Циклический характер работы двс один из его недостатков, но вместе с тем именно благодаря ему в двс реализуются высокие максимальные температуры и давления (стр. 15 из 27)

Дизель семейства 890 в гибридной силовой установке

Двигатели этого семейства могут работать и в составе гибридной силовой установки в паре "дизель — электродвигатель".

Существуют несколько технических решений такой установки, в том числе оснащение силовой установки мощным стартер-генератором, размещенным между дизелем и трансмиссией. В этом случае необходимо иметь механизм, обеспечивающий соединение и отключение стартер-генератора от коленчатого вала дизеля. При наличии такого механизма стартер может не только поддерживать работу дизеля, но и работать как самостоятельный и единственный двигатель машины, обеспечивая ее движение. В этом плане фирмы предлагают гибридную силовую установку с соответствующим электроприводом на базе 6-цилин-дрового дизеля серии 890. С этой целью на коленчатом валу установлен электрогенератор мощностью 400 кВт. Общий вид такой силовой установки показан на рис. 5.

Так, в новом бронетранспортере Puma с дизелем V10-890 мощностью 820 кВт при частоте вращения 4200 мин^-1 и максимальным крутящим моментом 2070 Нм между этим дизелем и трансмиссией установлен стартер-генератор мощностью 170 кВт (рис. 9.5). С такой мощностью силовая установка достаточно хорошо выполняет предъявляемые к бронетранспортеру требования.

По мнению фирмы MTU, новое семейство обеспечивает значительные преимущества и создает новые возможности для разработок перспективных военных машин.

Рис. 9.5. 6-цилиндровый дизель серии 890

с электрогенератором мощностью 400 кВт

(размещен в цилиндрическом корпусе)

Планируемые разработки военных машин с двигателями серии 890

Это перспективные бронетранспортеры и разведывательные машины, работающие при наличии персонала и без него (управляемые на расстоянии). Эти машины будут играть все большую роль в будущей войне, когда станут очень важны такие показатели, как высокая подвижность и большая грузоподъемность.

До сих пор не было подходящих двигателей для этих машин. Теперь они появились, это компактные дизели серии 890. В отличие от газотурбинных двигателей, расход топлива у двигателей серии 890 намного меньший, так что радиус действия у них значительно больший.

Двигатель должен удовлетворять требованиям как колесных, так и гусеничных машин.

В 2002 г. ТАСОМ заключило с фирмами контракт на сумму 10 млн. долл. на разработку и изготовление в августе 2004 г. двух 6-цилиндровых V-образных дизелей серии 890 для будущих военных машин и шести дизелей — в августе следующего года.

Кроме того, ТАСОМ заключило дополнительное соглашение с фирмой MTU на разработку дизеля на базе серии 890 для новой немецкой БМП, названной "Пума", с массой 30 т. В ней применены высокоэнергетическое оружие и система усиленной защиты от баллистических ракет. С учетом сказанного, на машине должен быть установлен более мощный двигатель. Это 10-цилиндровый V-образный двигатель серии 890 с максимальной мощностью 820 кВт при частоте вращения 4200 мин ^-1 и с максимальным крутящим моментом 2070 Нм. Масса двигателя должна быть не более 860 кг.

9.2. Дизель V8 фирмы Мерседес – Бенц

Фирма Mercedes-Benz представила новый, более мощный, 8-цилиндровый V-образный дизель ОМ 629, оснащенный двумя турбокомпрессорами и топливной аппаратурой Common-Rail. Рабочий объем дизеля составляет 4,0 л, мощность 231 кВт (рис.9.6). Новый дизель создавался на базе предшественника дизеля ОМ 628*, также 8-цилиндрового V-образного, с тем же рабочим объемом 4,0 л.

Рис.9.6. Дизель V8 ОМ 629 фирмы Mercedes-Benz

Первоначально подобный дизель был разработан фирмой Mercedes-Benz в 2000 г. для его установки в легковые автомобили фирмы S-Класса, а в дальнейшем Е-, М- и G-Классов.

Эксплуатация этих автомобилей высшего класса в специфическом секторе рынка показала хорошие результаты. В связи с этим фирма сочла необходимым продолжить работы по дальнейшему совершенствованию автомобиля с двигателем V8 и, соответственно, развернуть работы по созданию нового дизеля V8 с лучшими характеристиками.

Новый дизель предназначен для его установки в легковые автомобили тех же классов.

Обращает внимание такая деталь, присущая автомобилю, — электронная система управления автоматически ограничивает его максимальную скорость величиной 250 км/ч.

Перед разработчиками были поставлены следующие основные цели, которые необходимо было выполнить в новом дизеле:

—повышение мощности и крутящего момента двигателя до величин, обеспечивающих значительное улучшение динамических характеристик автомобиля;

—выполнение норм на выбросы вредных веществ EURO IV;

—оснащение выпускной трассы фильтром твердых частиц;

—осуществление регенерации твердых частиц в фильтре без
использования любых присадок;

—улучшение акустических характеристик дизеля ОМ 629 по
сравнению с предшественником ОМ 628;

—уменьшение расхода топлива, несмотря на то, что выполнение поставленных выше целей вызывает повышение расхода топлива.

В табл.9.1 приведены основные параметры нового дизеля ОМ 629 и даны, для сравнения, параметры предшественника, дизеля ОМ 628.

По сравнению с предшественником с тем же рабочим объемом фирме удалось увеличить мощность дизеля на 20% и крутящий момент на 30%, в результате чего существенно улучшились динамические характеристики автомобиля. Так, время разгона от 0 до 100 км у нового дизеля уменьшилось до 6,1 с. У предшественника оно составляло 6,9 с. Время разгона от 60 до 120 км/ч у дизеля ОМ 629 уменьшилось до 4,8с, у предшественника оно составляло 6,7 с.

Дизель ОМ 629, оснащенный фильтром твердых частиц, выполняет нормы на выбросы вредных веществ EURO IV.

Путевой расход топлива у автомобиля Е-Класса с новым двигателем составил 9,3 л/100 км, что на 0,1 л/100 км меньше расхода топлива у того же автомобиля с дизелем-предшественником ОМ 628. Для получения такого результата разработчики нового дизеля сконцентрировали свое внимание на проблеме уменьшения трения в двигателе. По их мнению, удалось снизить среднее давление трения по сравнению с предшественником на 35%.

Таблица 9.1

Параметры	ОМ 629	ОМ 628
Рабочий объем, см³	3996	3996
Диаметр цилиндра, мм	86	86
Ход поршня, мм	86	86
Степень сжатия	17,0	18,5
Мощность, максимальная, кВт	231	191**
Частота вращения при N_emsx., мин'¹	3600	4000
Крутящий момент, максимальный, Нм	730*	560
Частота вращения при М_етах., мин"¹	2200*	1700-2600
Частота вращения максим., мин"¹	4750	—
Среднее эффективное давление, МПа	2,3	1,8
Масса, кг	253	250
Литровая мощность, кВт/л	58	48
Удельный крутящий момент, Нм/л	183	140
Удельная масса, кг/кВт	1,09	1,31
Расход топлива, средний, л/100 км	9,3	9,4
Выполняемые нормы на выбросы	EURO IV	EURO III
Угол развала блока, гр.	75	75

Основные мероприятия, позволившие получить такое снижение среднего давления трения, были:

— оптимизация конструкции поршня и поршневых колец, направленная на уменьшение трения в цилиндре двигателя;

—свободное расположение газовоздушных трубопроводов на задней торцевой и боковых сторонах дизеля;

—оптимизация цепного привода и сохранение потерь на трение в клапанном механизме с повышенными нагрузками на этот механизм на уровне предшественника.

Несмотря на большое количество внедренных мероприятий, практически осталась неизменной масса самого двигателя (253 - 250 кг)

На рис. 9.7 показаны внешние скоростные характеристики нового дизеля ОМ 629 и его предшественника ОМ 628.

Рис. 9.7. Внешние скоростные характеристики дизелей: — ОМ 629;-------------- ОМ 628

Разработанный 8-цилиндр9вый V-образный двигатель с углом развала 75° имеет неуравновешенный момент первого порядка. В этой связи двигатель оснащен уравновешивающим валом, вращающимся с частотой коленчатого вала, но в противоположном направлении.

Особенности конструкции

Блок-картер, цилиндры, коленчатый вал, поршневая группа.

Все элементы двигателя, воспринимающие в той или иной степени давление в камере сгорания, рассчитывались на пиковое давление 18 МПа.

Блок-картер изготовлен литьем из высококачественного алюминиевого сплава марки AISi7Mg0.3 в песочную форму с последующей термообработкой.

При проектировании блок-картера особое внимание было уделено повышению его жесткости за счет применения на наружной поверхности продольных и поперечных ребер.

Кроме того, в конструкции дизеля предусмотрена установка усиленной опорной "постельной" плиты. Усилена она за счет изготовления ее из кованой стали марки 46MnVS6, а также за счет увеличения диаметра коренных подшипников по сравнению с предшественником. (Диаметр подшипника двигателя ОМ 628 равен 70 мм,