году) другим путем. Вместо механического уменьшения такта сжатия при неизменном такте рабочего хода он предложил сократить его за счет такта впуска, сохраняя одинаковое перемещение для всех поршней, как на двигателе Отто. Существует две вариации этого решения, но обе основаны на позднем закрытии впускных клапанов: «укороченный впуск» (когда впускные клапаны закрываются раньше окончания такта впуска) и «укороченное сжатие» (впускные клапаны закрываются позже такта впуска). Но обе они призваны уменьшить степень сжатия рабочей смеси, и, таким образом, когда топливо воспламеняется в ВМТ, оно имеет намного большую степень расширения, чем в двигателе Отто. Это позволяет лучше использовать энергию расширяющихся в цилиндре газов, что повышает тепловую эффективность конструкции, а, как следствие, улучшает экономичность и повышает эластичность. К тому же в такте сжатия уменьшаются насосные потери, так как сжимать топливо в моторе с циклом Миллера легче. Недостатки этой схемы — уменьшение мощности (особенно на высоких оборотах) из-за худшего наполнения цилиндров.

Дизельный «оппозитник» с качающимся коленвалом (Commer Rootes TS3 Tilling-Stevens)

Компания — Rootes
Некоторые модели автомобилей — Commer Q25, C-Series, Karrier

Единственный дизельный мотор в нашем сегодняшнем обзоре, но зато какой: двухтактный «оппозитник» TS3 (не зря его прозвали «тарахтелкой» — Knocker) с уникальным качающимся коленвалом разработки фирмы Tilling-Stevens! Правда, устанавливался он с 1954 до 1968 года только на катера, автобусы и грузовики малоизвестной широкому кругу британской компании Rootes. Этот двигатель не только располагался под сиденьем водителя, но имел и еще целый ряд интересных особенностей: в каждом цилиндре было по два «встречных» поршня, которые передавали момент на единственный коленвал при помощи специального рокера и двух шатунов на каждом поршне, а также присутствовал механический компрессор с цепным приводом! У двигателя TS3 было три цилиндра, объем в 3,25 л, и выдавал он существенные по меркам того времени 105 л.с. и 366 Нм при всего 1200 об/мин. Говорят, это был очень компактный и надежный агрегат, единственным недостатком которого считали высокий уровень шума.

В конце 1960-х годов появился прототип 4-цилиндрового аналогичного агрегата, а «мул», им оснащенный, даже прошел испытания длиной почти в 2 млн километров, но дальше этого дело не пошло: в 1968 году корпорация Chrysler купила компанию Rootes, и разработки свернули.

Двухтактный двухцилиндровый «оппозитник» (Gobron Brillie Opposed Piston)

Компания — Gobron-Brillie
Некоторые модели автомобилей — Gobron-Brillie 8CV, Gobron Brillie Opposed

Возвращаемся назад, аж в XIX век, а точнее говоря, в 1898 год, когда француз Гюстав Шарль-Алексис Гоброн вместе с земляком Эженом Брийе основали автомобильную компанию Societé des Moteurs Gobron-Brillie. Спустя всего полгода появилось и их первое детище — Gobron-Brillie 8CV, в котором был использован мотор уникальной конструкции — при объеме 1,6 л и двух вертикально расположенных цилиндрах в нем было четыре поршня, которые двигались навстречу друг другу. Нижние соединялись с коленвалом привычными шатунами, а верхние (их ход был короче) — при помощи оригинальной системы тяг, коромысел и эксцентриков. При этом распредвал тут один, а весь механизм был полностью синхронизирован. Приблизительно на середине хода верхних поршней — именно в этой области происходило возгорание смеси — были установлены свечи зажигания, а также впускные и выпускные клапаны, работавшие при помощи толкателей. Возгорание топлива происходило между поршнями, примерно на середине хода верхних поршней.

Помимо столь замысловатой, но, по словам современников, вполне надежной системы с отличной плавностью работы, у автомобиля была и необычная система питания, где вместо традиционного карбюратора использовался набор плунжеров, способных подавать в камеру любой вид топлива. Говорят, Gobron-Brillie умели ездить даже на спирте или крепких алкогольных напитках вроде виски и коньяка!

Роторно-лопастный двигатель

Компания — Ё-Авто
Модель автомобиля — ё-Мобиль

Разработки роторно-лопастного двигателя внутреннего сгорания ведутся с 1930-х годов, но до сих пор никому так и не удалось создать достаточно надежный агрегат, хотя преимуществ у него масса: малый вес, компактность, высокая отдача (100 кВт на е-Мобиле), небольшой расход топлива и высокий КПД. Но большинство из нас, несомненно, узнали о существовании РЛД тогда, когда российский миллиардер Михаил Прохоров увлекся созданием ё-Мобиля. Конечно, очень хочется верить, что придуманный в Псковском политехническом университете агрегат в итоге найдет себе применение, но пока серийных автомобилей с подобной силовой установкой не существует, да и сам ё-Мобиль приказал долго жить. Но идея — весьма любопытная. Так что же представляет собой РЛД?

По сути, РЛД — это цилиндр с двумя соосно вращающимися роторами, на каждом из которых укреплена пара лопастей, которые делят цилиндр на четыре рабочие камеры, каждая из которых за один оборот совершает все четыре рабочих такта. Основная сложность состоит в синхронизации вращения валов роторов и снятии с них мощности, поскольку роторы не только крутятся, но еще и совершают вращательно-колебательные движения относительно цилиндра. К сожалению, эта проблема так и не позволяет до сих пор наладить серийный выпуск столь интересного агрегата. Но в теории двигатель все же перспективный, да еще и способный работать чуть ли не на всех видах топлива.

Ротативный двигатель — неподвижный коленвал, вращающиеся цилиндры и поршни (Adams-Farwell)

Компания — Adams-Farwell
Некоторые модели автомобилей — Adams-Farwell Models 5, 6, 7 и Series 6

Эта идея, что называется, «от противного»: если в обычном ДВС вращается коленвал, а блок цилиндров остается неподвижным, то в моторе, который в 1895 году изобрел инженер Фэй Оливер Фарвелл, коленвал всегда стоял на одном месте. Легенда гласит, что на конструирование 3-цилиндрового 4-тактного двигателя, в котором цилиндры вращаются на оригинальных подшипниках вокруг жестко закрепленного коленвала, Фарвелла, работающего на американскую компанию The Adams Co., подвигнул вид… обычной мельницы!

Спустя девять лет, в 1904 году, под названием Adams-Farwell Model 5 в серию пошел автомобиль с этим уникальным и довольно мощным (25 л.с.) по меркам того времени мотором. Кстати, были у него и еще весьма необычные черты: вместо карбюратора топливо попадало в камеры через специальные отверстия в них, а глушителей у двигателя не было предусмотрено (он был довольно тихим). Основным недостатком стало чрезмерное потребление масла, но, несмотря на этот факт, в 1906 году в Adams-Farwell представили Model 6 с уже 5-цилиндровым 8,0-литровым мотором. А в 1910 году моторы фирмы использовались даже на первых вертолетах конструкции Эмиля Берлинера.

Двигатель с разделенными циклами

Компании — Scuderi, Paut Motor, Bonner Motor
Некоторые модели автомобилей — не устанавливались

Как известно, в классическом ДВС все четыре такта происходят в одном цилиндре. Но, оказывается, существовали в мире — причем в недавнем прошлом — энтузиасты, которые проповедовали настоящую экзотику с разделением циклов. Например, в 2006 году американцы из Scuderi Group решили, что ответственным за такты впуска и сжатия будет так называемый «холодный» цилиндр, а за рабочий ход и выпуск — другой, «горячий». Когда в рабочем цилиндре идет расширение газов, в «холодном» компрессорном происходит такт впуска. Когда в рабочем выпуск, в холодном — сжатие. В конце такта сжатия поршни приближаются к своим ВМТ, смесь через перепускной клапан «перетекает» из «холодного» цилиндра в «горячий» и поджигается. К тому же у разных цилиндров могут быть отличные диаметры и ходы поршней, что позволяет весьма гибкую настройку. В 2009 году Scuderi представили опытный образец, но дальше дело так и не пошло: двигатель экономичен, но очень сложен конструктивно.

Экспериментировали с разделенными циклами и в хорватской фирме Paut Motor. В 2011 году они даже представили прототип, который при литраже в 7 л весил всего 135 кг, имел гораздо меньше деталей, сниженное трение и шум, чем мотор Scuderi. Но и этот проект умер.

Ну а самый сложный двигатель с разделенными циклами — это, пожалуй, мотор компании Bonner, в котором цилиндры расположены крестообразно, а коленвал совершает планетарное движение посредством системы шестерен. Газораспределение происходит за счет специальных клапанов на дне цилиндров и вращающихся золотников в блоке. Поршни при этом могут смещаться под давлением масла, обеспечивая переменную степень сжатия. Ну и наворотили! Неудивительно, что и этот двигатель вряд ли когда-то доберется до «серии».

Газотурбинный двигатель

Компании — Kenworth, Rover, Fiat, GM, Lotus, Chrysler, Ford
Некоторые модели автомобилей — Fiat Turbina, Chrysler Turbine, Rover Jet1, GM Firebird, Ford Thunderbird

Если двигателей с разделенными циклами мы так и не увидели на серийных автомобилях, то машины с газотурбинными моторами в природе существовали. С начала 50-х годов производители легковых автомобилей решили поиграть в эту игру и продолжили вплоть до конца 60-х. Недолгим был век ГТД, но зато подарил нам целую плеяду неординарных моделей: Rover Jet1, Fiat Turbina, Ford Thunderbird, Chrysler TurboFlite.

Газовая турбина — более простой и гораздо более мощный по сравнению с классическим ДВС мотор. Неудивительно, что автомобильная промышленность, которая и до 50-х годов прошлого века активно заимствовала ряд технических решений из авиационной отрасли, не осталась в стороне и решила попробовать использовать двигатели такого типа на легковых машинах. К тому же сама по себе конструкция ГТД несложна: валы с компрессорным и турбинным колесами, первое из которых подает сжатый воздух в камеру сгорания с топливом. При сжигании и расширении рабочая смесь крутит турбинное колесо, которое использует энергию для вращения компрессора и, конечно же, движения при помощи реактивной струи.

Двигатель с десмодромным приводом клапанов

Компании — Bignan, Ducati, Norton, Mercedes-Benz, BMW, Ferrari, Honda
Некоторые модели — мотоциклы: Ducati, BMW, Honda, Norton, MV Agusta; автомобили: Mercedes-Benz SLR

В обычном двигателе внутреннего сгорания клапаны открываются принудительно (специальными коромыслами), а закрываются при помощи мощных пружин. Именно скорость работы этих самых пружин и их недостаточная прочность становятся причиной так называемого разрыва кинематической связи, «зависания» клапанов и, как следствие, ограничения по оборотам двигателя. В случае с десмодромным приводом клапаны также принудительно и закрываются.

История этого ноу-хау ведется еще с начала XX века, когда в 1910 году патент на десмодромную систему газораспределения получил английский инженер по фамилии Арнотт. В то время это было особенно актуально, поскольку качество пружин зачастую не выдерживало даже совсем невысоких оборотов и нагрузок. На практике «десмодром» применили сначала на гоночном Peugeot L76 в 1912 году, а спустя еще восемь лет он появился на французском спортивном автомобиле Bignan. Первыми мотоциклами, на которых использовался десмодромный привод, стали модели английской фирмы Norton еще в 1924 году. С тех пор этот тип применялся также на автомобилях Mercedes-Benz, Ferrari, мотоциклах BMW, F.B. Mondial и Honda. Однако самым стойким приверженцем этой схемы и по сей день остается итальянская мотоциклетная компания Ducati.

Комментарии

5ТДФ, и вот несколько удивительных фактов.

Он был пятицилиндровым, что само по себе необычно. У него было 10 поршней, десять шатунов и два коленчатых вала. Поршни двигались в цилиндрах в противоположных направлениях: сначала навстречу друг другу, потом обратно, снова навстречу и так далее. Отбор мощности осуществялся с обоих коленчатых валов, чтобы было удобно для танка.

Двигатель работал по двухтактному циклу, и поршни играли роль золотников, открывавших впускные и выпускные окна: то есть никаких клапанов и распредвалов у него не было. Конструкция была гениальной и эффективной – двухтактный цикл обеспечивал максимальную литровую мощность, а прямоточная продувка — высокое качество наполнения цилиндров.

Ко всему прочему 5ТДФ был дизелем с непосредственным впрыском, где топливо подавалось в пространство между поршнями незадолго до момента, когда они достигали максимального сближения. Причем, впрыск осуществлялся четырьмя форсунками по хитрой траектории, чтобы обеспечить мгновенное смесеобразование.

Но и этого мало. Двигатель имел турбокомпрессор с изюминкой — огромных размеров турбина и компрессор размещались на валу и имели механическую связь с одним из коленчатых валов. Гениально — в режиме разгона компрессор подкручивался от коленчатого вала, что исключало турбояму, а когда поток выхлопных газов как следует раскручивал турбину, мощность от нее передавалась на коленчатый вал, повышая экономичность мотора (такая турбина называется силовой).

Ко всему прочему, мотор был многотопливным. То есть, мог работать на дизельном топливе, керосине, авиационном топливе, бензине или любой их смеси.

Плюс к этому в движке были применены еще полсотни необычных решений, вроде составных поршней со вставками из жаропрочной стали и системы смазки с сухим картером — точь в точь как у гоночных автомобилей.

Все ухищрения преследовали две цели — сделать мотор максимально компактным, экономичным и мощным. Для танка важны все три параметра: первый облегчает компоновку, второй улучшает автономность, третий – маневренность.

Результат вышел впечатляющим: при рабочем объеме 13,6 литра в самой форсированной версии мотор развивал более 1000 л.с. Для дизеля 60-х годов это был великолепный результат. По удельной литровой и габаритной мощностям мотор превосходил аналоги других армий в несколько раз.

Пользуются самым простым и вылизанным способом создания моторов. И кинца)

Массово и надежно и ремонтопригодно половина из того что в списке работать не будет. Плюсом экология(

Все эти моторы были в основном единичными экземплярами, в массу шли самые обычные.

Не удивлюсь, если ты только сегодня узнал про мотор инфинити с изменяемой геометрией, хотя ему уже лет 5.

"Газовая турбина — более простой и гораздо более мощный по сравнению с классическим ДВС мотор."

Классная шутка от Дома!

Так а что с газотурбинными? Почему сняли? Плюсы/минусы/подводные камни?

Пешеходов реактивной струей плющило и сжигало?))(

А где паровые двигатели?

Так а что с газотурбинными? Почему сняли? Плюсы/минусы/подводные камни?

Пешеходов реактивной струей плющило и сжигало?))(

"Газовая турбина — более простой и гораздо более мощный по сравнению с классическим ДВС мотор."

Классная шутка от Дома!

Так а что с газотурбинными? Почему сняли? Плюсы/минусы/подводные камни?

Пешеходов реактивной струей плющило и сжигало?))(

"в такте сжатия уменьшаются насосные потери, так как сжимать топливо в моторе с циклом Миллера легче."

Автор статьи, вы серьёзно полагаете, что в двигателе сжимается ТОПЛИВО ?

Так а что с газотурбинными? Почему сняли? Плюсы/минусы/подводные камни?

Пешеходов реактивной струей плющило и сжигало?))(

Внутри ЭХГ (электрохимического генератора) окисляется.

Сердцем автомобиля является гибридная установка на водородных топливных элементах под названием FC stack, модель установки — FCA110. В результате химической реакции взаимодействия водорода и кислорода вырабатывается электроэнергия. Реакция происходит без процесса горения. Максимальный КПД преобразования водорода в электрический ток составляет 83 %.

Так а что с газотурбинными? Почему сняли? Плюсы/минусы/подводные камни?

Пешеходов реактивной струей плющило и сжигало?))(

А где Honda NR 750.
V4 с овальными поршнями, каждый на 2х шатунах, 8 клапанов на цилиндр и куча других фишек?

Так а что с газотурбинными? Почему сняли? Плюсы/минусы/подводные камни?

Пешеходов реактивной струей плющило и сжигало?))(

То есть, машина стоит на месте и ждет когда гтд выйдет на рабочий диапазон, и тогда она вдруг полетит? Да вы шутник.

Вот, лучше вместо домыслов почитайте следующую статью
https://ru.wikipedia.org/wiki/.

0. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ (кратк.)

А. А. Морозов увидел бесперспективность двигателей семейства В-2 в 1947 году. Запись от 15.10.47 гласит, что начинаются работы по танку Т-64 и он должен иметь оппозитный двигатель В-64. Только такая схема могла дать скачек в развитии танков. Начинаются поиски схем и исполнителей.

После войны достоянием СССР становятся немецкая техническая документация. Она попадают А.Д. Чаромскому, как разработчику авиационных двигателей, и его заинтересовывает «чемодан» Юнкерса.

«Чемодан» Юнкерса – серия авиационных двухтактных турботюршневых двигателей Jumo 205 с противопо­ложно движущимися поршнями была создан в начале 30-х годов двадцатого века. Характеристики двигателя Jumo 205-C следующие: 6-циллиндровый, мощность 600 л.с. ход поршня 2 x 160 мм, объем 16.62 л., степень сжатия 17:1, при 2.200 об./мин.

В годы войны было выпущено около 900 двигателей, которые успешно применялись на гидросамолетах До-18, До-27, позднее и на быстроходных катерах. Вскоре после завершения ВОВ в 1949 году было решено установить такие двигатели на восточногерманские патрульные катера, которые были в строю до 60-х годов.

На базе этих разработок А. Д. Чаромским в 1947 г. в СССР был создан двухтактный авиадизель М-305 с взлетной мощностью 7360 кВт ( 10 000 л.с.) и одноцилиндровый отсек этого двигателя У-305.

В 1954 г. А.Д. Чаромский выходит с предложением о создании дизеля для среднего танка на основе У-305. Это предложение совпало с требованием главного конструктора нового танка А.А. Морозова, и А.Д. Чаромский был назначен главным конструктором завода им. В. Малышева в Харькове.

Так как танковое моторное КБ этого завода осталось в основном своем составе в Челябинске, то А.Д. Чаромскому пришлось формировать новое КБ, создавать опытную базу, налаживать опытное и серийное производство, заниматься отработкой технологии, которой не располагал завод.

Так появляется советский 4ТПД. Это был рабочий двигатель, но с одним недостатком – мощность была чуть более 400 л.с., что для танка было мало. Чаромский ставит еще один цилиндр и получает 5ТД (запись 11.02.57).

В январе 1957 г. первый опытный образец танкового дизеля 5ТД был подготовлен к стендовым испытаниям. По окончании стендовых испытаний 5ТД в том же году был передан на объектовые (ходовые) испытания в опытном танке "объект 430", а к маю 1958 г. прошел межведомственные Государственные испытания с хорошей оценкой.

И все же дизель 5ТД в серийное производство решили не передавать. Причиной вновь стало изменение требований военных к новым танкам, в очередной раз вызвавшее необходимость роста мощности. С учетом очень высоких технико-экономических показателей двигателя 5ТД и заложенные в нем резервы (что продемонстрировали и испытания) новую силовую установку мощностью порядка 700 л.с. решили создать на его основе.

Введение дополнительного цилиндра серьезно изменило динамику двигателя. Возникла неуравновешенность, которая вызывала в системе интенсивные крутильные колебания. К ее решению подключаются ведущие научные силы Ленинграда (ВНИИ-100), Москвы (НИИД) и Харькова (ХПИ). 5ТДФ был доведен до кондиции ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО, методом проб и ошибок.

Сохранив поперечное расположение мотора с двухсторонним отбором мощности и двумя планетарными бортовыми трансмиссиями, расположенными побортно по обе стороны двигателя, конструкторы сместили на освободившиеся места по бокам мотора, параллельно коробкам перемены передач, компрессор и газовую турбину, ранее в 4ТД смонтированные сверху на блоке двигателя. Новая компоновка позволила вдвое уменьшить объем МТО по сравнению с танком Т-54, причем из него были исключены такие традиционные узлы, как центральная КПП, редуктор, главный фрикцион, бортовые планетарные механизмы поворота, бортовые передачи и тормоза. Как отмечалось позднее в отчете ГБТУ, трансмиссия нового типа позволила сэкономить 750 кг массы и состояла из 150 механообработанных деталей вместо прежних 500.

Все системы обслуживания двигателя были сблокированы сверху над дизелем, образуя "второй этаж" МТО, схема которого получила наименование "двухъярусной".

По началу надежность двигателя была недостаточная, менее 150 часов (1967).

Гарантийный срок работы 5ТДФ в серийном исполнении (моторы 3-й серии) был установлен в 200 ч.

Моторы 4-й и 5-й серии имели гарантийный срок работы в 350 ч. Следующим этапом стал выпуск моторов 6-й серии, прошедших в 1971 г. ускоренную войсковую эксплуатацию с еще лучшими результатами. Их гарантийный срок работы был назначен в 400 ч, а с 1976 г. — 500 ч.

С 1971 г. наладили капитальный ремонт 5ТДФ на Харьковском танкоремонтном заводе. Гарантийный срок моторов, прошедших "капиталку", также удалось повысить со 150 ч в 1971 г. до 250 ч в 1981 г.

Системы автономного факельного подогрева и масловпрыска позволили впервые (в 1978 г.) обеспечить холодный пуск танкового дизеля при температурах до -20 градусов С (с 1984 г. до -25 градусов С). Позже (в 1985 г.) стало возможным с помощью системы ПВВ (подогреватель впускного воздуха) осуществлять холодный пуск четырехтактного дизеля (В-84-1) на танках Т-72, но только до температуры -20 градусов С, причем не более двадцати пусков в пределах гарантийного ресурса.

Самое главное 5ТДФ плавно перешел в новое качество в дизелях серии 6ТД (6ТД-1…6ТД-4) с диапазоном мощностей 1000- 1500 л.с. и превосходящих по ряду основных параметров зарубежные аналоги.

ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ
ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ

Из всех известных схем и компоновок дизелей для обеспечения наиболее плотной компоновки МТО танков, дизель типа 5ТДФ, по своим основным параметрам, уже стоит на уровне, достигнутых мировой практикой. Он имеет еще достаточные резервы по уменьшению габаритов, повышению мощности, технологическому и конструктивному упрощению, которые до сих пор еще практически не использовались.

А.А. Морозов (18.04.73).

А. А. Морозов. А. Д. А. Д. Чаромский (Бороничев)

А. Д. Чаромский (Бороничев)

0. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ (кратк.)

А. А. Морозов увидел бесперспективность двигателей семейства В-2 в 1947 году. Запись от 15.10.47 гласит, что начинаются работы по танку Т-64 и он должен иметь оппозитный двигатель В-64. Только такая схема могла дать скачек в развитии танков. Начинаются поиски схем и исполнителей.

После войны достоянием СССР становятся немецкая техническая документация. Она попадают А.Д. Чаромскому, как разработчику авиационных двигателей, и его заинтересовывает «чемодан» Юнкерса.

«Чемодан» Юнкерса – серия авиационных двухтактных турботюршневых двигателей Jumo 205 с противопо­ложно движущимися поршнями была создан в начале 30-х годов двадцатого века. Характеристики двигателя Jumo 205-C следующие: 6-циллиндровый, мощность 600 л.с. ход поршня 2 x 160 мм, объем 16.62 л., степень сжатия 17:1, при 2.200 об./мин.

Двигатель Jumo 205.

Двигатель Jumo 205.

В годы войны было выпущено около 900 двигателей, которые успешно применялись на гидросамолетах До-18, До-27, позднее и на быстроходных катерах. Вскоре после завершения ВОВ в 1949 году было решено установить такие двигатели на восточногерманские патрульные катера, которые были в строю до 60-х годов.

На базе этих разработок А. Д. Чаромским в 1947 г. в СССР был создан двухтактный авиадизель М-305 с взлетной мощностью 7360 кВт ( 10 000 л.с.) и одноцилиндровый отсек этого двигателя У-305.

В 1954 г. А.Д. Чаромский выходит с предложением о создании дизеля для среднего танка на основе У-305. Это предложение совпало с требованием главного конструктора нового танка А.А. Морозова, и А.Д. Чаромский был назначен главным конструктором завода им. В. Малышева в Харькове.

Так как танковое моторное КБ этого завода осталось в основном своем составе в Челябинске, то А.Д. Чаромскому пришлось формировать новое КБ, создавать опытную базу, налаживать опытное и серийное производство, заниматься отработкой технологии, которой не располагал завод.

Так появляется советский 4ТПД. Это был рабочий двигатель, но с одним недостатком – мощность была чуть более 400 л.с., что для танка было мало. Чаромский ставит еще один цилиндр и получает 5ТД (запись 11.02.57).

В январе 1957 г. первый опытный образец танкового дизеля 5ТД был подготовлен к стендовым испытаниям. По окончании стендовых испытаний 5ТД в том же году был передан на объектовые (ходовые) испытания в опытном танке "объект 430", а к маю 1958 г. прошел межведомственные Государственные испытания с хорошей оценкой.

И все же дизель 5ТД в серийное производство решили не передавать. Причиной вновь стало изменение требований военных к новым танкам, в очередной раз вызвавшее необходимость роста мощности. С учетом очень высоких технико-экономических показателей двигателя 5ТД и заложенные в нем резервы (что продемонстрировали и испытания) новую силовую установку мощностью порядка 700 л.с. решили создать на его основе.

Введение дополнительного цилиндра серьезно изменило динамику двигателя. Возникла неуравновешенность, которая вызывала в системе интенсивные крутильные колебания. К ее решению подключаются ведущие научные силы Ленинграда (ВНИИ-100), Москвы (НИИД) и Харькова (ХПИ). 5ТДФ был доведен до кондиции ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО, методом проб и ошибок.

Сохранив поперечное расположение мотора с двухсторонним отбором мощности и двумя планетарными бортовыми трансмиссиями, расположенными побортно по обе стороны двигателя, конструкторы сместили на освободившиеся места по бокам мотора, параллельно коробкам перемены передач, компрессор и газовую турбину, ранее в 4ТД смонтированные сверху на блоке двигателя. Новая компоновка позволила вдвое уменьшить объем МТО по сравнению с танком Т-54, причем из него были исключены такие традиционные узлы, как центральная КПП, редуктор, главный фрикцион, бортовые планетарные механизмы поворота, бортовые передачи и тормоза. Как отмечалось позднее в отчете ГБТУ, трансмиссия нового типа позволила сэкономить 750 кг массы и состояла из 150 механообработанных деталей вместо прежних 500.

Все системы обслуживания двигателя были сблокированы сверху над дизелем, образуя "второй этаж" МТО, схема которого получила наименование "двухъярусной".

По началу надежность двигателя была недостаточная, менее 150 часов (1967).

Гарантийный срок работы 5ТДФ в серийном исполнении (моторы 3-й серии) был установлен в 200 ч.

Моторы 4-й и 5-й серии имели гарантийный срок работы в 350 ч. Следующим этапом стал выпуск моторов 6-й серии, прошедших в 1971 г. ускоренную войсковую эксплуатацию с еще лучшими результатами. Их гарантийный срок работы был назначен в 400 ч, а с 1976 г. — 500 ч.

С 1971 г. наладили капитальный ремонт 5ТДФ на Харьковском танкоремонтном заводе. Гарантийный срок моторов, прошедших "капиталку", также удалось повысить со 150 ч в 1971 г. до 250 ч в 1981 г.

Системы автономного факельного подогрева и масловпрыска позволили впервые (в 1978 г.) обеспечить холодный пуск танкового дизеля при температурах до -20 градусов С (с 1984 г. до -25 градусов С). Позже (в 1985 г.) стало возможным с помощью системы ПВВ (подогреватель впускного воздуха) осуществлять холодный пуск четырехтактного дизеля (В-84-1) на танках Т-72, но только до температуры -20 градусов С, причем не более двадцати пусков в пределах гарантийного ресурса.

Подробнее — Двигатель 5ТДФ и его проблемы
Самое главное 5ТДФ плавно перешел в новое качество в дизелях серии 6ТД (6ТД-1…6ТД-4) с диапазоном мощностей 1000- 1500 л.с. и превосходящих по ряду основных параметров зарубежные аналоги.

История доводки 5ТДФ

Сравнительный анализ параметров дизелей 6ТД с танковыми дизелями других стран выгодно отличает их по удельным показателям, габаритам и необходимым объемам моторно-трансмиссионных отделений танков. При одинаковой мощности масса дизеля 6ТД-2 на 1000 кг меньше массы дизеля AVDS 1790 (США), литровая мощность — в два раза больше, чем у дизеля C12V (Англия), а габаритная — в 2 — 6 раз больше, чем у дизелей серии AVDS и С12V. Двигатель 6ТД-3 с мощностью 1400 л.с. обладает мощностью сравнимой с лучшими зарубежными образцами ГТД и дизелей, при практически не изменившихся массогабаритных показателях.

1. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА И РАБОЧИЙ ЦИКЛ ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель 5ТДФ представляет собой пятицилиндровый, многотоплланый, двухтактный турботюршневой двигатель с противопо­ложно движущимися поршнями жидкостного охлаждения с непо­средственным смесеобразованием, прямоточной продувкой, гори­зонтальным расположением цилиндров и двухсторонним отбором мощности.

В турбопоршневом двигателе в отличие от поршневых двигате­лей имеются два жестко соединенных между собой лопаточных агрегата — нагнетатель и газовая турбина.

Нагнетатель 2 служит для предварительного сжатия воздуха, подаваемого в цилиндры. Сжатие воздуха необходимо для продув­ки цилиндров и наддува двигателей. При наддуве увеличивается весовое наполнение цилиндров воздухом. Это позволяет увеличить количество подаваемого в цилиндры топлива и тем самым сущест­венно повысить мощностные показатели двигателя.

Газовая турбина 1 преобразует часть тепловой анергии отрабо­тавших в цилиндре газов в механическую, которая исполь­зуется для привода нагнетателя. Использование энергии от­работавших газов в турбине повышает экономичность рабо­ты двигателя.

Мощность, развиваемая газовой турбиной, меньше мощности, необходимой для привода нагнетателя. Для компенсации недостаю­щей мощности ,используется часть мощности, развиваемой поршне­вой частью двигателя. С этой целью нагнетатель через редуктор 3 соединяется с коленчатыми валами двигателя.

Пять цилиндров расположены горизонтально. В стенках каж­дого цилиндра имеются: с одной стороны — три ряда продувочных окон, с другой — выпускные окна. Продувочные окна служат для пуска в цилиндры свежего заряда (воздуха). Воздух подается к продувочным окнам от нагнетателя через промежуточный объем блока, называемый продувочным ресивером. Выпускные окна 4 обеспечивают выпуск из цилиндра отработавших газов. Выходя­щие из цилиндра отработавшие газы поступают через выпускной коллектор ,в газовую турбину.

B каждом цилиндре расположены два противоположно движу­щихся поршня. Между поршнями при их максимальном сближении образуется камера сгорания. Каждый поршень посредством шату­на связан со своим коленчатым валом. Поршни помимо своего пря­мого назначения управляют открытием и закрытием продувочных и выпускных окон, т. е. выполняют функции газораспределительно­го механизма. В связи с этим поршни, управляющие продувочными окнами, а также связанные с ними детали иривошиляо-шатунного механизма называются впускными (продувочными), а поршни, управляющие выпускными окнами, — выпускными.

Коленчатые валы связаны между собой шестернями главной передачи. Направление вращения валов одинаковое — по ходу часо­вой стрелки оо стороны турбины. При этом выпускной коленчатый вал опережает впускной вал на 10°. При таком смещении коленча­тых валов максимальное сближение виуокных и выпускных порш­ней получается тогда, когда выпускной вал пройдет свою геомет­рическую внутреннюю мертвую точку (в.м.т.) на 5°, а впускной вал не дойдет до своей внутренней мертвой точки на 5°. Это положение кривошипно-шатунного механизма двигателя соответствует мини­мальному расстоянию между поршнями и условно называется внутренней объемной мертвой точкой (в.о,м.т.).

Действительная степень сжатия, определяемая по моменту за­крытия продувочных окон, составляет 16,i5. Геометрическая сте­пень сжатия равна 20,9.

Угловое смещение коленчатых валов в сочетании с несиммет­ричным расположением продувочных и выпускных окон по длине цилиндра обеспечивает получение требуемых фаз газораспределе­ния, при которых достигаются достаточная очистка цилиндра от отработавших газов и наполнение цилиндра сжатым воздухом.

В связи с угловым смещением коленчатых валов крутящий мо­мент, снимаемый с них, неодинаков и доставляет для впускного ва­ла 30% и для выпускного вала 70% суммарного крутящего момен­та двигателя. Крутящий момент, развиваемый на впускном валу, передается через шестерни главной передачи на выпускной вал. Суммарный крутящий момент снимается с двух сторон выпускного вала и передается через две зубчатые муфты полужесткого соеди­нения на валы коробок передач объекта.

Рабочий цикл двигателями фазы газораспределения

Рабочие циклы (Двухтактного и четырехтактного двигателя скла­дываются из одних и тех же процессов — наполнения цилиндра свежим зарядом, сжатия рабочего тела, расширения продуктов сгорания и выпуска отработавших газов.

В четырехтактных двигателях, как известно, эти процессы осу­ществляются за четыре такта — четыре хода поршня или два обо­рота коленчатого вала. При этом процессы сжатия и расширения, необходимые для преобразования тепла в работу, занимают лишь половину времени всего цикла.

Другую половину цикла занимают вспомогательные процессы впуска и выпуска, обеспечивающие смену рабочего тела в цилинд­ре. Вследствие этого время, отводимое на рабочий цикл, с точки зрения получения работы используется недостаточно полно.

В двухтактных двигателях рабочий цикл осуществляется за два такта — два хода поршня или один оборот коленчатого вала. Поэтому в двухтактном двигателе число циклов, совершаемых в единицу времени, будет в два раза больше, чем в четырехтактном, что при прочих равных условиях определяет повышение мощности двигателя.

Наиболее существенные отличия двухтактного цикла от четы­рехтактного связаны с организацией процессов газообмена. В че­тырехтактных двигателях процессы впуска и выпуска осуществля­ются в результате насосного действия поршня в течение двух так­тов. В двухтактных двигателях время протекания этих процессов ограничено периодами открытого состояния выпускных и продувоч­ных окон. Для того чтобы в условиях ограниченного времени и от­сутствия насосного действия поршня обеспечить удовлетворитель­ное протекание процессов газообмена, наполнение и очистка ци­линдра двухтактного двигателя осуществляются воздухом, предварительно сжатым до определенного давления специальным агрега­том, который называется нагнетателем.

В начальный период такта расширения в цилиндре идет про­цесс сгорания топлива, в результате которого химическая энергия топлива превращается в тепловую, вследствие интенсивного теп­ловыделения температура и давление газов в цилиндре резко уве­личиваются (линия С — Z). Максимальное давление газов дости­гается в точке Z через несколько градусов после в.о.м.т B даль­нейшем вследствие постепенного затухания сгорания и быстрого увеличения объема цилиндра давление уменьшается (линия Z — в1).

В ходе процесса расширения часть тепловой энергии газов пре­образуется в механическую работу.

Через 106° после в.о.м.т. (111° после внутренней мертвой точки выпускного вала) выпускной поршень начинает открывать выпуск­ные окна (точка в1 на рис. 2, 3 и 4, а). Под действием избыточного давления начинается выпуск из цилиндра отработавших газов. Отработавшие газы по выпускному коллектору поступают в тур­бину, в которой происходит дальнейшее расширение газов и преоб­разование их тепловой энергии в механичеакую работу.

Вследствие начавшегося выпуска давление газов в цилиндре уменьшается (линия в1 — П1 на рис. 2).

Через 20° после открытия выпускных окон (126° после в.о.м.т., 131° после в.м.т. выпускного вала) впускной поршень начинает от­крывать продувочные окна цилиндра (точка П1 на рис. 2, 3 и 4, б). Через постепенно открывающиеся продувочные окна из продувоч­ного ресивера в цилиндр устремляется сжатый воздух, вытесняя из цилиндра отработавшие газы.

Наполнение цилиндра свежим зарядом при одновременном вы­теснении отработавших газов называется продуикои цилиндра.

Для улучшения продувки, а также последующего смесеобразо­вания входящему в цилиндр воздуху сообщается вращательное движение, что обеспечивается соответствующим расположением продувочных окон.

По достижении поршнями наружной объемной мертвой точки (в.о.м.т.) такт расширения заканчивается (точка а на рис. 2). Вы­пускные и продувочные окна цилиндра полностью открыты (рис. 4, в).

Таким образом, в данном такте на основной процесс расшире­ния (линия С — Z — в1 — П1 — а на рис. 2) накладываются в на­чальный период сгорание топлива, а в конечный — процесс выпу­ска отработавших газов и наполнения цилиндра свежим зарядом.

Такт сжатия. Такт сжатия характеризуется уменьшением объе-м>а цилиндра и осуществляется при сходящемся движении порш­ней от Н.О.М.Т. к в.о.м.т. В начале такта при одновременно откры­тых продувочных и выпускных окнах продолжается продувка ци­линдра (линия а — в2). Затем выпускные окна закрываются (точ­ка в2 на рис. 2, 3 и 4, г), что соответствует окончанию выпуска га­зов и продувки цилиндра. В это же время закрываются и проду­вочные окна. С момента закрытия продувочных окон (точка П2 на рис. 2, 3 и 4, г) начинается сжатие свежего заряда, в ходе которого давление и температура его в цилиндре увеличиваются (ли­ния П2 — С на рис. 2).

В конце такта сжатия за 19° до в.о.м.т. (или 14° до в.м.т. вы­пускного вала) топливный насос начинает подачу топлива (точка т на рис. 2 и 3). Впрыск топлива в цилиндр начинается несколько позже. Под действием высокой температуры сжатого в цилиндре воздуха распыленное топливо нагревается, испаряется и вскоре вос­пламеняется.

Горение топлива, начавшееся в конце сжатия, продолжается в начальный период такта расширения.

Из диаграммы фаз газораспределения (рис. 3) следует, что "про­должительность открытия выпускных окон (выпуск) составляет 138° поворота коленчатого вала, а продувочных (впуск) — 118°. Одновременное открытие продувочных и выпускных окон, соответ­ствующее периоду лродугаки, равно 118°.

Процесс газообмена рассматриваемого двигателя можно разде­лить на два характерных периода (рис. 2 и 3):

свободный выпуск (выпуск до продувки) —линия в1 — П1.

впуск и выпуск (продувка) — линия П1 — в2.

2. УСТРОЙСТВО ДВИГАТЕЛЯ

Двигатель 5ТДФ состоит из кривошипно-шатунного механизма, механизма передач, нагнетателя, турбины, систем питания топливом, управления, смазки, охлаждения, суфлирования и запуска.

Кривошипно-шатунный механизм двигателя состоит из остова, коленчатых валов, шатунов и поршней.

К остову двигателя относятся: блок, корпус передачи, плита турбины, боковые картеры и цилиндры.

В блоке 8 (рис. 5) установлены цилиндры 4 и коленчатые ва­лы — впускной 3 и выпускной 16.

В каждом цилиндре установлено два поршня — впускной 23 и выпускной 22. Поршни посредством шатунов 11 связаны с коленча­тыми валами.

Двигатель имеет пять цилиндров. Диаметр цилиндра и ход поршня одинаковы и равны 120 мм.

Сторона двигателя, на которой расположена турбина, считает­ся передней стороной двигателя. С этой стороны ведется счет ци­линдров. Направление вращения коленчатых валов — по ходу ча­совой стрелки с передней стороны двигателя.

Коленчатые валы установлены в блоке взаимопараллельно с противоположных сторон в разъемных коренных подшипниках. Крышки (подвески) 2 и 17 коренных подшипников коленчатых ва­лов стянуты с блоком двенадцатью силовыми болтами 19.

Силы давления газов, действующие на впускной и выпускной поршни, передаются через соответствующие шатуны, коленчатые валы и крышки на силовые болты и на них замыкаются. Вследст­вие этого блок от сил давления газов разгружен.

K блоку шпильками крепятся боковые картеры впускной 1 и выпускной 18. Боковые картеры закрывают внутреннюю полость блока, кроме того, используются для крепления ряда агрегатов дви­гателя.

В блоке имеются полости для прохода охлаждающей жидкости, а также масляные и топливные каналы. Масло из двигателя сли­вается через клапан 26, охлаждающая жидкость — через клапан 24. В продольных каналах нижней части блока устанавливаются откачивающие масляные насосы 20 и 25. В цилиндрической расточке в верхней части блока на подшипниках скольжения установлен кулачковый вал 6 привода топливных насосов высокого давления.

В центральном поясе цилиндров устанавливаются форсунки си­стемы литания двигателя топливом и клапан 10 воздухопуска си­стемы запуска двигателя сжатым воздухом.

Продувочные окна, а цилиндра через полость в блоке соединя­ются с двумя продувочными ресиверами б, выполненными в виде продольных каналов в отливке блока. Продувочные ресиверы свя­заны с верхним 4 (рис. 6) и нижним 11 выходными патрубками нагнетателя 12.

Выпускные окна в (рис. 5) цилиндра соединяются с патрубка­ми выпускных коллекторов (верхнего 12 и нижнего 21). Выпускные коллекторы посредством переходных патрубков 5 (р,ис. 7) связаны с патрубками входника турбины 4.

На переднем торце блока крепится плита 6 турбины. Плита тур­бины используется для установки турбины и водяного насоса 3.

К заднему торцу блока крепится плита 3 (рис. 6) передачи и крышка 2. В плите ,и крышке передачи монтируются шестерни глав­ной передачи и приводов к агрегатам. На плите и крышке переда­чи устанавливаются нагнетатель, к которому крепится факельный подогреватель воздуха, нагнетающий масляный насос, топливонод-качивающий насос, регулятор / числа оборотов двигателя, сапун 5, ма1сляяый насос 10 сапуна, датчик 6 тахометра, компрессор 7, воздухораспределитель системы запуска сжатым воздухом.

В верхней части двигателя установлены стартер-генератор 5 (рис. 5), топливный фильтр 15 тонкой очистки, топливные насосы 7 высокого давления, закрытые крышкой 9, масляный центробеж­ный фильтр 14, водяной коллектор 13 и агрегаты системы запуска сжатым воздухом — влагомаслоотделитель 1 (рис. 7), дозатор 9 масловпрыска.

В нижней части блока в продольных каналах устанавливаются два откачивающих насоса 7. Двигатель соединен с трансмиссией объекта с помощью двух зубчатых муфт 9 (рис. 6), установленных на концах выпускного коленчатого вала.

Для крепления двигателя используются два опорных бугеля 8, закрепленных на блоке и боковых картерах в местах выхода кон­цов выпускного коленчатого вала, и шарнирная опора 27 (рис. 5), установленная ,на ,нижней части бакового картера продувочной сто­роны. На бугель со стороны турбины три монтаже двигателя в объ­ект устанавливаются в проточку два стальны/х полукольца, кото­рые служат для жесткой фиксации и двустороннего (вдоль оси вы­пускного коленчатого вала) !направления температурных удлине­ний двигателя относительно корпуса объекта.

Подвижные элементы шарнирной опоры обеспечивают темпе­ратурные удлинения двигателя вдоль оси коленчатых валов и в пер­пендикулярном направлении, т. е. в сторону впускного коленчато­го вала.

3. СВЕДЕНИЯ ПО ЭКСПЛУАТАЦИИ ДВИГАТЕЛЯ

Применяемые эксплуатационные материалы

Основным, видом топлива для питания двигателя является топ­ливо для быстроходных дизелей ГОСТ 4749—73:

при температуре окружающей среды не ниже +5°С — мар­ки ДЛ;

при температуре окружающей среды от +5 до —30°С — марки ДЗ;

при температуре окружающей среды ниже -30°С — марки ДА.

В случае необходимости допускается при температуре окру­жающей среды выше +50°С применять топливо марки ДЗ.

Кроме топлива для быстроходных дизелей двигатель может ра­ботать на топливе для реактивных двигателей TC-1 ГОСТ 10227—62 или автомобильном бензине А-72 ГОСТ 2084—67, а также смесях применяемых топлив в любых пропорциях.

Для смазки двигателя применяется масло М16-ИХП-3 ТУ 001226—75. В случае отсутствия этого масла допускается примене­ние масла МТ-16п.

При переходе с одного масла на другое остатки масла из кар-терной полости двигателя и масляного бака машины необходимо слить.

Смешивание применяемых масел между собой, а также приме­нение других марок масел запрещаются. Допускается смешивание в масляной системе несливаемого остатка одной марки масла с другой, вновь заправленной.

При сливе температура масла должна быть не ниже +40°С.

Для охлаждения двигателя при температуре окружающей сре­ды не ниже +5°С применяется чистая пресная вода без механиче­ских примесей, пропущенная через специальный фильтр, придавае­мый в ЭК машины.

Для предохранения двигателя от коррозии и «акипеобразова-ния в воду, пропущенную через фильтр, добавляют 0,15% трехкомпонентной присадки (по 0,05% каждого из компонентов).

Присадка состоит из тринатрий фосфата ГОСТ 201—58, хром­пика калиевого ГОСТ 2652—71 и нитрита натрия ГОСТ 6194—69 необхо­димо предварительно растворить в 5—6 л воды, пропущенной через химический фильтр и подогретой до температуры 60—80°С. В слу­чае дозаправки 2—3 л разрешается (разово) применять воду без присадки.

При отсутствии трехкомпонентной присадки допускается при­менение чистого хромпика 0,5%.

При температуре окружающего воздуха ниже +50°С следует применять низкозамерзающую жидкость (антифриз) марки «40» или «65» ГОСТ 159—52. Антифриз марки «40» применяется при температуре окружающего воздуха до —35°С, при температуре ни­же — 35°С — антифриз марки «65».

Двигатель заправлять топливом, маслом и охлаждающей жид­костью с соблюдением мер, предотвращающих попадание механи­ческих примесей и пыли, а в топливо и масло, кроме того, влаги.

Заправлять топливо рекомендуется с помощью специальных топливозаправщиков или штатного топливозаправочного устройст­ва (при заправке из отдельных емкостей).

Заправлять топливо необходимо через фильтр с шелковым по­лотном. Заправлять масло рекомендуется с помощью специальных маслозаправщиков. Масло, воду и низкозамерзающую жидкость заправлять через фильтр с сеткой № 0224 ГОСТ 6613—53.

Заправлять системы до уровней, предусмотренных инструкцией по эксплуатации машины.

Для полного заполнения объемов систем смазки и охлаждения необходимо после заправки на 1—2 мин запустить двигатель, после чего проверить уровни и при необходимости дозаправить системы,

В процессе эксплуатации необходимо контролировать количест­во охлаждающей жидкости и масла в системах двигателя и под­держивать их уровни IB заданных пределах.

Не допускать работу двигателя при наличии в баке системы смазки двигателя менее 20 л масла.

При понижении уровня охлаждающей жидкости вследствие ис­парения или утечек в систему охлаждения доливать соответствен­но воду или антифриз.

Охлаждающую жидкость и масло сливать через специальные сливные клапаны двигателя и машины (котел подогрева и масля­ный бак) с помощью шланга со штуцером при открытых заправоч­ных горловинах. Для полного удаления остатков воды из системы охлаждения во избежание ее замерзания рекомендуется систему пролить 5—6 л низкозамерзающей жидкостью.

Особенности работы двигателя на различных видах топлива

Работа двигателя на различных видах топлива осуществляется механизмом управления подачей топлива, имеющим два положе­ния установки рычага многотопливности: работа на топливе для быстроходных дизелей, топливе для реактивных двигателей, бен­зине (со снижением мощности) и их смесях в любых пропорциях; работа только на бензине.

Эксплуатация на других видах топлива при этом положении рычага категорически запрещается.

Установка механизма управления подачей топлива из положе­ния «Работа на дизельном топливе» в положение «Работа на бен­зине» осуществляется вращением регулировочного винта рычага многотопливности по ходу часовой стрелки до упора, а из положе­ния «Работа на бензине» в положение «Работа на дизельном топ­ливе» — вращением регулировочного винта рычага многотоплив­ности против хода часовой стрелки до упора.

Особенности запуска и эксплуатации двигателя при работе на бензине. Не менее чем за 2 мин до запуска двигателя необходимо включить насос БЦН машины и интенсивно прокачать топливо ручным подкачивающим насосом машины; во всех случаях незави­симо от температуры окружающего воздуха перед запуском произ­водить двойной впрыск масла в цилиндры.

Бензиновый центробежный насос машины должен оставаться включенным на протяжении всего времени работы двигателя на бензине, его смесях с другими топливами и при кратковременных остановках (3—5 мин) машины.

Минимально устойчивые обороты на холостом ходу при работе двигателя на бензине составляют 1000 в минуту.

4. ОСОБЕННОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ

О достоинствах и недостатках данного двигателя вспоминает С. Суворов, в своей книге «Т-64».

На танках Т-64А, выпускаемых с 1975 года, было усилено и бронирование башни за счет применения корундового наполнителя.

На этих машинах также была увеличена емкость то­пливных баков с 1093 л до 1270 л, вследствие чего сзади на башне появился ящик для укладки ЗИП. На машинах прежних выпусков ЗИП размещался в ящиках на правой надгусеничной полке, где и устано­вили дополнительные топливные баки, подключенные в топливную систему. При установке механиком-во­дителем топливораспределительного крана на любую группу баков (заднюю или переднюю) топливо выра­батывалось в первую очередь из наружных баков.

В механизме натяжения гусеницы была применена червячная пара, которая позволяла ее эксплуатацию без обслуживания в течение всего срока эксплуатации танка.

Эксплуатационные характеристики этих машины были значительно улучшены. Так, например, пробе до очередного номерного обслуживания был увеличен с 1500 и 3000 км до 2500 и 5000 км для Т01 и ТО соответственно. Для сравнения на танке Т-62 ТО1 ТО2 проводилось через 1000 и 2000 км пробега, а на танке Т-72 — через 1600-1800 и 3300- 3500 км пробега соответственно. Гарантийный срок работы двигателя 5ТДФ был увеличен с 250 до 500 моточасов, гарантийный срок всей машины составил 5000 км пробега.

Но училище — это только прелюдия, основная экс­плуатация началась в войсках, куда я попал после окончания училища в 1978 году. Перед самым выпус­ком до нас довели приказ Главкома Сухопутных войск о том, что выпускников нашего училища распреде­лять только в те соединения, где имеются танки Т-64. Связано это было с тем, что в войсках имелись случаи массового выхода из строя танков Т-64, в частности, двигателей 5ТДФ. Причина — незнание материаль­ной части и правил эксплуатации этих танков. Приня­тие на вооружение танка Т-64 было сравнимо с пере­ходом в авиации с поршневых двигателей на реактив­ные — ветераны авиации помнят, как это было.

Что касается двигателя 5ТДФ, то основных причин выхода его из строя в войсках было две — перегрев и пылевой износ. Обе причины происходили по незна­нию или по пренебрежению правил эксплуатации. Ос­новной недостаток этого двигателя — не слишком рас­считан на дураков, иногда требует, чтобы делали то, что написано в инструкции по эксплуатации. В мою бытность уже командиром танковой роты один из моих

командиров взводов, выпускник Челябинского танкового училища, готовившего офицеров на танки Т-72 как-то начал критиковать силовую установку танк Т-64. Не нравился ему двигатель и периодичность его обслуживания. Но когда ему был задан вопрос «А сколько раз за полгода вы на своих трех учебных танках открывали крыши МТО и заглядывали в мотор но-трансмиссионное отделение?» Оказалось, что ни разу. И танки ходили, обеспечивали боевую подготовку.

И так по порядку. Перегрев двигателя происходил по нескольким причинам. Первая — механик забывал снять коврик с радиатора и затем не смотрел на при­боры, но такое бывало очень редко и, как правило, зи­мой. Вторая, и основная — заправка охлаждающей жидкостью. По инструкции положено заливать воду (в летний период эксплуатации) с трехкомпонентной

присадкой, причем вода должна заливаться через специальный сульфофильтр, которым машины ран­них выпусков комплектовались все, а на новых маши­нах такой фильтр выдавался один на роту (10-13 тан­ков). Выходили из строя двигатели, в основном, танков учебной группы эксплуатации, эксплуатиро­вавшихся минимум пять дней в неделю и находящих­ся обычно на полигонах в полевых парках. При этом механики-водители «учебники» (так называли меха­ников учебных машин), как правило, трудяги и добро-

совестные парни, но не знавшие до тонкостей устрой­ства двигателя, могли себе позволить иногда залить воды в систему охлаждения просто из-под крана, тем более что сульфофильтр (который один на роту) хра­нился обычно на зимних квартирах, где-нибудь в кап­терке зампотеха роты. Результат — образование на­кипи в тонких каналах системы охлаждения (в районе камер сгорания), отсутствие циркуляции жидкости в самом нагреваемом месте двигателя, перегрев и вы­ход двигателя из строя. Образование накипи усугуб­ляло и то, что вода в Германии очень жесткая.

Один раз в соседнем подразделении был выведен двигатель по причине перегрева по вине механика-во­дителя. Обнаружив небольшую течь охлаждающей жидкости из радиатора, он по совету одного из «знато­ков» добавить в систему горчицы купил пачку горчицы в магазине и всю ее высыпал в систему, в результате — засорение каналов и выход двигателя из строя.

Бывали еще и другие сюрпризы с системой охлаж­дения. Вдруг начинает выгонять охлаждающую жид­кость из системы охлаждения через паровоздушный клапан (ПВК). Разобрались и с этим. Дело в том, что двигатель 5ТДФ имеет горизонтальное расположение поршней, и соответственно рубашка охлаждения ци­линдров расположена вокруг них, т.е. и сверху, и сни­зу. Через рубашку охлаждения в каждый цилиндр вкручены по четыре топливные форсунки (две сверху, две снизу) с прокладками из жаропрочной резины.

и двигатель перестанет заводиться. Некоторые, не разобравшись в чем дело, пытаются завести его с бу­ксира — результат разрушение двигателя. Таким об­разом мой зампотех батальона сделал мне «подарок» к Новому году, и мне пришлось менять двигатель 31 декабря. До Нового года я успел, т.к. замена двигате­ля на танке Т-64 процедура не очень сложная и, самое главное, не требует центровки при его установке. Больше всего времени при замене двигателя на тан­ке Т-64, как и на всех отечественных танках, занимает процедура слива и заправки масла и охлаждающей жидкости. Если бы на наших танках вместо дюритных соединений трубопроводов стояли разъемы с клапа­нами, как на «Леопардах» или «Леклерках», то замена двигателя на танках Т-64 или Т-80 по времени зани­мала бы не больше, чем замена всего силового блока на западных танках. Так, например, в тот памятный день 31 декабря 1980 г. после слива масла и охлажда­ющей жидкости мы с прапорщиком Е. Соколовым «выкинули» двигатель из МТО всего за 15 минут.

Вторая причина выхода двигателей 5ТДФ из строя — это пылевой износ. Система очистки воздуха Если своевременно не проверять уровень охлаждаю­щей жидкости, а положено проверять перед каждым выходом машины, то может настать такой момент, ко­гда в верхней части рубашки охлаждения жидкость бу­дет отсутствовать, и происходит местный перегрев. При этом самое слабое место форсунка. В этом слу­чае горят прокладки форсунки либо выходит из строя сама форсунка, затем через трещины в ней или сго­ревшие прокладки газы из цилиндров пробиваются в систему охлаждения, и под их давлением жидкость выгоняется через ПВК. Все это не смертельно для двигателя и устраняется при наличии в подразделе­нии знающего человека. На обычных рядных и V-образных двигателях в аналогичной ситуации «ведет» прокладку головки блока цилиндров, и работы в этом случае будет побольше.

Если в такой ситуации двигатель остановить и не принять никаких мер, то через некоторое время ци­линдры начнут заполняться охлаждающей жидкостью, двигателя представляет собой инерционную решетку и циклонный воздухоочиститель. Воздухоочиститель согласно инструкции по эксплуатации промывается по необходимости. На танках типа Т-62 он промывал­ся зимой через 1000 км пробега, а летом через 500 км. На танке Т-64 — по необходимости. Вот здесь-то и камень преткновения — некоторые приняли это как то, что можно его вообще не промывать. Необходи­мость же возникала тогда, когда в циклоны попадало масло. И если хоть в одном из 144 циклонов есть мас­ло, то воздухоочиститель надо промывать, т.к. через этот циклон в двигатель попадает неочищенный воз­дух с пылью, и далее, как наждаком, стираются гиль­зы цилиндров и кольца поршней. Двигатель начинает терять мощность, увеличивается расход масла, а по­том и вовсе перестает запускаться.

Проверить попадание масла в циклоны нетрудно — достаточно посмотреть входные отверстия циклонов на воздухоочистителе. Обычно смотрели на патрубок выброса пыли из воздухоочистителя, и если на нем обнаруживали масло, то тогда смотрели и воздухо­очиститель, и если надо, то промывали. Откуда же по­падало масло? Все просто: заливная горловина мас­лобака системы смазки двигателя расположена ря­дом с сеткой воздухозаборника. При дозаправке мас­лом обычно используется лейка, но т.к. опять же на учебных машинах лейки, как правило, отсутствовали (кто-то терял, кто-то положил на гусеничную ленту, за­был и поехал через нее и т.д.), то механики заливали масло просто из ведер, при этом масло проливалось, попадало сначала на сетку воздухозаборника, а затем и в воздухоочиститель. Даже заправляя масло через лейку, но в ветреную погоду, масло ветром забрызги­вало на сетку воздухоочистителя. Поэтому со своих подчиненных я требовал при заправке масла стелить на сетку воздухозаборника коврик из ЗИпа танка, в результате чего избегал неприятностей с пылевым из­носом двигателя. При этом надо отметить, что усло­вия запыленности в Германии в летнее время были са­мые что ни есть суровые. Так, например, во время ди­визионных учений в августе 1982 года при соверше­нии марша по лесным просекам Германии из-за ви­севшей пыли не было даже видно, где заканчивается ствол пушки собственного танка. Дистанцию между машинами в колонне выдерживали буквально нюхом. Когда до впередиидущего танка оставалось буквально несколько метров, то можно было различить запах его выхлопных газов и вовремя затормозить. И так 150 ки­лометров. После совершения марша всё: танки, люди и их лица, комбинезоны и сапоги были одного цвета — цвета дорожной пыли.

Модернизированный двигатель 5ТДФМ

Установка двигателя 5ТДФМ требует замены штатного воздухоочистителя на новый и доработки выпускной системы. Модернизация осуществляется путем замены двигателя 5ТДФ на двигатель 5ТДФМ, установки нового воздухоочистителя с увеличенным расходом воздуха для питания двигателя и доработки выпускной системы.

Источник https://avtika.ru/kakie-est-vidy-dvigateley-na-legkovyh-avtomobilyah/

Источник https://www.drom.ru/info/misc/79118.html

Источник

Источник