Найти в Дзене
Шарапов Механик

Крейцкопфные ДВС с коротким ходом поршня. Серия "Х" от Win GD.

Давай для начала вспомним, или узнаем, что это такое. Крейцкопф - одна из деталей кривошипно-шатунного механизма, соединяющая шток поршня и шатун. По признаку наличия этого узла двигатели можно разделить на крейцкопфные и тронковые (тронк - ярко выраженная юбка поршня). Крейцкопф значительно усложняет конструкцию дизеля, но позволяет разгрузить поршень, избавив его от нормальной (направленной по нормали к оси движения) силы, позволяет увеличить зазор между втулкой и поршнем. При этом поверхность приложения нормальной силы смещается в картер на лучше приспособленный к такой работе подшипник, обильно смазываемый маслом. А еще благодаря крейцкопфу можно значительно увеличить ход поршня, оставаясь при этом в приемлемых габаритах цилиндро-поршневой группы. В крейцкопфном ДВС картер отделен от продувочного ресивера специальной мембраной, что дает возможность использовать цилиндровое масло с заданными параметрами, отличное от масла системного. Увеличение хода поршня положительно сказывается н
Оглавление
Рисунок 1. Крейцкопфный ДВС. На заднем плане - большой ход поршня, на переднем - укороченный.
Рисунок 1. Крейцкопфный ДВС. На заднем плане - большой ход поршня, на переднем - укороченный.

🟣КРЕЙЦКОПФ

Давай для начала вспомним, или узнаем, что это такое. Крейцкопф - одна из деталей кривошипно-шатунного механизма, соединяющая шток поршня и шатун. По признаку наличия этого узла двигатели можно разделить на крейцкопфные и тронковые (тронк - ярко выраженная юбка поршня).

Рисунок 2. Тронковый двигатель МАН. Розовым - поршень, зеленым - шатун, красная стрелка - направление действия нормальной силы.
Рисунок 2. Тронковый двигатель МАН. Розовым - поршень, зеленым - шатун, красная стрелка - направление действия нормальной силы.

Крейцкопф значительно усложняет конструкцию дизеля, но позволяет разгрузить поршень, избавив его от нормальной (направленной по нормали к оси движения) силы, позволяет увеличить зазор между втулкой и поршнем. При этом поверхность приложения нормальной силы смещается в картер на лучше приспособленный к такой работе подшипник, обильно смазываемый маслом. А еще благодаря крейцкопфу можно значительно увеличить ход поршня, оставаясь при этом в приемлемых габаритах цилиндро-поршневой группы.

Рисунок 3. Крейцкопфный двигатель МАН. Розовым - поршень, зеленым - шатун, синим - шток, красная стрелка - направление действия нормальной силы.
Рисунок 3. Крейцкопфный двигатель МАН. Розовым - поршень, зеленым - шатун, синим - шток, красная стрелка - направление действия нормальной силы.

В крейцкопфном ДВС картер отделен от продувочного ресивера специальной мембраной, что дает возможность использовать цилиндровое масло с заданными параметрами, отличное от масла системного.

Увеличение хода поршня положительно сказывается на эффективности работы ДВС, так как расширяются пределы использования рабочего тела (газов). Так, зачем тогда снижать ход поршня?

🟣ГАБАРИТЫ

Сниженный ход поршня крейцкопфного двигателя позволяет разместить его в машинном отделении меньшего размера. Снижается рекомендуемая высота машинного отделения, необходимая для выемки поршня. При этом, ход поршня все равно выше, чем у равной мощности тронковых ДВС, а, следовательно, ниже цена каждого выработанного килоВатта.

Рисунок 4. Масса-габаритные параметры моделей с укороченным ходом поршня.
Рисунок 4. Масса-габаритные параметры моделей с укороченным ходом поршня.

Такой дизель можно установить даже на паром прибрежного района плавания, получив преимущества малооборотного двухтактника. А это между прочим прямая передача момента на гребной винт без редукторов и муфт и широкий диапазон частоты вращения выходного вала.

🟣ЭКОНОМИЯ

Новые двигатели серии X52-S и X62-S в сравнении с существующими RT-flex58T-E показывают меньший расход топлива, а все потому, что новые двигатели оптимизированы к современным режимам работы.

Рисунок 5. Сравнение удельнгого расхода серии "Х" и "flex".
Рисунок 5. Сравнение удельнгого расхода серии "Х" и "flex".
Рисунок 6. Экономия топлива по сравнению с серией RT-flex.
Рисунок 6. Экономия топлива по сравнению с серией RT-flex.

На Рисунке 6 приведен годовой расход топлива и экономия 124 800 долларов США, что ощутимо. 124 000 долларов - это годовой аммортизационный бюджет на двигатель 10 RT-flex 96С.

Несмотря на сниженные (вместе с ходом поршня) пределы использования рабочего тела, 6X62-S2.0 показывает лучший удельный (грамм топлива на произведенный килоВатт энергии) расход топлива именно за счет длительной работы на той нагрузке, что для 6RT-flex58T-E является долевой, то есть нерасчетной, неоптимальной.

🟣КОМПОНОВКА

Новый двигатель на базе существующего - это еще и работа над ошибками. Серия RT-flex имеет ряд недостатков, что на X62-S2.0 заявлены как устраненные.

Новые двигатели учитывают современные условия и требования, поэтому такие дополнительные системы, как Каталитический реактор интегрируются в двигатели "Х" серии с завода, а это говорит о высокой эргономике установки в целом.

Рисунок 7. Двигатель серии "Х" с интегрированным каталитическим реактором.
Рисунок 7. Двигатель серии "Х" с интегрированным каталитическим реактором.

Когда производитель интегрирует такое оборудование на стадии проектирования двигателя, в результате получается компактный механизм без "висящих" огромных бочек и труб на 400 по всему машинному отделению.

В общем, серия "Х" от WinGD является адаптацией к новому рынку, новым условиям работы. Посмотрим, как пойдут продажи.

Подписывайся и читай интересные технические статьи.