Турбо-дизель

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. Грузовики стали доступны с турбодизельными двигателями в середине 1950-х годов, а в конце 1970-х последовали легковые автомобили. С 1990-х годов степень сжатия турбодизельных двигателей снижается.

Принцип [ править ]

Дизельные двигатели обычно хорошо подходят для турбонаддува благодаря следующим двум факторам:

• «Бедное» соотношение воздух-топливо, возникающее , когда турбонагнетатель подает избыточный воздух в двигатель, не является проблемой для дизельных двигателей. Это связано с тем, что управление крутящим моментом зависит от массы топлива, которое впрыскивается в камеру сгорания (т.е. воздушно-топливного отношения), а не от количества воздушно-топливной смеси. ^[1]
• 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 отсутствует в камере сгорания во время такта сжатия , поскольку оно добавляется в камеру сгорания незадолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Таким образом, не может произойти никакого предварительного зажигания. ^[2]

В бензиновых двигателях с турбонаддувом можно использовать промежуточный охладитель для охлаждения всасываемого воздуха и, следовательно, увеличения его плотности. ^[3]

История [ править ]

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. ^{[4] [5] [6]} Однако только в 1925 году были изготовлены первые серийные двигатели с турбонаддувом - 10-цилиндровые турбодизельные судовые двигатели мощностью 2500 л.с. (1839 кВт), используемые немецкими «Preussen» и «Preussen». Hansestadt Danzig "Пассажирские суда. ^{[7] [8]}

К концу 1920-х годов несколько производителей, такие как Sulzer Bros., MAN, Daimler-Benz и Paxman, производили большие турбодизели для морского и стационарного использования. ^{[9] [10]} Последующие улучшения в технологии сделали возможным использование турбонагнетателей на небольших двигателях, которые работали на более высоких оборотах двигателя (RPM), поэтому турбодизельные двигатели для локомотивов начали появляться в конце 1940-х годов. ^{[11] [12]}

Использование турбодизельных двигателей в дорожных транспортных средствах началось с грузовых автомобилей в начале 1950-х годов. Прототип MAN MK26 грузовик был открыт в 1951 году, ^[13] с последующим производство модели MAN 750TL1 дизельным двигателем с турбонаддувом , в 1954 г. ^[14] Volvo Titan Turbo грузовик был также введен в 1954 г. ^[15] К концу 1960 - х годов, спрос на все более и более мощные двигатели грузовиков привели к турбо-дизелей 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. ^[16] Автомобиль был оснащен 6,6-литровым рядным шестицилиндровым двигателем мощностью 283 кВт (380 л.с.). ^{[17] [18]}

Исследования небольших турбодизельных двигателей для легковых автомобилей проводились несколькими компаниями в 1960-х и 1970-х годах. Ровер построили прототип 2,5 - литровый четырех-цилиндровый дизельный двигатель с турбонаддувом в 1963 году, ^{[ править ]} и Mercedes-Benz использовали пять-цилиндровый турбо-межохлажденный дизельный двигатель в 1976 Mercedes-Benz C111-IID экспериментального автомобиля. ^[19]

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 . ^[20] 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. ^{[21] [22]}

С 1990-х годов степень сжатия турбодизельных двигателей снижается. Это связано с лучшей удельной мощностью и улучшенными характеристиками 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. ^{[23] ( стр. 182-183 )}

Характеристики [ править ]

Турбонаддув может значительно увеличить выходную мощность дизельного двигателя, приближая пиковую мощность к аналогичному бензиновому двигателю. ^[24]

Дизельные автомобили составили 50% новых регистраций автомобилей в Европе в 2014 году ^{[25] [26],} причем многие из этих автомобилей использовали турбодизельные двигатели.

См. Также [ править ]

• Аккумуляторная топливная система
• Дизель
• Нагнетательный насос
• Интеркулер
• Бензиновые двигатели с турбонаддувом
• Турбокомпрессор
• Турбонагнетатель с изменяемой геометрией

Ссылки [ править ]