Дизели остаются самым распространённым типом двигателей для тяжёлой техники, в том числе железнодорожной. Почему именно дизельная тяга лучше прочих подходит для промышленных тягачей и поездов? Рассказываем, как совершенствовались дизельные моторы и как развивается отечественное дизелестроение в наши дни.
Дизельная тяга
Дизельный двигатель схож по устройству с обычным бензиновым, но есть несколько принципиальных отличий, которые делают его более подходящим для тяжелой техники, призванной испытывать огромные нагрузки. Даже тем, кто далёк от автомобильной тематики и никогда не вникал в устройство мотора, знакомо словосочетание «свеча зажигания» и приблизительно понятно её назначение – поджигать топливо электрической искрой. Но в дизельном моторе нет никаких искр, а возгорание происходит само по себе за счет сильного сжатия топлива. В камерах сгорания дизельных двигателей создаётся давление примерно вдвое выше, чем в бензиновых, а горючее впрыскивается специальным распылителем – форсункой. Из этого следует главное преимущество дизеля – высокий крутящий момент (тяга). При воспламенении сильно сжатой смеси топлива и воздуха высвобождается большое количество энергии, которая с огромной силой толкает поршни, совершая рабочий ход.
Что же это за смесь, которая сама по себе загорается от сжатия? Удивительно, но сам Рудольф Дизель предлагал растительное масло как один из оптимальных видов топлива для своего изобретения. Дело не в каких-то особых свойствах горючего, а в принципе работы механизма – согласно законам физики, при быстром и сильном сжатии вещество нагревается. Существовали прототипы моторов, работавших на сырой нефти, мазуте, разных органических маслах и даже на угольной пыли. Современные дизельные двигатели работают на так называемом соляровом масле – продукте перегонки нефти.
А что со скоростью?
Первые дизельные моторы отлично справлялись с нагрузками на низких оборотах, но их было сложно раскрутить до высоких – если поршни двигаются очень быстро, дизельное топливо не успевает полностью сгорать, и мощность падает. Для большегрузных промышленных машин скорость не так важна, а вот тепловоз должен сочетать способности везти тяжёлые грузы и ехать при этом быстро.
Для того чтобы сделать дизельные моторы более быстрыми, стали применять турбокомпрессоры – устройства, которые подают воздух под давлением в камеры сгорания. Чем быстрее вращается двигатель, тем большее количество воздуха поступает в цилиндры, обеспечивая полное сгорание топлива даже при очень высоких скоростях. Именно турбокомпрессоры дали возможность применять дизельные моторы не только во всевозможных тихоходных тягачах, но и в легковых автомобилях, скорость для которых критически важна.
Дизель экономичный
Из-за высокой степени сжатия дизельный мотор расходует меньше топлива, чем двигатели на бензине. В камеры сгорания поступает много воздуха и меньше самого топлива. В современных моторах применяются разные технологии, которые позволяют сделать и без того экономичные двигатели еще экономичнее, эффективнее и экологичнее.
Одна из таких технологий заключается в том, что дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания не всё сразу, а порциями, в несколько этапов. Это нужно для того, чтобы обеспечить равномерное сгорание и сделать работу мотора более плавной, а также снизить количество вредных выбросов в атмосферу.
Дизелестроение в России
Флагманом отечественного дизелестроения является «Коломенский завод». Продукция «Коломенского завода» эксплуатируется более чем в 30 странах мира. Предприятие занимается производством современных магистральных пассажирских тепловозов, разработкой и изготовлением подвижного состава нового поколения для железных дорог. В модельном ряду завода имеется широкий ассортимент высокомощных дизельных моторов как для железнодорожного транспорта, так и для других видов промышленной техники. Конструкторская база основана на собственных разработках, производственные процессы постоянно совершенствуются. «Коломенский завод» построил единую слаженную производственную цепочку – от научно-исследовательской работы до выпуска в серию новейших разработок. Узлы и агрегаты проходят испытания на высокоточном оборудовании, чтобы обеспечить безотказную работу и высочайшую производительность.
В апреле еще один завод – «Пензадизельмаш», входящий в состав «Трансмашхолдинга», сообщил об успешном завершении инвестиционной программы «Развитие производства дизельных двигателей». Общий объём инвестиций в предприятие, начиная с 2018 года, составил 1,5 млрд. рублей. Что в связи с этим изменилось на предприятии и как ТМХ способствует развитию дизелестроения в стране?
На «Пензадизельмаше» производят дизели, турбокомпрессоры и комплектующие. Инвестиционная программа помогла обновить материальную базу предприятия и расширить линейку комплектующих как для собственных нужд, так и для других предприятий отрасли. В частности, было приобретено семь современных обрабатывающих центров, предназначенных для изготовления ключевых компонентов двигателей. Это токарные станки с числовым программным управлением, токарно-фрезерные и фрезерные обрабатывающие центры. Также на предприятии реконструировали производственные площади и запустили поточную линию сборки дизельных двигателей.
Спрос на высокомощные силовые агрегаты стабильно высок, а целенаправленная модернизация отрасли дизелестроения позволит снабдить его современными высокоэффективными моторами отечественного производства.
