Техника и вооружение 1993 01

Так, французской фирмой "Hyperbar Diesel" создана система наддува "НурегЬаг” (рис. З), приводящая при пуске двигателя во вращение компрессор от газовой турбины за счет работы автономной камеры сгорания, установленной на выпускном трубопроводе. Воздух из компрессора, нагретый в процессе сжатия, минуя охладитель, поступает непосредственно в цилиндры и обеспечивает воспламенение топлива. Двигатели с данной системой функционируют при степени сжатия 7–8 единиц.

Германской фирмой "Motoren und Turbiпеп Union” (MTU) в целях быстрейшего повышения давления наддува разработана дополнительная камера сгорания "Bennkammersystem” (BKS), которая обеспечивает энергией турбонагнетатель на режимах пуска и холостого хода (рис. 4). В отличие от системы "НурегЬаг” камера BKS включена параллельно потоку воздуха и выхлопных газов, поэтому она работает только в момент разгона двигателя.

Этой же фирмой создана система отключения части цилиндров двигателя и использования их в качестве компрессоров для дозарядки сжатым воздухом группы действующих цилиндров (рис. 5). Перепускаемая из цилиндра-компрессора в рабочий цилиндр масса воздуха при пусковой частоте вращения составляет около 30 % от находящегося в нем в начале сжатия. График изменения давления в рабочем цилиндре и цилиндре-компрессоре на пусковой частоте вращения представлен на рис. 6. Прирост температуры воздушного заряда в конце сжатия за счет дозарядки составляет 130–150 К (Е = 10, п = 140 мин-1). По данным зарубежной печати, система дозарядки отличается простотой конструкции и не требует существенных изменений в серийных дизелях. Затраты, связанные с ее внедрением, значительно ниже затрат, требуемых для создания системы "НурегЬаг”.

Стремление конструктивно обеспечить кратковременное повышение степени сжатия привело к созданию двигателей с вихревой камерой автоматически регулируемого объема (ВКАРО). В двигателях с ВКАРО (HS-110) изменение объема дополнительной камеры сгорания не влияет на объем и форму основной камеры сгорания, образуемой днищем поршня и головкой цилиндра. Приоритет в создании двигателей такой конструкции принадлежит французской фирме "Espano-Suiza”. На рис. 7а показана конструкция ВКАРО, разработанная этой фирмой для двигателя с вихревой камерой сгорания. Как видно из рисунка, конструкция головки блока цилиндров двигателя практически не изменилась.

ВКАРО имеет подвижный свод, перемещающийся под действием гидравлического сервопоршня вверх или вниз относительно неподвижной части вихрекамеры. В результате изменяются общий объеМ камеры сгорания и соответственно степень сжатия. Сервопоршнем управляют с помощью регулирующего золотника, расположенного снаружи двигателя. Системы гидравлического управления и охлаждения подвижного свода вихрекамеры питаются маслом, поступающим из общей магистрали двигателя. Следует отметить, что наряду с положительными качествами данная конструкция имеет существенные недостатки. Так, вследствие изменения степени сжатия ухудшаются условия смесеобразования и сгорания топлива. Это объясняется тем, что отношение объема вихревой камеры к объему над поршнем во всем диапазоне изменения степени сжатия не выдерживается оптимальным. Наиболее серьезным недостатком является также невысокая работоспособность уплотнительных колец подвижного свода, которые пригорают и теряют эластичность. Указанные недостатки отсутствуют в двигателях, снабженных системой ПАРСС фирмы "Continental” (США). Ее конструкция показана на рис. 76. Она состоит из наружного и внутреннего поршней, причем внутренний соединен обычным образом с верхней головкой шатуна. Головка наружного поршня имеет канавки для компрессионных и маслосъемных колец.

Между наружным и внутренним поршнями расположены полости, заполненные маслом, поступающим из масляной магистрали двигателя. При увеличении степени сжатия объем верхней полости увеличивается, а нижней уменьшается. Во время работы двигателя наружный поршень перемещается относительно внутреннего автоматически, что обеспечивает различные степени сжатия в соответствии с нагрузкой. Например, в двигателях AVCR-1100 степень сжатия снижается с 22 до 12 единиц. Таким образом, наиболее целесообразным является использование ПАРСр в дизелях с турбонаддувом. Сообщалось, что применение данных устройств позволяет обеспечить холодный пуск дизелей при температуре окружающего воздуха 253–239 К (до -34 °C). Однако, вследствие конструктивного несовершенства и низкой эксплуатационной надежности данные устройства не нашли широкого применения.