Танковый оппозитный двигатель 5ТДФ.
Двигатель 5ТДФ был разработан специально для советских танков Т-64 и Т-72. На то время это был оптимальный вариант танкового двигателя с достаточной мощностью и компактностью.
При частоте вращения коленвала 2000об\мин с рабочим объёмом цилиндров 13.6 литров, 5ТДФ выдавливает 700 лошадок. 5ТДФ — оппозитный, пяти цилиндровый двигатель с десятью поршнями диаметром 120 мм, которым он и обязан таким рабочим объёмом.
Все настоящие оппозитные двигатели как правило двухтактные, поэтому 5ТДФ не исключение. Но для начала думаю стоит обьяснить что такое оппозитный двигатель и как в его пяти цилиндрах работают десять поршней. Оппозитный двигатель имеет два коленвала, расположенные друг на против друга, например если вы видели оппозитные двигатели SUBARU, то представте себе такой же двигатель, но вместо головок цилиндров поставьте по коленвалу, а на место коленвала внутрь двигателя вставьте пять больших
цилиндров, поршня в которых будут двигаться на встречу друг другу и в момент достижения верхней мёртвой точки, будет происходить впрыск топлива.
Если все происходит за один оборот коленвала, то встает вопрос как же и когда же успевает происходить впуск и выпуск? Ответ прост, для вентиляции цилиндров 5ТДФ использует газовую турбину для отсоса отработавших газов, и простую ракушку турбонаддува (ну не совсем простую конечно). Вся эта газораспределительная система имеет механический привод, и скорость вращения турбин напрямую и жестко зависит от оборотов коленвала.
Вот как происходит вентиляция в цилиндрах 5ТДФ:
Как и на всех двухтактных моторах, в момент достижения поршнями нижней мёртвой точки, в цилиндрах 5ТДФ с каждой стороны открывается по три вентиляционных окошка для продувки цилиндра. А теперь зачем нужны турбины:
• турбина наддува — выполняет свои обычные функции, подаёт чистый воздух в цилиндры под давлением, которое создается в специальной части блока цилиндров и называется продувочный рессивер
• газовая турбина — высасывает отработавшие газы, создавая вакуум в своём коллекторе, что способствует лучшей вентиляции цилиндров.
Еще более понятно такой процесс вентиляции цилиндров можно описать так — в одну дырку влетает, из другой вылетает.Система смазки. Смазка каждой части двигателя происходила автономно от другой, из своего картера, своим маслом и своим же автономным маслонасосом. Система охлаждения была общей, 5ТДФ охлаждался водой, имел общий водяной радиатор.
Многотопливность 5ТДФ. Ей он обязан конструкции своей топливной аппаратуры. Вообще 5ТДФ изначально дизель, и предназначен для работы именно на солярке, но, как известно война суровая штука и не щадит никого и ничего. При разработке этого двигателя были разработаны режимы работы двигателя на альтернативных солярке нефтепродуктах. Так 5ТДФ мог работать на бензине, керосине, смесях бензина керосина и солярки, и даже на реактивном топливе. Для того чтобы перевести двигатель с солярки, допустим на бензин или керосин, нужно было передвинуть специальный рычажок на ТНВД и подкорректировать угол зажигания, и вуаля — танк едет на бензине!
5л\с каждый. Питались стартеры от четырех огромных аккумуляторов. Также была возможность пуска двигателя через специальный редуктор сжатым воздухом, который танкисты накачивали каждый вечер в специальные пусковые рессиверы. Также можно было завести двигатель с толкача, если вдруг танк не хотел заводиться, то к нему сбегались все танкисты батальона и начинали толкать… (шутка) брали другой танк, цепляли трос и тащили пока не заведется. Если спросите к чему эта статья на этом сайте, то отвечу: в армии мой отец служил как раз на этих двух танках, сначала Т-64 и потом Т-72.Еще по теме: Роторный двигатель
Наверх
История двигателя В-2 — журнал За рулем
Под термином «оружие Победы» обычно понимают самолеты, танки, артиллерийские установки, иногда стрелковое вооружение, дошедшее до Берлина. Менее значимые разработки упоминают реже, а ведь они тоже прошли всю войну и внесли свой важный вклад. Например, дизель В-2, без которого был бы невозможен танк Т-34.
Т-34
Материалы по теме
Танк Т-34: огнем и маневром
К военным и стратегическим изделиям, как известно, требования выносят более суровые, чем для «штатской» техники.
Поскольку реальный срок их службы зачастую превышает лет тридцать — не только в России, но и в армиях большинства стран.
Если речь о танковых моторах, они, естественно, должны быть надежными, нетребовательными к качеству топлива, удобными для обслуживания и некоторых видов ремонта в экстремальных условиях, с достаточным по военным меркам ресурсом. И при этом исправно выдавать базовые характеристики. Подход к конструированию таких двигателей особенный. И результат, как правило, достойный. Но то, что произошло с дизелем В-2, — случай феноменальный.
Мучительное рождение
Его жизнь началась на Харьковском паровозостроительном заводе им. Коминтерна, конструкторский отдел которого в 1931 году получил госзаказ на быстроходный дизель для танков. И сразу был переименован в дизельный отдел. В задании оговаривалась мощность 300 л.с. при 1600 об/мин, при том что у типичных дизелей того времени рабочая частота вращения коленвала не превышала 250 об/мин.
Поскольку на заводе раньше ничем подобным не занимались, то начали разработку издалека, с обсуждения схемы — рядной, V-образной или звездообразной.
Остановились на конфигурации V12 с водяным охлаждением, пуском от электростартера и топливной аппаратурой Bosch — с дальнейшим переходом на полностью отечественную, которую также предстояло создать с нуля.
Сначала построили одноцилиндровый двигатель, потом двухцилиндровую секцию — и долго ее отлаживали, добившись 70 л.с. при 1700 об/мин и удельной массы 2 кг/л.с. Рекордно малая удельная масса также была оговорена в задании. В 1933-м работоспособный, но недоведенный V12 прошел стендовые испытания, где непрестанно ломался, страшно дымил и сильно вибрировал.
Двигатель В-2
Двигатель В-2 в первоначальном виде провел на массовой военной службе более 20 лет. Отдельные экземпляры на ходу до сих пор. Еще несколько обрели покой в различных музеях.
Двигатель В-2 в первоначальном виде провел на массовой военной службе более 20 лет. Отдельные экземпляры на ходу до сих пор. Еще несколько обрели покой в различных музеях.
Испытательный танк БТ-5, оснащенный таким мотором, долго не мог доехать до полигона.
То картер трескался, то подшипники коленвала разрушались, то еще что-то, причем для решения многих проблем требовалось создать новые технологии и новые материалы — прежде всего, сорта стали и алюминиевых сплавов. И закупить новое оборудование за рубежом.
Материалы по теме
10 двигателей, которые перевернули мир
Тем не менее в 1935-м танки с такими дизелями представили правительственной комиссии, на ХПЗ возвели дополнительные цеха для выпуска моторов — «дизельный отдел» преобразовывался в опытный завод. В процессе доводки мотора учитывалось второстепенное его предназначение — возможность использования на самолетах. Уже в 1936-м самолет Р-5 с дизелем БД-2А (быстроходный дизель второй авиационный) поднимался в воздух, но этот мотор в авиации так и не был востребован — в частности, из-за появления более подходящих агрегатов, созданных профильными институтами в эти же годы.
В главном, танковом направлении дело продвигалось медленно и тяжко.
В 1937-м двигатель получил название В-2, под которым он и вошел в мировую историю. А команду усилили еще раз, ведущими инженерами Центрального института авиационных моторов. Часть технических проблем доверили Украинскому институту авиадвигателестроения (позже он был присоединен к заводу), пришедшему к выводу, что необходимо повышать точность изготовления и обработки деталей. Собственный 12-плунжерный топливный насос также требовал доводки.
двигатель В-55В
580-сильный двигатель В-55В применялся на танках Т-62, производимых с 1961 по 1975 год. Всего выпущено порядка 20 000 машин — самих танков и различной техники, созданной на их базе.
580-сильный двигатель В-55В применялся на танках Т-62, производимых с 1961 по 1975 год.
Всего выпущено порядка 20 000 машин — самих танков и различной техники, созданной на их базе.
На государственных испытаниях 1938 года все три двигателя В-2 второго поколения провалились. У первого заклинило поршень, у второго потрескались цилиндры, у третьего — картер. По итогам испытаний изменили почти все технологические операции, поменяли топливный и масляный насосы. За этим последовали новые испытания и новые изменения. Все это шло параллельно с выявлением «врагов народа» и превращением отдела в огромный Государственный завод №75 по выпуску 10 000 моторов в год, для чего станки завозили и монтировали сотнями.
В 1939-м двигатели, наконец, прошли государственные испытания, получив оценку «хорошо» и одобрение на серийное производство. Которое тоже отлаживали мучительно и долго, что было, впрочем, прервано спешной эвакуацией завода в Челябинск — началась война. Правда, еще до того дизель В-2 прошел боевое крещение в реальных военных действиях, будучи установленным на тяжелые танки КВ.
Материалы по теме
Броня крепка и танки — наши! Премьеры парада Победы
Что получилось?
Получился мотор, про который позже напишут, что с точки зрения конструкции он сильно опередил свое время. А по ряду характеристик еще лет тридцать превосходил аналоги реальных и потенциальных противников. Хотя был далек от совершенства и имел множество направлений для модернизации и улучшений. Некоторые эксперты армейской техники считают, что принципиально новые советские военные дизели, созданные в 1960–1970 годы, уступали дизелям семейства В-2 и были приняты на вооружение лишь по той причине, что становилось уже неприлично не заменить «устаревшее» чем-то современным.
Блок цилиндров и картер — из сплава алюминия с кремнием, поршни — из дюралюминия. Четыре клапана на цилиндр, верхние распредвалы, непосредственный впрыск топлива. Дублированная система пуска — электростартером либо сжатым воздухом из баллонов. Почти все техническое описание — список передовых и инновационных решений того времени.
Двигатель В-46
Двигатель В-46 применен на средних танках Т-72, принятых на вооружение с 1973 года. Благодаря системе наддува снимали 780 л.с. Принципиальных отличий от В-2, прямо сказать, немного.
Двигатель В-46 применен на средних танках Т-72, принятых на вооружение с 1973 года. Благодаря системе наддува снимали 780 л.с. Принципиальных отличий от В-2, прямо сказать, немного.
Он оказался сверхлегким, с выдающимся показателем удельной массы, экономичным и мощным, причем мощность легко варьировалась локальным изменением рабочих оборотов коленвала и степени сжатия. Еще до начала войны в постоянном производстве были три версии — 375-, 500- и 600-сильная, для техники разных весовых категорий. Приладив к В-2 систему наддува от авиамотора АМ-38, получили 850 л.с. и немедленно испытали на опытном тяжелом танке КВ-3.
Четыре цилиндра, восемь поршней и без клапанов: встречайте новый танковый двигатель Cummins мощностью 1000 л.
с. проложить путь к более мощным и эффективным двигателям для более широкого применения.Он называется Advanced Combat Engine (ACE). Совместная разработка Cummins и Achates Power, он радикально отличается от обычного дизельного двигателя, который мы все знаем. Это результат контракта на сумму 47,4 миллиона долларов США, направленного на производство двигателя следующего поколения для использования в военных целях.
Противоположные поршни
Вместо того, чтобы иметь шесть или восемь поршней в отдельных цилиндрах, все в ряду или V, вращающем общий коленчатый вал, в этой новой конструкции двигателя в каждом цилиндре размещено два поршня. Эти поршни работают друг напротив друга, разделяя одну и ту же топливно-воздушную смесь и получая в результате сгорание.
Противоположные, каждая сторона поршня вращает собственный коленчатый вал. Эти коленчатые валы соединены с помощью зубчатых передач, которые затем вращают один выходной вал.
Двигатели с оппозитными поршнями — идея не новая.
Некоторые, возможно, помнят Commer Knocker 1950-х и 1960-х годов и знают самолеты Junkers 1920-х и 1930-х годов. Однако этот новый дизайн привносит в современный мир старую идею, способную повысить мощность, эффективность и выбросы.
Четыре цилиндра этого дизельного двигателя составляют 14,3 литра общего объема, с пиковой мощностью 1000 лошадиных сил (745 кВт) при 2600 об/мин. Этому числу, несомненно, способствуют два турбонагнетателя и нагнетатель с зубчатым приводом. Да, двухзарядный, как у старого Фольксвагена 1.4TSI.
Двигатель будет модульным для больших и малых машин, при этом упоминается четырехлитровая версия мощностью 223 кВт. Станьте больше благодаря 20-литровому 12-поршневому агрегату мощностью 1118 кВт.
Этот новый двигатель будет работать в паре с более эффективной трансмиссией для танков, эффективность которой с точки зрения потерь мощности может составлять до 90 процентов. Джон Тасдемир из Центра систем наземных транспортных средств армии США сообщил журналу National Defense Magazine , что некоторые танковые трансмиссии могут быть неисправны на 55 процентов.
Нет клапанного механизма?
Неа. Фактически, из-за оппозитной компоновки поршней у этого двигателя вообще нет головки блока цилиндров. Вместо этого он использует двухтактный цикл горения, как ваш нож для взбивания на заднем дворе. Это означает, что топливо и воздух всасываются, сгорают и выбрасываются за два хода поршня, что вдвое быстрее, чем в более распространенном четырехтактном двигателе.
Вместо использования таких вещей, как распределительные валы, клапаны и подъемники для управления потоком газа и сжатием, газы сгорания перемещаются в цилиндр и из цилиндра через порты, стратегически расположенные на стенках цилиндра. Когда поршни движутся вверх и вниз во время работы, эти порты эффективно открываются и закрываются. Входящий воздух вытесняет выхлопные газы, а затем топливо впрыскивается в камеру сгорания, когда поршни сближаются друг с другом.
Опять же, двухтактные дизельные двигатели не являются чем-то новым. Такие компании, как Detroit, много лет добивались больших успехов в больших и мощных двухтактных дизельных двигателях для больших грузовиков.
Мощные старые детройтские дизели никогда не считались лидерами по эффективности и выбросам.
Гибридная мощность
Этот новый боевой двигатель будет включать гибридную трансмиссию со встроенным стартер-генератором, который находится между двигателем и трансмиссией. Заявлено, что он имеет доступную мощность до 160 кВт и сможет питать вспомогательную силовую систему на 600 вольт с литий-ионными батареями.
Рекламируется, что эти батареи нового поколения обеспечивают вдвое большую удельную мощность при четверти веса и могут работать в десять раз дольше, чем свинцово-кислотные батареи. массовой электрификации легкового и коммерческого транспорта для дорожного движения.
Такая система имеет больший потенциал в будущем для военной техники, например режим EV для бесшумной работы: Тасдемир объясняет:
«Наш следующий набор программ направлен на электрификацию боевых машин, включая гибридные системы, которые могут обеспечить бесшумную мобильность.
и эти долгие периоды молчаливого наблюдения, — сказал он. «Чем лучше у нас есть хранилище, тем дольше мы можем быть мобильными или тем дольше бесшумные часы. Так что это, безусловно, ступенька к этой способности».
Больше эффективности
Этот двигатель нового поколения с оппозитным расположением поршней примерно на 25% лучше расходует топливо и отводит тепло по сравнению с обычным дизельным двигателем. Это связано с лучшим тепловым КПД за счет двух поршней и отсутствия головки цилиндров, что также позволяет улучшить конструкцию «камеры» сгорания.
Эта конструкция с оппозитными поршнями эффективно увеличивает удельную мощность двигателя, что означает, что он развивает большую мощность для данного размера, веса и мощности. Для сравнения, собственный B9 Cummins03 — это 14,8-литровый V8 с углом развала цилиндров 90 градусов, который развивает максимальную мощность в 750 лошадиных сил с двойным турбонаддувом.
Двигатель ACE более компактен и имеет коробчатую форму, что обеспечивает более компактную общую компоновку по сравнению с V-образным или рядным двигателем, особенно с точки зрения общей высоты.
Это означает, что вокруг этого более мощного и компактного двигателя будут разработаны новые платформы с чистым листом, с дополнительным пространством, маневренностью, возможностями или броней.
Приложения
Пока что этот двигатель ACE планируется использовать в боевой машине Bradley и бронемашине M88, хотя меньшие и большие итерации могут использоваться в самых разных приложениях. Achates Power также разрабатывает 2,7-литровый вариант двигателя для невоенного использования, который был установлен на тестовом Ford F-150. Этот размер составляет 201 кВт и 650 Нм, и рекламируется как более эффективный, чем обычно используемый.
Существует также 10,6-литровый вариант для грузовиков, который принес компании Achates Power грант в размере 9 миллионов долларов США, обеспечивая мощность 335 кВт и крутящий момент 2372 Нм. Наряду с таким огромным крутящим моментом Achates Power заявляет о снижении выбросов CO2 на 15% и снижении выбросов NOx на 90%.
3 Изображения
1/3 2/3 3/3 Сэм Перселл пишет об автомобилях, полноприводном вождении и кемпинге с 2013 года, и одержим всем, что крутится, дольше, чем он может вспомнить.
Сэм присоединился к команде CarAdvice/Drive в качестве редактора по бездорожью в 2018 году, после того, как наработался на Unsealed 4X4 и 4X4 Adventures Пэта Каллинана.
Узнайте больше о Sam Purcell
Все, что вам нужно знать о двигателе Boxer
Говоря об автомобильных двигателях, вы, вероятно, слышали о двигателе Boxer. Вам это интересно? Хотите знать, почему это называется боксер и как это работает? Следуйте за мной, и я покажу вам, что вам нужно знать об этом.
Что такое оппозитный двигатель? Оппозитный двигатель представляет собой оппозитный двигатель, относящийся к типу двигателей внутреннего сгорания. Поршни двигателя расположены горизонтально и симметрично по обе стороны от центрального вращающегося коленчатого вала. При работе они движутся непрерывно и в противоположных направлениях, передают усилие на коленчатый вал, помогая коленчатому валу двигаться. Он называется «боксер», потому что то, как двигаются поршни, похоже на то, как боксер наносит удары.
Двигатель Boxer был изобретен Карлом Бенцем — основателем группы Dalmer и всемирно известной автомобильной компании Mercedes-Benz — в 1896 году. В 1899 году был официально выпущен двигатель Boxer под названием «двигатель contra/kontra». В настоящее время оппозитный двигатель значительно усовершенствован, применяется в авиационной, локомотивной и автомобильной промышленности. В настоящее время два производителя автомобилей используют оппозитные двигатели в своих автомобилях: Porsche в Германии и Subaru в Японии. В частности, Subaru использует оппозитные двигатели в своих автомобилях с 19 века.66 до сих пор.
Преимущества оппозитного двигателяОппозитный двигатель имеет некоторые выдающиеся преимущества ниже
Высокая производительность
Благодаря плоской конструкции и горизонтальному механизму оппозитный двигатель может быть расположен на одной линии с карданным валом и коробкой передач читать далее без труда.
Сила, создаваемая движением поршня, передается на коленчатый вал, коробку передач и колеса более прямым образом, что требует меньшего количества компонентов трансмиссии, чем I- или V-образная конструкция. Следовательно, двигатель будет иметь более высокий КПД, поскольку на приводные шестерни тратится меньше энергии.
Стабильность
Симметричная горизонтальная конструкция оппозитного двигателя и противоположное копланарное движение поршней создают противоположные силы, поэтому сам двигатель будет подавлять вибрацию лучше, чем другие конструкции. В результате мы имеем блок двигателя, который работает более плавно и менее шумно. Мало того, поскольку сила колебаний меньше, детали двигателя меньше изнашиваются, что приводит к увеличению срока службы двигателя.
Низкий центр тяжести
Оппозитный двигатель имеет плоскую конструкцию и горизонтальные цилиндры, поэтому его центр тяжести будет ниже, а это означает, что центр тяжести всего автомобиля также будет понижен, поскольку двигатель является одним из самых тяжелых компонентов транспортного средства.
Чем ниже центр тяжести, тем устойчивее будет автомобиль при движении на высоких скоростях. Поскольку поршни равномерно расположены по обеим сторонам коленчатого вала, вес двигателя также равномерно распределен, поэтому автомобиль очень устойчив при поворотах.
Сейф
Когда происходит столкновение, иногда сила столкновения настолько велика, что двигатель отбрасывается туда, где находится водитель, что приводит к травмам водителя и пассажиров. Оппозитный двигатель низкий и плоский и расположен ниже переднего отсека. Поэтому, если произойдет столкновение, двигатель не причинит серьезных травм людям.
УЗНАТЬ БОЛЬШЕ:
- Subaru и Toyota производят одинаковые автомобили – стратегия
- Subaru Impreza против Legacy: В поисках победителя
Вам должно быть любопытно, почему оппозитный двигатель так хорош, но не так популярен, как другие двигатели I, V. Это также связано с некоторыми недостатками оппозитных двигателей.
Размер
Из-за горизонтального расположения цилиндров оппозитный двигатель имеет большую ширину и низкую высоту. При такой конструкции требуется другое и более сложное шасси, чтобы можно было аккуратно расположить двигатель. Модернизация шасси не так проста, как кажется, не только для установки двигателя, но и для обеспечения эффективности автомобиля при вождении и при этом красивого внешнего вида.
Высокая стоимость
Подобно V-образному двигателю, двигателю Boxer требуется две головки блока цилиндров, что означает, что в машине требуется больше компонентов. Оппозитный двигатель имеет сложную общую конструкцию с множеством деталей, поэтому детали машины должны быть компактными, чтобы максимально увеличить ширину двигателя. Вот почему в большинстве дешевых автомобилей используются двигатели I с рядными цилиндрами. Затраты на исследования и производство оппозитных двигателей были выше, чем у других двигателей.
Кроме того, из-за сложности и расположения двигателя, вам необходимо найти механиков, которые специализируются на оппозитных двигателях для ремонта и обслуживания при необходимости, не все механики могут это сделать.
Двигатель расположен глубоко в моторном отсеке, поэтому, если вы хотите его починить, вам придется сначала снять много деталей, которые мешают. Это также приводит к более высоким затратам на техническое обслуживание. Автомобили с оппозитными двигателями требуют больше обслуживания, чем другие.
Трудность увеличения мощности
Для оппозитных двигателей единственным способом увеличения мощности является увеличение диаметра отверстий цилиндров. Если вы не можете увеличить ход цилиндра, потому что ширина будет больше, создайте трудности в процессе проектирования моторного отсека. Когда двигатель «квадратный», то есть диаметр цилиндра больше, чем ход поршня в цилиндре, эффективность сгорания снижается.
Некоторые другие проблемы, которые часто упоминаются, это негерметичные прокладки головки блока цилиндров (поскольку цилиндр расположен горизонтально, поэтому жидкость в цилиндре легко вытекает), износ цилиндра с одной стороны, потому что поршни перемещаются горизонтально под действием силы тяжести, …
Заключение Недостатков у оппозитного двигателя не так много, но все же это мешает ему появляться в автомобилях высокого класса.