Mio-tech-service.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель 5тдф расход топлива

Двигатель 5ТДФ являлся пятицилиндровым. Только этот факт уже делал его достаточно необычным. Кроме этого, он имел в своей конструкции 10 таких деталей, как шатуны и поршни. Кроме того, здесь использовались два коленчатых вала одновременно. Поршни в цилиндрах совершали необычные движения. Они двигались навстречу друг другу, после этого обратно, снова навстречу и так далее. Отбор мощности в данном случае производился с обоих коленчатых валов, чтобы было максимально удобно для управления танком.

Принцип работы двигателя 5ТДФ — двухтактный. В данном случае поршни этого устройства играли роль золотников. Они открывали как впускные, так и выпускные окна. Другими словами, никакие клапаны или распредвалы в данном случае не использовались.

Из-за всех особенностей, которые были описаны выше, получилось так, что конструкция двигателя 5ТДФ была максимально эффективной и гениальной в некотором роде. Это объяснялось тем, что двухтактный цикл работы обеспечивал максимальную литровую мощность при работе двигателя, а его прямоточная продувка обеспечивала высокое качество наполнения цилиндров.

«Возить бронированный воздух накладно»: страсти вокруг танкового дизеля 5ТДФ

Три богатыря

Как известно, отечественное танковое моторостроение базировалось на трех ключевых конструкциях – В-2, 5ТДФ и ГТД-1000. Самое примечательное, что все двигатели пришли в танковое моторно-трансмиссионное отделение из авиации. В разработке дизелей В-2 и 5ТДФ самое непосредственное участие принимали специалисты Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ). Так сложилось еще в предвоенное время, что первые высокооборотные дизели АН-1 и АД-1 разрабатывали для самолетов. Кстати, блок цилиндров V-образного В-2 отливался из алюминиевого сплава. Этот привет от авиаторов очень дорого обошелся отечественной промышленности в годы войны. Особенно на фоне хронической нехватки алюминия.

Не скрывает своего авиационного прошлого и газотурбинный ГТД-1000Т для семейства Т-80. Силовую установку для танка разрабатывали в авиационном КБ Климова на базе вертолетного мотора.

Надо отметить, что все танковые моторы были беспрецедентными для отечественной и мировой промышленности. С легендарным и первым в своем роде дизелем В-2 советские танки прошли всю войну и взяли штурмом Берлин. Сколько бы ни говорили злопыхатели о том, что немцы могли создать свой дизель для «кошачьего семейства», но просто не посчитали нужным, В-2 действительно качественно повышал эксплуатационные характеристики и Т-34, и семейства КВ/ИС.

Другое дело, что собирался мотор не всегда качественно по вполне объективным причинам – эвакуация профильных предприятий и низкоквалифицированные трудовые ресурсы. В-2 в различных модификациях до сих пор трудится и на гражданском, и на военном поприще. Достаточно вспомнить о вполне современном танке Т-90, оснащенном модернизированным В-2 под именем В-92С2. Если его сравнивать с первым прототипом танкового дизеля БД-2, построенным в Харькове еще в начале 30-х годов, то у потомка базовые параметры не изменились. Одинаковыми остались размерность цилиндров и поршней, а также рабочий объем в 38,17 литра.

Почти за девяносто лет выросла мощность с 400 л. с. до 1000 л. с. (за счет турбонаддува и повышения оборотов), снизились удельный расход горючего и габариты мотора. При этом средний жизненный цикл двигателя внутреннего сгорания обычно не превышает 25 лет. И есть полная уверенность, что в танковых подразделениях Российской армии потомки В-2 встретят 100-летний юбилей.

Самое интересное, что такой долгой жизнью В-2 обязан инновационному для своего времени харьковскому танковому дизелю 5ТДФ.

Но обо всем по порядку.

Читать еще:  Двигатели коменрейл что это

Требования к «чемодану»

5ТДФ – это настоящая шкатулка с секретами. В дизеле авиационный двигателист из ЦИАМа А. Д. Чаромский скомпоновал массу инноваций с одной целью – добиться самой высокой удельной мощности в мире. При этом очень желательно было получить мотор, очень похожий по габаритам на чемодан. Чтобы можно было его «положить» на дно моторно-трансмиссионного отделения, а сверху установить систему охлаждения. Это, в свою очередь, позволяло построить танк с низким силуэтом. Тогда как раз разрабатывался «Объект 432», будущий Т-64. Все это требовало чрезвычайно высокой плотности упаковки всех узлов.

Как любил говорить своим подчиненным главный конструктор Харьковского КБ А. А. Морозов:

Что же в итоге выбрали инженеры для создания такого противоречивого двигателя?

Прежде всего, схему с двумя коленчатыми валами и горизонтально расположенными цилиндрами, в которых поршни двигаются в разные стороны. То есть либо навстречу друг другу, либо друг от друга. Естественно, раз в одном цилиндре сразу два поршня, то откуда брать место под клапаны? Безусловно, эта проблема принципиально решаемая, но неизменно приведет к увеличению массы и габаритов силовой установки. Поэтому решено было остановиться на двухтактном цикле с прямоточно-щелевой продувкой. Это позволило добиться столь необходимой высокой литровой мощности.

Первоначально пятицилиндровый дизель 5ТД развивал 600 л. с., позже его разогнали до 700 л. с. в серийном варианте 5ТДФ. Подобные параметры выдавали и варианты В-2, но с 12 цилиндрами, большей массой и рабочим объемом в 38,17 литра против 13,6 литра у 5ТДФ. Это и сейчас выдающиеся показатели, а для 1955 года, когда был утвержден технический проект харьковского мотора, это была просто фантастика.


5ТДФ. Источник: armor.kiev.ua

В коллекции новинок харьковского мотора также числится высокотемпературная система охлаждения, в которой антифриз работал при 115 градусах.

С одной стороны, это повышало эффективность сгорания топливной смеси в цилиндрах – оставалось меньше недогоревших углеводородов на рабочих поверхностях. Также «горячий мотор» позволял меньше обращать внимания на температуру окружающей среды. Исправный мотор мог нормально работать при 55 градусах – эжекционная система охлаждения вполне справлялась.

С другой стороны, цилиндропоршневая группа 5ТДФ работала в очень жестких температурных режимах, что не могло не сказаться на ресурсе и надежности. Высокие мощности мотора достигались и за счет высоких давлений наддува воздуха в цилиндры. Инженеры выбрали экзотическую систему привода турбины от коленчатого вала и выхлопных газов. Получился гибридный компрессор, в котором центральный вал раскручивался до 35 тыс. оборотов в минуту, а сама турбина до 22 тыс. При этом сам мотор разгонялся до 3 тыс. оборотов максимум.

Такие бешеные скорости вращения требовали чрезвычайной точности изготовления и расчетов. Напомним, что дело было в конце 50-х годов, и отечественные моторостроители только-только окончательно освоили выпуск не в пример более простого В-2.

Британский пример

Стоит прервать нить повествования ради рассказа о сравнении серийного уже 5ТДФ с иностранными аналогами.

Да, компоновка с двумя коленчатыми валами и поршнями, двигающимися навстречу друг другу, не была уникальна. В Великобритании на танки Chieftain ставили аналогичный по конструкции мотор Leyland L-60, а на гусеничный бронетранспортер FV430 монтировали Rolls-Royce K-60. Это техника попала в руки инженеров подмосковной Кубинки в конце 60-х годов и была тщательно испытана.

Цель была одна – обнаружить у британских трофеев пути повышения надежности и технологичности отечественного 5ТДФ. К этому времени с инновационной во всех смыслах конструкцией мотора успели намучиться и военные, и моторостроители.

Читать еще:  Что такое литровый объем двигателя

Как оказалось, харьковский мотор по параметрам удельной мощности в 1,5–2 раза эффективнее Leyland L-60 и Rolls-Royce K-60. Но при этом трудоемкость производства иностранных моторов на 49 % (L-60) и на 23 % (K-60) ниже, чем трудоемкость сборки 5ТДФ.

При всем уважении к инженерному штабу Чаромского и Морозова, можно ли было разрабатывать столь сложный в изготовлении двигатель для промышленности, едва отошедшей от последствий тотальной войны?

Для примера, поршни британских двигателей состоят из 15 деталей, а в харьковском моторе каждый поршень собирается из 42 запчастей! В гильзе цилиндров в продувочном поясе (особенность двухтактного мотора) у L-60 всего 14 «вентиляционных» окон, у K-60 – 10, а у 5ТДФ – сразу 136. Приводы нагнетателей у иностранцев состояли всего из 32 деталей. Харьковчане снабдили мотор сложнейшей конструкцией, состоящей из 180 деталей. С одной стороны, моторы из Великобритании показали простоту и даже примитивность в сравнении с 5ТДФ.

Лестно осознавать, что отечественные моторостроители в середине прошлого века были впереди ведущих мировых компаний. Харьковский мотор почти по всем параметрам был гораздо совершеннее.

С другой стороны, инженеры не до конца учли производственные возможности харьковского завода и, что самое главное, забыли про реалии эксплуатации моторов. В строевых частях для работы со столь сложной техникой требовались высококвалифицированные механики-водители.

И это стало главной проблемой харьковского мотора.

История создания 5ТДФ

Развитие тяжелой авиации в послевоенные годы требовало использования мощных силовых установок, имеющих относительно небольшие размеры и вес. Так как в те времена в СССР не было варианта мотора, конструкцию которого можно совершенствовать далее, а создавать двигатель с нуля долго и трудно – было решено перенять опыт немцев. В качестве прототипа нового авиадизеля выбрали немецкий Junkers Jumo 205, сочетавший высокую мощность с умеренными габаритами.

Junkers Jumo 205 в разрезе © Википедия

На базе трофейного мотора был создан Х-образный 28-цилиндровый дизель М-305, развивавший до 10000 л.с. Однако к моменту, когда дело дошло до прототипов, дизельные авиамоторы уступили место турбовинтовым и реактивным силовым установкам. Дальнейшее совершенствование огромного движка сочли бесперспективным, и передали наработки по нему танкостроителям.

К концу 40-х годов советские инженеры пришли к выводу, что моторы семейства В-2, устанавливаемые на танки (в том числе, легендарные Т-34 и КВ-1), не имеют потенциала для дальнейшей модернизации. Поэтому конструкторами были начаты работы по проектированию новой силовой установки, предназначенной для бронетехники следующего поколения.

За основу нового двигателя была взята одна секция от М-305 (носила индекс У-305), и на ее основе был создан мотор 4ТПД, состоящий их 4 секций. Он развивал всего менее 500 л.с., как и уже устаревший В-2, поэтому такая мощность была явно недостаточной. Как результат, инженеры добавили еще одну секцию, и в середине 50-х свет увидел 5ТД, развивавший 600 л.с..

Новый движок отличался хорошим соотношением рабочего объема и мощности, но был весьма ненадежным. Его ресурс составлял менее 100 моточасов, чего было недостаточно, да и мощность требовалось поднять. В результате работ по модернизации к концу 50-х родился 5ТДФ.

Цели двигателя

Естественно, что после такого технического описания 5ТДФ у многих может возникнуть вопрос о том, зачем же создавался данный силовой агрегат, какие цели преследовали его создатели.

Читать еще:  Что такое тип двигателя гибрид

Все эти изменения преследовали всего несколько довольно четко сформулированных целей. Во-первых, мотор должен был быть как можно более компактным, во-вторых, он должен быть экономичным. Однако самое главное — это получить достаточную мощность для работы такого средства, как танк. Важность данных требований объясняется следующим. Компактность может значительно облегчить компоновку танка, а значит, его можно будет быстрее собирать на заводе. Экономичность значительно влияет на автономность танка, то есть уменьшает потребность в частой дозаправке. Мощность же для силового агрегата танка важна тем, что она увеличивала такой важный параметр, как маневренность.

Технические характеристики мотора Toyota 5L 3.0 дизель

Точный объем2986 см³
Система питанияфоркамера
Мощность двс89 — 97 л.с.
Крутящий момент191 Нм
Блок цилиндровчугунный R4
Головка блокачугунная 8v
Диаметр цилиндра99.5 мм
Ход поршня96 мм
Степень сжатия22.2
Особенности двсSOHC
Гидрокомпенсаторынет
Привод ГРМременной
Фазорегуляторнет
Турбонаддувнет
Какое масло лить5.1 литра 5W-40
Тип топливадизель
Экологический классЕВРО 2
Примерный ресурс450 000 км

Руководство для всех дизелей L-серии вы найдете в этой подборке

Активнее всего агрегаты типа 5L обсуждаются на форуме Mikrob.ru

Эксплуатация оборудования

Так как какое-то время данный двигатель все же использовался, то есть определенная инструкция по его применению. Здесь достаточно большое внимание отводится материалам, а именно топливу, которое необходимо заливать. Хоть прибор и является многотопливным, основным видом его рабочей жидкости все же стал дизель. Выбор марки основывался на температуре окружающей среды. Так, если температура была не ниже +5 градусов по Цельсию, то использовалась марка дизельного топлива для быстроходных дизелей ДЛ. При показателях от +5 до -30 градусов по Цельсию использовалась другая марка — ДЗ. Если же в разгар зимы температура опускалась ниже отметки в -30 градусов по Цельсию, то использовалось топливо ДА.

Отдельно стоит добавить, что марка топлива ДЗ могла использоваться еще и в том случае, если температура превышала отметку в +50 градусов. Как и в любом другом двигателе, в этом использовалось масло, которое допускалось всего двух типов. Основным считалось М16-ИХП-3, однако если его не было в наличии или отсутствовала возможность его доливки в нужный момент, то его можно было заменять жидкостью МТ-16п. Однако при замене одного вида смазочного вещества на другое приходилось полностью сливать остаток предыдущего с картерной коробки, а только потом заливать новое. Оппозитные двигатели 5ТДФ были уникальными еще и по этим нескольким причинам.

Выводы

Из вышесказанного можно сделать вывод, что двухтактные двигатели можно использовать в тех случаях, когда расход топлива не имеет значения, а важны такие характеристики, как небольшая масса и простота конструкции. Это идеальные варианты для переносных агрегатов, небольших автомобилей, а также мотоциклов и мопедов. Компактные размеры двухтактных двигателей позволило им основательно занять место в сфере, казалось бы совершенно далекой от той сферы, для которой были созданы ДВСы — в моделировании.

В конструкции двухтактных двигателей заложены огромные резервы по мощности и экономичности. Но из-за конструктивных особенностей их не удавалось реализовать в механическом виде. Вполне возможно электронные системы помогут «двухтактникам» занять лидирующую позицию среди двигателей внутреннего сгорания в ближайшее время.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector