aA
Nuo 1897 metų, kai buvo pagamintas pirmasis serijinis vidaus degimo variklis, pagrindiniai dyzelinių variklių veikimo principai išliko tie patys. Tačiau pažvelgus įdėmiau, matyti, kad šiuolaikinės aukštųjų technologijų dyzelinės sistemos mažai kuo primena savo pirmtakes.
Dyzelinis variklis
© Gamintojo nuotr.

Inovacijų prasme dyzeliniai varikliai yra neblėstantis fenomenas. Nuo tada, kai prieš 120 metų išradėjui Rudolfui Dieseliui gimė ši idėja, dyzelinių variklių technologijos nesiliauja stebinti.

Vidaus degimo variklio pagrindinis principas išliko modernus iki šių dienų: stūmoklis judėdamas cilindru aukštyn suspaudžia orą degimo kameroje, kuris įkaista iki 700-900 C°, po to įpurškiamas dyzelinis kuras į cilindrą (laivuose – mazutas). Dėl didelio slėgio ir aukštos temperatūros įpurkštas kuras į cilindrą greitai užsidega, o užsidegęs kuro ir oro mišinys sukelia slėgį, priversdamas stūmoklį judėti žemyn ir perduodamas judesį alkūniniam velenui.

Nors pastaruoju metu populiarėja Otto benzininiai varikliai, varomi gamtinėmis dujomis, bet R. Dieselis kompresinis degimo variklis dažnai laikomas žymiai efektyvesniu. Dyzeliniai varikliai yra ekonomiškesni, kadangi orą degimo kameroje galima suspausti labiau, todėl padidėja degimo efektyvumas. Lyginant su Nicolauso Augusto Otto benzininiu varikliu, benzinas sumaišomas su oru, ir tik po to įpurškimas į į degimo kamerą.

Lūkesčius viršijęs slėgio stiprumas

Lyginant pirmojo kompresinio degimo variklio konstrukciją su šiandieniniais dyzeliniais varikliais, daug panašumų nerasime, išskyrus naudojamą kurą ir patį vidaus degimo variklio veikimo principą. Tai ką padarė R. Dieselis – į degimo kamerą, kuriame yra suspaustas oras, įpurškęs kuro – tai ir šiandien yra pagrindinis modernių įpurškimo sistemų principas. Pirmuosiuose dyzeliniuose varikliuose slėgis pasiekdavo iki 35 barų slėgį cilindre, tuo tarpu šiuolaikiniuose dyzeliniuose varikliuose pasiekiamas net 250 barų slėgis. Net pats R. Dieselis manė, kad maksimalus slėgis, kurį galima būtų pasiekti, 150 barų.

Pirmasis variklis

Pirmasis dyzelinis variklis visuomenei pristatytas 1897 m. vasario 17 d. Augsburge. Šiandien šio variklio originalą galime pamatyti Deutsches muziejuje Miunchene.

26% – naudingumo koeficientas 1897 m. atrodė stulbinantis. Tuo metu garais varomos mašinos pasiekdavo vos 12 proc. našumo koeficientą.

19 l cilindro talpa esant 172 aps./min. sukimosi greičiui sukuria pakankamai didelį sukimo momentą, todėl dyzelinis variklis yra ypač tvirtas ir patvarus.

4,5 t bendras svoris. Varikliai buvo sunkūs, masyvūs ir stacionarūs, tam, kad galėtų pasiekti aukštą slėgį.

14,7 kW buvo pirmojo vidaus degimo variklio galia. Pavyzdžiui, šiandien konteineriniuose laivuose naudojami galingiausi dviejų taktų laivų dyzeliniai varikliai gali pasiekti iki 85 000 kW galią.

Nuo keturių iki dviejų taktų

Priešingai nei pirmasis dyzelinis variklis, didelių prekybinių laivų (įskaitant naftos tanklaivius, masinius krovininius ir konteinerinius laivus), varikliai veikia dviejų taktų principu. Tuo tarpu pakrančių apsaugos kateriai, karinio jūrų laivyno transportas, keltai ir kruiziniai laivai varomi keturių taktų varikliais.

Variklio taktai atspindi jo darbo principą. Keturių taktų varikliuose, kaip ir pirmajame dyzeliniame variklyje, yra ši taktų seka:

• Pirmasis taktas: stūmoklis panyra žemyn į cilindrą ir įsiurbia orą;
• Antrasis taktas: stūmoklis suspaudžia orą, įpurškiamas kuras ir mišinys užsidega;
• Trečiasis taktas: degantis kuro mišinys stūmoklį spaudžia žemyn, kuris perduoda judesį alkūniniam velenui;
• Ketvirtasis taktas: stūmoklis kyla į viršų, išstumdamas proceso metu pagamintas išmetamąsias dujas.

Dviejų taktų varikliuose, pavyzdžiui, moderniuose jūrų transporto dyzeliniuose varikliuose, viskas vyksta vos per du judesius: pirmojo takto metu stūmoklis juda cilindre į viršų. Kompresorius įpučia švarų orą pro įleidimo sklendes, esančias virš stūmoklio grįžimo taško. Tuo pat metu prie cilindro galvutės atsidaro vožtuvai sudegusio kuro dujoms išmesti. Vos stūmoklis pasiekia viršutinį tašką, vožtuvai užsidaro ir įpurškiamas dyzelinis kuras.

Įpurškimo metu kuras užsidega, slėgis stūmoklio kameroje padidėja, stumdamas stūmoklį žemyn. Šio proceso metu stūmoklis perduoda judesio momentą alkūniniam velenui. Apatiniame taške procesas kartojasi. Didelių laivų varikliai yra labai lėti ir perduoda judesio momentą be pavaros blokų, tiesiogiai į propelerius, kurių greitis siekia tarp 70 – 130 aps./ min. Palyginimui: keturių taktų modernių dyzelinių automobilių variklių įprastas sukimosi greitis lygus 4000 – 5000 aps./min.

Turbokompresorius žymiai padidino variklio efektyvumą

„Lemiamas lūžis dyzelinių variklių srityje įvyko 1909 metais, kuomet buvo sukurta kuro įpurškimo prieš kamerą koncepcija. Tai buvo techninis pagrindas patikimoms, reguliuojamoms ir efektyvioms šiandieninėms įpurškimo sistemoms“, – teigia MAN Diesel & Turbo Inžinerinių tyrimų ir plėtros padalinio vadovas Christianas Poensgenis.

Sėkmingą istoriją tęsė linijiniai ir V formos varikliai. Štai aviacijos srityje I-ojo pasaulinio karo metais buvo pagaminti radialiniai varikliai, kurie buvo naudojami net iki 1950-ųjų.

MAN muziejaus direktorė Gerlinde Simon pabrėžia, kad „per kelis sekančius dešimtmečius dyzeliniai varikliai buvo nuolat tobulinami“. Antai dar 1905 m. šveicarų inžinierius Alfredas Buchis išrado ir užpatentavo pirmąjį turbokompresorių (turbiną), o pirmasis dviejų taktų rotorinis variklis su turbokompresoriumi buvo sukonstruotas jau 1910 metais.

Šiuolaikiniuose dviejų taktų varikliuose pasiekiamas 180 barų slėgis – tai šešis kartus didesnis slėgis nei Rudolf Diesel pasiekė pirmajame savo variklyje.

„Serijinės gamybos keturių taktų varikliai pasiekia 250 barų slėgį, nors bandymų metu jau esame pasiekę ir 400 barų slėgį“ – pastebi MAN specialistas Ch. Poensgenas.

www.cargonews.lt
|Populiariausi straipsniai ir video
Įvertink šį straipsnį
Norėdami tobulėti, suteikiame jums galimybę įvertinti skaitomą DELFI turinį.
(0 žmonių įvertino)
0

Lietuvoje parduodamas ypatingas „Ford Mustang“: ant kėbulo net automobilių pramonės legendos parašas (7)

„Ford“ koncerno pasididžiavimu galima vadinti bene geriausiai JAV automobilių pramonėje...

Latvio transporto priemonė – triratis, laivas ir namukas viename (2)

Praleidęs ketverius metus kelyje dviračiu iš Londono į Tokiją, landšafto dizaineris iš...

Pirmos kartos „Lexus SC“ – legendinės „Toyota Supra“ pirmos eilės pusbrolis (2)

1991 metais „ Lexus “ pristatė prabangų kupė automobilį, su kuriuo stengėsi užkariauti...

Vytautas Švedas su kolegomis rado alternatyvą lenktynėms: dviračiais aplink Lietuvą (1)

Nesulaukdami šių metų sezono pradžios nemaža dalis lenktynininkų per karantiną išgyvena...

Du keliautojai išbandė vėl atvertas Baltijos šalių sienas – nuvažiavo į Taliną (11)

Baltijos šalys mažiau nei likusi Europa nukentėjo nuo COVID-19 viruso ir tai leido anksčiau nei...

Top naujienos

Šios šalies pavyzdys pasaulyje aptarinėjamas kone plačiausiai: švedų strategija turėjo rimtų argumentų pasirinkimą lemia 3 faktoriai (8)

Pagal Oksfordo universiteto sukurtą Vyriausybių priemonių griežtumo indeksą, leidžiantį...

„Aukso amžius“ baigėsi: per karantiną šimtus darbuotojų įdarbinusios įmonės dalies jų atsisako (8)

Nors kovo 16-ąją šalyje įvestas karantinas dėl staigiai išaugusios paklausos drastiškai augino...

Ekonomistai: atsivėrus ekonomikoms, atsiras įvairiausių naujų darbų (4)

Termoskenavimo specialistai Jutoje ir Merilende. Kontaktų atsekėjai San Fransiske. Dezinfekuotojai...

The Economist

Politinio karo ginklai: Rusijos ir Vakarų šalių politinės kovos

Kaip klostėsi ir kito Rusijos ir Vakarų šalių politinės kovos.

Naujai viruso bangai rudenį reikia ruoštis jau dabar: modernios priemonės patikrai pasieniuose jau egzistuoja (250)

Atsižvelgiant į jau turimas žinias apie koronavirusą ir sezoniškumą, yra nemaža rizika, kad...

Koronavirusas Baltarusijoje: rizikuoja jau ne tik Lietuva, bet ir visa ES (259)

Iš pradžių Baltarusija neigė koronavirusą ir netgi juokėsi iš galimos pandemijos. Šiuo metu...

Daugeliui nematomas intymumo koordinatorių darbas per filmavimus turi net savo protokolą: anksčiau aktoriams galiojo tik viena taisyklė (3)

Alicia Rodis įžengia į filmavimo aikštelę Niujorke turėdama misiją: ji prižiūri vieno...

Ambicingame 6,3 mlrd. plane Lietuvai pasigedo kelių esminių akcentų: planuojame nubėgti maratoną, bet vos paeiname (95)

Finansų ministerijos pristatyme ilgalaikių investicijų ekonomikos skatinimui plane iš viso...

Orai: atsitraukus lietui aplankys vasariška šiluma (10)

Antradienio naktį Lietuvoje savo pozicijas sustiprins aukšto atmosferos slėgio sūkurys. Debesų...

Vašingtono sprendimas – JAV antausis Maskvai ar dar vienas smūgis Europos kariniam saugumui (339)

Viena vertus, Vašingtonas aiškiai parodė Rusijai jos vietą. Kita vertus, tai rodo ir vis...

|Maža didelių žinių kaina