Дизельные двигатели СМД которые выпускали в городе Харькове, выпускались для различной техники, слабости конструкции и человеческий фактор | Авторемонт и Техника
Четырёхцилиндровые четырёхтактные дизельные двигатели СМД начали разрабатывать в 50-х годах прошлого века на заводе «Серп и Молот». Первым из этой серии был СМД-7, более надежным и простым считается СМД-14. Двигатели СМД-14 Рабочий объём — 6,3 л. мощность 75 л. с. (58,8 кВт) при 1700 об/мин. диаметр цилиндра — 120 мм, ход поршня — 140 мм. степень сжатия 17. удельный расход дизтоплива при номинальной мощности — 218 г/кВт/ч. Камеры сгорания были в головке блока. Горючая смесь образовывалась в камерах сгорания, из впрыскиваемого форсунками дизельного топлива и атмосферного воздуха.
Т-74Т-74Т-74Дизель СМД-14НГ, развивал мощность 80 л. с., при 1800 об/мин., камеры сгорания находились в головке поршня. За счет этого, головка блока была проще, без камер сгорания.
Запускался этот дизель гораздо легче, чем СМД-14. Из-за недостаточной мощности, двигатели СМД имели относительно небольшой ресурс. Особенно, когда трактор агрегатировался с прицепными машинами, рабочие органы которых, приводились от ВОМ трактора.
В советское время дизельные двигатели поэтапно модернизировались и серия двигателей СМД, блок картера одинаковый на СМД-14, 18, 22, 23, 25. Двигатели СМД-11 предназначались для электростанции, СМД-14 устанавливали на трактора ДТ-75, с модернизацией тракторов ставился более мощный и современные двигатели. Также двигатели СМД ставили на зерноуборочные комбайны, дорожную технику и трелевочные трактора. Небольшую партию грузовиков ЗИЛ-4331 комплектовали двигателями СМД-22.
ДТ-75 с снегоуборочным оборудованиемТДТ-55Гусеничные трактора ДТ с двигателями СМД используют чаще только по сезону, после длительного простоя техники необходимо обслуживание. Ответственные за технику не желают иметь дополнительные расходы, масло фильтра меняют с большим интервалом.
На такой технике с «постоянным доливом» масло в двигателе становится как «Нигрол».
Завод в Харькове «Серп и Молот» в советское время считался одним из надежных производителей дизельных двигателей. Территория завода была до 60 гектаров и там работали около 17 тысяч рабочих, с 1991 года завод меньше изготовлял продукцию, не было заказов. В 2005 году числились около 500 человек. В 2015 году специально были разрушены здания цехов завода, переданные администрации города территории завода «Серп и Молот» превратились свалку.
Харьков завод Серп и Молот разбор зданий сбор металлоломаВ настоящее время Белгородский моторный завод (БМЗ) по заказу ремонтирует и собирает двигатели СМД различий конструкции и модификации.
смд_14смд_18хтз
Поделиться в социальных сетях
Вам может понравиться
СМД-14: технические характеристики
Двигатель первых ДТ-75 и СК-4
СМД-14 – это четырёхтактный четырёхцилиндровый дизельный двигатель производства харьковского завода «Серп и молот».
Мотор этой модели выпускался в Харькове с начала 60-х годов и является основной моделью единого унифицированного дизеля СМД с диаметром цилиндра 120 мм и ходом поршня 140 мм. Номинальная мощность данного силового агрегата составляла 75 лошадиных сил, при 1700 об/мин коленчатого вала.
Содержание
1. Блок-картер
2. Головка цилиндров
3. Картер распределительных шестерён
4. Кривошипно-шатунный механизм
5. Механизм распределения
6. Декомпрессионный механизм
7. Система смазки
8. Масляный радиатор
9. Система охлаждения
10. Система питания
11. Технические характеристики в цифрах
Этот дизель с рядным расположением цилиндров был создан на базе мотора СМД-7 и предназначался, в первую очередь, для комплектования сельхозтехники – тракторов и самоходных зерно- и кормоуборочных комбайнов. Также моторы СМД-14 использовали в качестве силовых агрегатов для установки на подъёмные краны и автогрейдеры, а также на передвижные и стационарные дизельные электростанции.
Первые гусеничные трактора ДТ-75, ХТЗ Т-74, а также комбайны СК-4 комплектовались двигателями СМД-14. Но прогресс то не стоял на месте, эти движки сменили СМД-17, затем пошли СМД-18 (уже турбированные) и т.д.
Блок-картер
Блок-картер СМД-14 поделен тремя поперечными перегородками на четыре секции, сообщающиеся между собой тремя. Также верхняя и нижняя его части разделяются перегородкой горизонтальной.
В концентрические расточки верхней плиты блок-картера и горизонтальной перегородки были вмонтированы 4 гильзы цилиндров. Полость между ними и стенками блок-картера образовывала водную рубашку, в которую вода поступала из канала с левой стороны блок-картера, через 4 отверстия напротив каждого цилиндра.
С правой стороны блок-картера располагалась коробка распределения, с двумя крышками, через которую проходили штанги толкателей. В дне коробки было выточено 8 отверстий 11, в которых перемещались толкатели распределительного механизма. Под распределительной коробкой в приливах средней поперечной перегородки, передней и задней стенок блок-картера расположили З опоры распредвала.
Передняя опора имела бронзовую втулку с упорным буртом, которая воспринимала осевые нагрузки распредвала.
В нижней части блок-картера было выполнено 5 постелей под вкладыши коренных подшипников коленвала. Крышки коренных подшипников устанавливались в пазы блок-картера с натягом 0,08-0,16 мм и крепились при помощи шпилек и гаек с замковыми шайбами.
1 — водяной насос: 2—головка цилиндров; 3—водоотводящая труба; 4 — форсунка; 5 — впускной коллектор; фильтр тонкой очистки топлива; 7 — предпусковой подогреватель; 8 — пусковой двигатель; 9 — картер маховика; 10 — блок-картер: 11 — поддон блока картера; 12 — маслозаливная горловина: 13 — маслоизмерительный стержень; 14 – топливный насос; 15 — фильтр грубой очистки топлива; 16 — картер распределительных шестерен; 17 — счетчик мото-часов; 18 — вентилятор.
В перегородках и стенках блок-картера были высверлены масляные каналы системы смазки мотора. Вдоль левой стороны блока был проложен сквозной высверленный канал – главная масляная магистраль.
В четвертой вертикальной перегородке были размещены каналы, соединяющие главную магистраль с масляным фильтром и фильтр с трубопроводом маслонасоса.
Главная масляная магистраль соединена наклонными сверлеными каналами со всеми 5-ю коренными подшипниками. От первого, третьего и пятого коренных подшипников были просверлены наклонные каналы к опорам распредвала. От задней опоры отходил вертикальный канал – для подведения смазки к клапанному механизму.
На верхней плоскости блок-картера 17-ю шпильками была прикреплена головка цилиндров. Слева на блок-картере разместили маслозаливную горловину с сеткой и трубку, предназначенную для слива воды из рубашки блока.
Гильзу цилиндра изготавливали из специального чугуна, закаляя её внутреннюю рабочую поверхность электротоками высокой частоты. Гильзу устанавливали по 2-м центрирующим пояскам в расточках блок-картера и крепили при помощи верхнего упорного бурта, зажимаемого головкой цилиндров.
Головка цилиндров
Головку выполняли общей для всех цилиндров, она была отлитой из чугуна и прикреплённой к блок-картеру 17-ю шпильками.
Стык между головкой и блок-картером уплотнялся асбостальной прокладкой с металлической окантовкой. Для лучшего уплотнения камеры сгорания вставка должна была выступать относительно нижней плоскости головки цилиндров на 0,03 – 0,10 мм.
В наклонные отверстия головки цилиндров, сообщающиеся с камерой сгорания, устанавливали форсунки. Также, со стороны нижней плоскости головки цилиндров, расточены 8 гнёзд для выпускных и впускных клапанов. Фаски расточек гнёзд, которые служили сёдлами клапанов, выполнялись под углом в 45 градусов. В отверстия, расположенные в верхней части головки концентрично гнёздам, запрессовывали направляющие втулки клапанов.
Картер распределительных шестерён
Картер распределительных шестерён прикреплялся болтами к передней плоскости блок-картера и закрывался крышкой. Как сам картер, так и его крышка изготавливались из чугуна.
В картере шестерён размещали трубку для подвода масла к подшипнику шестерни привода топливного насоса. Трубка одним концом соединена при помощи штуцера 4 с масляным каналом блок-картера, а другим – с отверстием в картере шестерён, сообщаемым с отверстием в установочном фланце топливного насоса.
Кривошипно-шатунный механизм
Коленчатый вал у двигателя данной модели – штампованный из стали либо отлитый из высокопрочного чугуна, установленный на 5-ти опорах. Кривошипы коленвала располагались в одной плоскости.
Шатунные шейки у коленвала полые. В их полостях, закрываемых резьбовыми заглушками, происходила центробежная очистка масла, поступающего от коренных подшипников через наклонные сверления в коленвале.
На заднем конце коленчатого вала имелись фланец для крепления маховика, маслоотра-жательный бурт и маслосгонная резьба.
Полукольца из сталеалюминиевой ленты, расположенные по обе стороны среднего коренного подшипника, ограничивали осевое перемещение коленвала. Их фиксировали от проворачивания штифтами, запрессованными в отверстия крышки подшипника. Зазор между упорными полукольцами и щеками вала на новом двигателе находился в пределах от 0,110 до 0,385 мм.
Вкладыши коренных подшипников у коленвала были взаимозаменяемыми, изготовленными из сталеалюминиевой ленты.
Рабочая поверхность вкладышей была спрофилирована соответственно их толщине – чтобы обеспечит нормальный зазор в зоне, близкой к стыку вкладышей, и лучшие условия смазки.
Маховик, отлитый из чугуна, прикреплялся к фланцу коленчатого вала 6-ю болтами и фиксировался в определённом положении 2-мя установочными штифтами. На маховик напрессовывался стальной зубчатый венец, в зацепление с которым при пуске основного мотора вводили шестерню механизма выключения пускового двигателя.
Поршень изготавливался из алюминиевого сплава АЛ-25. В днище данного поршня, под диффузором вихревой камеры головки цилиндров, располагали сферическую выемку, улучшающую смесеобразование и способствующую более полному сгоранию дизтоплива.
На уплотняющей части поршня протачивались 3 канавки под компрессионные кольца и одна – под верхнее маслосъёмное кольцо. Канавку под нижнее маслосъёмное кольцо располагали на юбке поршня. В канавках для маслосъемных колец и под ними были выполнены отверстия для сброса масла, снимаемого кольцами со стенок цилиндра.
В бобышках поршня растачивались отверстия под поршневой палец и канавки под его стопорные кольца. Снизу в бобышках имелось по 2 отверстия для смазки поршневого пальца.
Поршневые кольца изготавливались из специального чугуна. Верхнее компрессионное кольцо, как наиболее нагруженное, было хромированным. Для лучшей приработки к гильзам, наружную цилиндрическую поверхность колец покрывали оловом.
Поршневой палец был плавающего типа, изготовленным из стали 12ХН3А, цементированным, пустотелым. Осевое перемещение пальца ограничивали стопорными кольцами.
Шатун был двутаврового сечения, выштампованным из стали 40Х. В верхнюю головку шатуна запрессовали бронзовую втулку. Для смазки поршневого пальца в верхней головке выполнялись З отверстия. Нижняя головка шатуна была разъёмной.
В нижней головке шатуна устанавливались с натягом взаимозаменяемые сталеалюминиевые вкладыши.
Механизм распределения
Механизм распределения состоял из распредвала, впускных и выпускных клапанов, пружин клапанов, передаточного механизма и распределительных шестерён.
Распределительный вал приводился во вращение от коленвала, через распределительные шестерни. Клапаны перемещались распределительным валом при помощи передаточного механизма.
Для того, чтобы облегчить запуск двигателя, в механизме распределения предусматривался декомпрессионный механизм, расположенный на головке цилиндров.
Распредвал установлен в трёх опорах блок-картера. 8 кулачков этого вала соответствовали расположению клапанов и порядку работы цилиндров двигателя. Впускные и выпускные кулачки имели одинаковый профиль.
Осевое перемещение распределительного вала ограничивалось с одной стороны буртом передней шейки вала, упираемым в бурт втулки передней опоры вала, а с другой стороны – подпятником, запрессованным в торец вал.
Передаточный механизм состоял из толкателей, штанг, коромысел, их осей и стоек. Толкатель имел форму стакана, в сферическую выточку донышка которого упирался шаровой конец штанги. Оси толкателей были смещены относительно кулачков, из-за чего толкатели во время работы проворачивались, что способствовало более равномерному износу их рабочих поверхностей.
Коромысло клапана было стальным, штампованным. Плечо коромысла, которое нажимало на клапан, имело закаленную цилиндрическую головку. Коромысла качались на двух пустотелых осях, установленных на 4-х стойках, и прижимались к ним пружинами. Два крайних коромысла удерживались от перемещения по осям стопорными кольцами.
Через внутренние отверстия осей, соединённых между собою втулкой, подводилась смазка к опорам коромысел. Масло к осям коромысел подавалось по каналу в головке цилиндров через соединительную трубку.
Стойки осей коромысел крепились к головке цилиндров шпильками и гайками. Шпильки использовались также для крепления крышки колпака клапанного механизма.
Клапаны перемещались в чугунных направляющих втулках, запрессованных в головку цилиндров. Диаметр тарелки впускного клапана составлял 52 мм, а выпускного – 45 мм.
Рабочие фаски клапанов выполнялись под углом 45 градусов. Распределительные шестерни у двигателя СМД-14 были стальными и размещались в специальном картере.
Декомпрессионный механизм
Декомпрессионный механизм предназначался для облегчения запуска двигателя и для прокручивания коленвала вручную при регулировках. Он состоял из 2-х валиков, которые вращались в отверстиях стоек коромысел; рычага управления декомпрессионным механизмом с валиком, расположенным в отверстии корпуса декомпрессионного механизма; из корпуса, прикреплённого к крышке колпака головки цилиндров; рукоятки, сидящей на оси, и соединительной тяги.
Когда механизм выключен, положение рукоятки таково, что валики своими срезами обращены в сторону коромысел клапанов и не препятствуют их полному закрытию. При повороте рукоятки во включенное положение валики поворачиваются и цилиндрической поверхностью упираются в коромысла, открывая все клапаны. Поворот рукоятки от одного положения до другого ограничен упорами на рычаге и корпусе. Рукоятка удерживается в крайних положениях с помощью фиксатора.
Система смазки
Система смазки непрерывно подаёт масло в процессе работы мотора ко всем трущимся поверхностям его деталей.
Система смазки у силового агрегата комбинированная. К подшипникам коленчатого и распределительного валов, к промежуточной шестерне распределительного механизма, шестерне привода топливного насоса, к коромыслам клапанов масло подаётся под давлением. А прочие детали смазываются разбрызгиванием.
Масло заливается в поддон блок-картера через заливную горловину с фильтрующей сеткой, а сливается – через отверстие в поддоне, в котором имеется для этого пробка. Контролируется уровень масла маслоизмерительным стержнем.
Насосом масло засасывается из поддона и подаётся через нагнетательный трубопровод и каналы в блок-картере к фильтру – центрифуге полнопоточной. Там часть масла используется для реактивного привода центрифуги, сливаясь затем в поддон, а остальное – подвергается центробежной очистке.
Очищенное масло после охлаждения в радиаторе идёт в главную магистраль, которая проложена вдоль блок-картера. По поперечным каналам в блок-картере масло подается в коренные подшипники коленчатого вала.
К шатунным шейкам масло подводится от коренных подшипников через наклонные отверстия в коленчатом валу. Масло, идущее к шатунным подшипникам, проходит дополнительную центробежную очистку в полостях шатунных шеек. От коренных подшипников часть масла также отводится по сверлениям в блоке к подшипникам распределительного вала.
Клапанный механизм смазывался маслом, идущим от задней опоры распредвала по вертикальным каналам в блок-картере и головке цилиндров. Масло подавалось пульсирующим потоком, когда совпадали наклонное отверстие в шейке распредвала с отверстием, подводящим масло к опоре, и вертикальным отверстием в блок-картере.
От вертикального отверстия в головке цилиндров масло по трубке подавалось во внутреннюю полость валиков коромысел и через отверстия в валиках – ко втулкам коромысел. Трущиеся поверхности клапанного механизма смазывались маслом, которое вытекало из подшипников коромысел. Масло из клапанной коробки сливалось в блок-картер через отверстия под штанги толкателей в головке цилиндров и в блок-картере.
Масло при сливе попадало во внутреннюю полость толкателей и через отверстия в донышках толкателей смазывало кулачки распредвала.
Из магистрального канала по трубке, что закреплена в картере шестерён, сверлениям в этом картере и установочном фланце топливного насоса масло поступало к подшипнику шестерни топливного насоса.
К подшипнику промежуточной шестерни смазка подводилась от поперечного канала блок-картера, соединяющего главную масломагистраль с передним коренным подшипником коленвала, через кольцевую канавку и отверстия в оси промежуточной шестерни.
Зубья распределительных шестерён смазывались маслом, поступающим из З-х радиальных отверстий оси через сверление в промежуточной шестерне, а также маслом, вытекающим из переднего подшипника распредвала, подшипников промежуточной шестерни и шестерни привода топливного насоса. Кроме того, на зубья попадало масло, которое разбрызгивала шестерня привода маслонасоса.
Масляный радиатор
Масляный радиатор предназначался для предотвращения чрезмерного повышения температуры масла при работе мотора под серьёзной нагрузкой, а также при высокой температуре окружающей атмосферы.
Состоял он из верхнего и нижнего бачков, а также сердцевины с одним рядом трубок, в количестве 20-ти штук. Трубки стальные, овального сечения, впаянные в бачки радиатора.
Для увеличения охлаждающей поверхности на трубках навита спираль из тонкой стальной ленты, припаянная при помощи горячего цинкования. Охлаждающая поверхность радиатора составляла 3,52 квадратных метра.
Стоял масляный радиатор впереди водяного, прикреплённый к его стойкам 4-мя болтами, через промежуточные втулки.
Система охлаждения
Система охлаждения данного мотора – жидкостная, закрытого типа, с принудительной циркуляцией охлаждающей жидкости.
Для предохранения системы охлаждения от повреждений служил паровоздушный клапан, который автоматически ограничивал максимальное избыточное давление и разряжение.
Циркуляцию охлаждающей жидкости в системе осуществлял водяной насос, берущий её из нижнего бака радиатора и подающий в водораспределительный канал блок-картера. Через боковые отверстия в водораспределительном канале вода шла одновременно ко всем цилиндрам.
Повышает отдачу тепла радиатором вентилятор системы охлаждения. Интенсивность охлаждения воздухом водяного и масляного радиаторов регулируется шторкой, которая расположена перед масляным радиатором. Температура в системе охлаждения контролируется дистанционным термометром, датчик которого установлен в водоотводящей трубе. Водяной насос с вентилятором были объединены в один агрегат и установлены на передней стенке блок-картера.
Вентилятор установлен 6-ти лопастной. Его лопасти прикреплены к штампованной крестовине. Насос и вентилятор задействуются клиноременной передачей от шкива коленвала (тем же ремнём во вращение приводится и генератор). Натяжение ремня регулируется изменением положения шкива генератора.
Водяной радиатор на двигателе СМД-14 – трубчато-пластинчатый. Его сердцевина образована 200 плоскоовальными латунными трубками, размещёнными вертикально в 4 ряда. На трубки надето 175 охлаждающих пластин, которые сделаны из листовой латуни толщиной в 0,1 мм.
Система питания
Система питания подаёт в цилиндры мотора очищенный воздух и горючее.
Нужное количество дизтоплива поступает в цилиндры в определённое время под давлением, создающим его мелкое распыление.
В головку топливного насоса топливо подавался подкачивающей помпой. Горючее качал секционный 4-х плунжерный топливный насос высокого давления. Форсунки – 4-х сопловые, закрытого типа.
ХТЗ Т-74
Очистка дизтоплива производилась в 2-х фильтрах – грубой и тонкой очистки. Удельный расход горючего составлял 200 гр. / л. с. в час.
Для облегчения запуска дизеля СМД-14 на мотор устанавливали одноцилиндровый пусковой карбюраторный двухтактный двигатель ПД-10М2 или П-10УД мощностью 10 лошадиных сил, со стартером и одноступенчатым редуктором.
Технические характеристики в цифрах
- Рабочий объём – 6,3 л.
- Мощность номинальная – 75 л.с. (58,8 кВт) при 1700 об/мин.
- Диаметр цилиндра – 120 мм, ход поршня – 140 мм.
- Степень сжатия – 17.
- Удельный расход дизтоплива при номинальной мощности – 218г/кВт.ч;
- Максимальная частота вращения холостого хода – 1900 об/мин.
- Порядок работы цилиндров – 1-3-4-2.
Первые гусеничные трактора ДТ-75, ХТЗ Т-74 (и АТЗ Т-74), а также комбайны СК-4 комплектовались двигателями СМД-14. Но прогресс то не стоял на месте, эти движки сменили СМД-17, затем пошли СМД-18 (уже турбированные) и т.д.
UMS 160cc Gas — 7-цилиндровый радиальный 4-тактный двигатель
$3,349.
00
UMS 7-160 — очень надежный радиальный двигатель, работающий на газовом топливе. UMS имеет огромный опыт в производстве радиальных двигателей. На сегодняшний день компания выпустила на рынок более 2000 двигателей. Дизайн и конструкция соответствуют высшему классу, что обеспечивает выдающуюся надежность этих двигателей. Они легко обслуживаются. Все важные детали легко доступны.
2 в наличии
UMS 160cc Gas — 7-цилиндровый радиальный 4-тактный двигатель количество
Артикул: UMS7-160 Категория: ДВИГАТЕЛИ UMS
UMS 7-160 — очень надежный радиальный двигатель, работающий на газовом топливе. UMS имеет огромный опыт в производстве радиальных двигателей. На сегодняшний день компания выпустила на рынок более 2000 двигателей. Дизайн и конструкция соответствуют высшему классу, что обеспечивает выдающуюся надежность этих двигателей. Они легко обслуживаются. Все важные детали легко доступны.
Основные характеристики
- Радиальная конфигурация с 7 цилиндрами абсолютно потрясающий внешний вид и реалистичность
- Рабочий объем 160 куб. см идеально подходит для масштабного проекта
- Поставляется в комплекте с кольцом выпускного коллектора, свечами зажигания, электронным зажиганием и опорой двигателя, готовой к работе
- Удобные рычаги воздушной заслонки и дроссельной заслонки в комплекте облегчают установку и эксплуатацию
- Изготовлено из алюминия или пруткового материала, где это применимо, и обработано на станке с ЧПУ точными и воспроизводимыми техническими характеристиками каждый раз
- Головка блока цилиндров и картеры из авиационных сплавов
- Коленчатый вал с двумя подшипниками для тяжелых условий эксплуатации
- Алюминиевые поршни и кольца из закаленной стали
- Хромированные и притертые отверстия цилиндров
- Кулачки из закаленной стали
- Сжигает бензин с октановым числом 87-110 на смеси газ/масло 32:1
см идеально подходит для масштабного проекта
Технические характеристики
Руководство по газорадиальному двигателю UMS 7-160
| Стандарт | Метрическая система | |
|---|---|---|
| Тип | 4-тактный бензиновый | ИСКРОВОЕ ЗАЖИГАНИЕ |
| ЦИЛИНДР | 7 (ТИП ABC) | 7 (ТИП ABC) |
ЕМКОСТЬ (КУБ. ДЮЙМОВ) | 9,7 | 160CC |
| Отверстие | 1,18″ | 30,2 мм |
| Ход | 1,25″ | 32 мм |
| Упор* | 36,3 фунт-сила @ 28 × 8 опор Menz. | 16,5 кгс @ 28×8 упор Menz. |
| Мощность (л.с.) | 10,6 | 10,6 |
| Вращение (об/мин) | 1000 – 6000 | 1000 – 6000 |
| Вес | 9,5 фунтов | 4,3 кг, включая (глушитель) |
| Диаметр двигателя | 11,2″ | 285 мм |
| Длина двигателя | 7,9″ | 200 мм |
| Пропеллер** | 27×10, 28×8, 28×12 | 27×10, 28×8, 28×12 |
| Глушитель Тип | Кольцо коллектора | Кольцо коллектора |
| Тип заглушки | СМ-6 RcExl | СМ-6 RcExl |
| Карбюратор | ВАЛБРО WT-621 | ВАЛБРО WT-621 |
7-160CC 7 ЦИЛИНДРОВ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Отзывы (0)
Судовые дизельные двигатели двойного действия MAN
By William Pearce
Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) занимается дизельными двигателями с момента их создания.
С 1893 по 1897 год компания MAN* работала с Рудольфом Дизелем над разработкой его цикла сгорания и созданием первых дизельных двигателей. Когда двигатель Дизеля впервые заработал в 1894 году, он производил около 3 л.с. (2 кВт) при 88 об/мин. Всего 15 лет спустя с MAN был заключен контракт на разработку дизельного двигателя мощностью 12 000 л.с. (8 948 кВт) при 120 об/мин.
Шестицилиндровый двухтактный двухтактный дизельный двигатель MAN мощностью 12 000 л.с. в стадии разработки. Трое рабочих дают хорошее представление о размере двигателя.
Значительное увеличение мощности дизельных двигателей привлекло внимание многих военных. Антон фон Риппель, генеральный менеджер MAN в Нюрнберге (Нюрнберг), считал, что дизели достаточно созрели для установки на новейшие линкоры. В августе 1909 года Риппель предложил новый двигатель для Reichsmarine (ВМС Германии). К концу 1909 с MAN был заключен контракт на разработку шестицилиндрового дизельного двигателя мощностью 12 000 л.
с. (8 948 кВт). Шесть двигателей потребуются для производства 70 000 л.с. (52 199 кВт), необходимых для новейших немецких линкоров. Учитывая неизведанную территорию, которую пересекал MAN, сначала должен был быть построен трехцилиндровый двигатель, чтобы доказать, что шестицилиндровый двигатель может соответствовать желаемым спецификациям. С другими компаниями также были заключены контракты на создание конкурирующих двигателей.
Конструкция MAN представляла собой рядный двухтактный двигатель с цилиндрами двойного действия. Каждый из закрытых цилиндров имел камеру сгорания вверху и внизу. Первоначально каждая камера сгорания имела четыре впускных клапана, четыре топливных клапана и два предохранительных клапана, которые также использовались для запуска двигателя с помощью воздуха. Предохранительные клапаны располагались в центре камеры сгорания. Расположение остальных клапанов было разделено между проходами, которые отходили с обеих сторон верхней камеры сгорания. За исключением предохранительных клапанов, клапаны каждой стороны каждой камеры сгорания приводились в действие одним распределительным валом под головкой.
Чертеж окончательной конструкции цилиндра двигателя времен Первой мировой войны. Топливные клапаны находятся слева на чертеже, а впускные — справа. Выпускной коллектор расположен в центре цилиндра. Обратите внимание, как две половинки поршня скреплены болтами.
Двуглавый поршень состоит из двух частей. Нижняя часть соединялась с нешарнирным штоком поршня, а верхняя часть поршня крепилась к нижней части болтами. Шток поршня был соединен с шатуном через крестовину. Крестовина скользила по вертикальным каналам с обеих сторон внутреннего картера.
Каждый цилиндр имел диаметр цилиндра 33,4 дюйма (850 мм) и ход поршня 41,3 дюйма (1050 мм). Поскольку поршень был двустороннего действия, а камера сгорания была нижней, рабочий объем каждого цилиндра был почти удвоен, как если бы это были два обычных цилиндра. Объем верхней камеры сгорания составляет 36 359 куб. Дюймов (595,8 л). Однако шатун, проходящий через нижнюю камеру сгорания, занимал около 3021 куб.
Первый запуск трехцилиндрового двигателя состоялся 12 марта 1911 года. Возникли серьезные задержки из-за технологических проблем. В январе 1912 года в результате аварии взорвались впускные коллекторы, в результате чего погибли десять рабочих. К 19 июня13, трехцилиндровый двигатель удовлетворил свои требования, производя 5400 л.с. (4027 кВт) при 90% мощности. Затем последовало строительство шестицилиндрового двигателя.
Первый запуск шестицилиндрового двигателя состоялся 23 февраля 1914 года.
К сентябрю 1914 года мощность двигателя составляла 10 000 л.с. (7 457 кВт) при 130 об/мин. К этому времени шла Первая мировая война; приоритеты сместились, и возникла нехватка. В апреле 1915 года один цилиндр проработал пять дней с мощностью более 2000 л.с. (1491 кВт). 24 марта 1917 года шестицилиндровый двигатель произвел 12 200 л.с. (9,098 кВт) при 135 об/мин в течение 12 часов. В апреле 1917 года двигатель прошел пятидневные приемочные испытания, работая на 90% мощности и производя 10 800 л.с. (8 054 кВт) при 130 об / мин.
Один из двигателей MAN M9Z 42/58, предназначенный для установки на крейсер класса Deutschland. Было изготовлено не менее 24 двигателей. ТНВД для каждого цилиндра можно увидеть над и под корпусом сбоку двигателя.
К середине 1917 года стало очевидно, что из-за задержек и войны двигатель никогда не будет использован, а остальные пять двигателей никогда не будут построены. Компания MAN решила испытать двигатель на пределе его возможностей. Стенд для испытаний двигателей в MAN не мог поглотить максимальную ожидаемую мощность всего шестицилиндрового двигателя, поэтому был запущен только один цилиндр.
16 октября 1917, один цилиндр производил 3570 л.с. (2662 кВт) при 145 об/мин. Если бы все шесть цилиндров могли соответствовать этой производительности, весь двигатель производил бы 21 420 л.с. (15 973 кВт). Позже двигатель был списан в результате Версальского договора.
После Первой мировой войны Германия вступила в период экономической разрухи. Лишь в 1926 году компания MAN разработала первый двигатель новой серии двухтактных дизелей двойного действия. Под наблюдением инженера Густава Пиелстика новые двигатели были похожи по концепции на двигатель двойного действия, построенный во время Первой мировой войны, но они включали много новых функций. Пиелстик разработал двигатели для подводных лодок MAN во время Первой мировой войны, но не работал над большим двигателем двойного действия.
Чертежи двигателя MAN M9Z 42/58 в разрезе. Поворотные выпускные клапаны расположены в направляющей между цилиндром и выпускным коллектором. Обратите внимание на длинные сквозные болты, которые проходят через весь двигатель.
Основная конструкция новых двигателей была сделана из стальных листов, сваренных вместе. Эта конструкция сохраняла жесткость двигателя, но делала его легче, чем с использованием литых компонентов. Между цилиндрами располагались пары очень длинных сквозных болтов. Они скрепляли центральную часть цилиндра, картера и коленчатого вала и позволяли разбирать отдельные цилиндры без ущерба для целостности двигателя в целом. Двуглавые поршни снова были сделаны из двух частей. Сверху шток поршня проходил через нижнюю часть поршня, которая навинчивалась на буртик на штоке. Верхняя часть поршня была навинчена на верхнюю часть штока поршня. Юбка верхней части поршня вошла в юбку нижней части. Герметичный зазор между юбками допускал дифференциальное расширение отдельных половин поршня. Поршень имел масляное охлаждение, как двигатель времен Первой мировой войны. Нижняя часть штока поршня ввинчивалась в траверсу. В отличие от двигателя времен Первой мировой войны, траверса новой серии скользила в креплении, прикрепленном только к одной стороне картера.
Новый двигатель не имел клапанов в цилиндре. В середине цилиндра располагались два ряда впускных каналов. Верхний ряд обслуживал верхнюю камеру сгорания, а нижний ряд обслуживал нижнюю камеру сгорания. Воздух нагнетался в цилиндр вспомогательным «насосным» двигателем. Топливо поступало в цилиндр через одну форсунку в верхней камере сгорания и две форсунки с каждой стороны штока поршня в нижней камере сгорания. Форсунки имели водяное охлаждение и подавали топливо в каждый цилиндр под давлением 3625–4350 фунтов на квадратный дюйм (250–300 бар). Сбоку от двигателя был установлен распределительный вал, который приводил в действие топливные насосы высокого давления. Каждый цилиндр имел верхний и нижний ТНВД, которые соответственно подавали топливо в верхнюю и нижнюю камеры сгорания. Оба насоса для каждого цилиндра управлялись одним кулачком на распределительном валу.
Вид в разрезе MAN L11Z 19/30 показывает, что поворотные выпускные клапаны расположены внутри выпускного коллектора для экономии места.
В остальном двигатель и цилиндр очень похожи на более крупные двигатели.
Каждая камера сгорания имела свои собственные выпускные отверстия, которые вели к отдельным коллекторам для верхней и нижней камер сгорания. Впускные и выпускные отверстия находились на одной стороне каждого цилиндра, и их взаимное расположение позволяло очищать цилиндр от петли. Поворотные клапаны внутри выпускных коллекторов перекрывали выпускное отверстие перед поршнем и позволяли заряжать цилиндр поступающим воздухом. Сам клапан поддерживался полой трубкой, по которой циркулировала вода для охлаждения клапана. В противном случае впускные и выпускные отверстия закрывались и открывались поршнем. Все двигатели новой серии использовали одинаковую базовую конструкцию цилиндров, но двигатели отличались диаметром цилиндра, ходом поршня и количеством цилиндров.
После испытаний цилиндров первым полностью собранным двигателем этого типа стал D4Z 23/34. В номенклатуре MAN «4» обозначает количество цилиндров на ряд, а «23/34» — диаметр цилиндра/ход поршня в см.
С диаметром цилиндра 9,1 дюйма (230 мм) и ходом цилиндра двойного действия 13,4 дюйма (340 мм) объем двигателя составляет около 6 591 куб. Дюймов (108 л). D4Z 23/34 производил 1000 л.с. (746 кВт) при 800 об/мин. D4Z 23/34 был запущен в 1927 году, и испытания прошли успешно.
27 марта 1928 г. Reichsmarine заключил контракт с MAN на разработку более мощного двигателя для крейсера Leipzig. Четыре двигателя M7Z 30/34 приводили в движение средний вал «Лейпцига», а два других вала приводились в движение паровыми турбинами. Семицилиндровый двигатель M7Z 30/34 имел диаметр цилиндра 11,8 дюйма (300 мм) и ход поршня 13,4 дюйма (340 мм). Каждый двигатель имел объем около 19 624 куб. Дюймов (321,6 л) и производил 3100 л.с. (2312 кВт) при 800 об / мин, что дает в общей сложности 12 400 л.с. (9247 кВт) для четырех двигателей.
По сравнению с паровой турбиной дизельный двигатель занимал меньше места, был проще в эксплуатации, имел почти мгновенную мощность и мог выйти из строя без катастрофических последствий.
Осколки, прошедшие через дизельный двигатель, остановят двигатель, скорее всего, один из нескольких. Шрапнель, проходящая через паровой котел, может привести к взрыву котла, что, скорее всего, приведет к гибели некоторых членов экипажа в помещении.
MAN L11Z 19/30, вид спереди. Распределительный вал проходил сбоку от цилиндров и управлял топливными насосами высокого давления. Рукоятка на передней части распределительного вала использовалась для регулировки распределительного вала, когда двигатель работал задним ходом. (Изображение Hermann Historica)
Reichsmarine решил использовать только дизельные двигатели для крейсеров класса Deutschland Panzerschiffe (броненосные корабли): Deutschland (позже переименованный в Lützow ), Admir Аль Шеер и Адмирал Граф Шпее . На этих кораблях четыре девятицилиндровых двигателя приводили в движение каждый из двух гребных валов. Двигатели были заказаны в октябре 1928 года для Deutschland , 9 января 1930 года для Admiral Scheer и 14 марта 1931 года для Admiral Graf Spee .
Тип двигателя для этих кораблей был M9Z 42/58. Девятицилиндровый двигатель двойного действия с диаметром цилиндра 16,5 дюйма (420 мм) и ходом поршня 22,8 дюйма (580 мм) имеет рабочий объем 84 359 куб. Дюймов (1382 л). Каждый двигатель производил 7100 л.с. (2,494 кВт) при 450 об/мин и весил около 110 тонн (100 тонн). В совокупности восемь двигателей обеспечивали общую мощность 56 800 л.с. (42 356 кВт).
Учебный артиллерийский корабль ( Artillerieschulschiff ) Bremse был заказан в 1931 году. Корабль приводился в движение восемью двигателями M8Z 30/44 — по четыре двигателя на каждом из двух гребных валов. M8Z 30/44 был тем же двигателем, что и Leipzig, но с дополнительным цилиндром. Восьмицилиндровый двигатель M8Z 30/44 имел диаметр цилиндра 11,8 дюйма (300 мм) и ход поршня 13,4 дюйма (340 мм). Его объем составлял 22 427 куб. Дюймов (367,5 л), а мощность — 3350 л.с. (2,49 л).8 кВт) при 600 об / мин, что дает в общей сложности 26 800 л.с. (19 985 кВт) для восьми двигателей.
Легкий крейсер Nürnberg был заказан в 1933 году и использовал комбинацию дизельных двигателей и паровых турбин, как и его родственный корабль Leipzig. Четыре двигателя M7Z 32/44 приводили в движение центральный вал корабля. Двигатели были больше, чем те, что использовались на «Лейпциге», но имели такую же номинальную мощность. Двигатель M7Z 32/44 имел диаметр цилиндра 12,6 дюйма (320 мм) и ход поршня 17,3 дюйма (440 мм). Семицилиндровый двигатель рабочим объемом 28,894 куб. Дюйма (473 л) и производил около 3100 л.с. (2312 кВт) при 600 об / мин, что дает в общей сложности 12400 л.с. (9247 кВт) для четырех двигателей.
Поршень, шток поршня, шатун и секция коленчатого вала для M9Z 65/95. Половинки поршня навинчивались на шток поршня, который навинчивался на траверсу. Можно увидеть маслопровод, прикрепленный к поперечной головке. Сборка выставлена в Немецком музее в Мюнхене. (enwo image)
Примерно в 1933 году Reichsmarine обратились к паровым турбинам для удовлетворения своих потребностей в энергии, поэтому финансирование больших дизельных судовых двигателей MAN было сильно сокращено.
В то же время для новейших немецких дирижаблей LZ 129 требовался новый двигатель. Гинденбург и LZ 130 Граф Цеппелин II . Компания Pielstick адаптировала базовую конструкцию дизельного двигателя двойного действия для создания более легкого и компактного двигателя L7Z 19/30. После того, как двигатель Daimler-Benz DB 602 был выбран для дирижаблей, MAN добавил четыре цилиндра к двигателю L7Z, чтобы создать 11-цилиндровый L11Z 19/30 для морского использования. В L11Z 19/30 использовался вентилятор с приводом от двигателя для обеспечения впуска воздуха и продувки цилиндров. Двигатель имел диаметр цилиндра 7,48 дюйма (190 мм), ход поршня 11,81 дюйма (300 мм) и общий рабочий объем около 10,9 л.79 у.е. в (179,9 л). L11Z 19/30 имел максимальную мощность 2000 л.с. (1491 кВт) при 1050 об/мин и постоянную мощность 1400 л.с. (1044 кВт) при 900 об/мин. Двигатель был примерно 157 дюймов (4,0 м) в длину, 39 дюймов (1,0 м) в ширину и 98 дюймов (2,5 м) в высоту. Он весил около 8 378 фунтов (3800 кг) и был двусторонним.
Двигатели L11Z 19/30 использовались на торпедных катерах, по три двигателя устанавливались на каждый Schnellboot от S 14 до S 17 (S 14 был спущен на воду в январе 1936 г.) и четыре двигателя устанавливались на Versuchs Schnellboot VS 5 9.0204 (спущен на воду в январе 1941 г.). Три двигателя L11Z 19/30 от S 15 уцелели. Один двигатель находится в музее MAN в Аугсбурге; один находится в Немецком музее в Мюнхене, а другой — в частной коллекции.
В 1935 году под руководством нацистов Reichsmarine был переименован в Kriegsmarine . В том же году Кригсмарине инициировали проектирование новых линкоров H-класса. Первые корабли будут оснащены дизельными двигателями. В 1938 году Кригсмарине продемонстрировал новый интерес к большим судовым дизельным двигателям, и финансирование разработки MAN было существенно увеличено. Компания MAN разработала двигатель M9Z 65/95 для линкоров класса H в 1938 году. Четыре таких двигателя приводили в движение каждый из трех валов.
Девятицилиндровый двигатель имел диаметр цилиндра 25,6 дюйма (650 мм), ход поршня 37,4 дюйма (950 мм) и общий рабочий объем примерно 330 945 куб. дюймов (5423 л). M9Z 65/95 весил около 248 тонн (225 тонн) и имел непрерывную мощность 12 500 л.с. (9,321 кВт) при 256 об/мин и аварийную мощность 13 750 л.с. (10 253 кВт) при 265 об/мин. 12 двигателей давали в общей сложности 150 000 л.с. (111 855 кВт) в непрерывном режиме и 165 000 л.с. (123 040 кВт) в аварийном режиме. В начале 1939 года 24 двигателя M9Z 65/95 были заказаны Kriegsmarine , а позже в том же году последовал еще один заказ на 24 двигателя. Однако в конце 1939 года заказы были отменены, и был построен только один испытательный двигатель. Этот двигатель был испытан в 1940 году, но был уничтожен во время налета союзной авиации. Узел поршня и штока сохранился и отображается в Немецкий музей в Мюнхене. Линкоры H-класса построены не были.
Двигатель MAN V12Z 32/44 в разрезе показывает конструкцию цилиндра, подобную используемой в рядных двигателях, но с совершенно другим расположением коллектора.
Большой верхний коллектор был впускным, а три других — выпускным. Обратите внимание на распределительный вал и топливные насосы на внешней стороне рядов цилиндров.
К 1939 году компания Pielstick использовала базовую конструкцию цилиндров предыдущих двигателей для создания более крупных и мощных двигателей V-образной конфигурации с 24 цилиндрами. Двигатели V-24 имели угол крена 45 градусов и новое расположение коллектора, но конструкция цилиндра и другие компоненты были аналогичны предыдущим рядным двигателям. В V-образной части двигателя располагался нижний выпускной коллектор, собиравший выхлопные газы из нижних камер сгорания. Над этим коллектором находился впускной коллектор, обслуживающий все цилиндры. Каждый ряд цилиндров имел верхний выпускной коллектор, в который собирались выхлопные газы из верхних камер сгорания. Эти коллекторы располагались между впускным коллектором и соответствующим рядом цилиндров. Распределительный вал впрыска топлива и насосы располагались на внешней стороне рядов цилиндров.
Вентилятор с приводом от двигателя располагался в задней части двигателя и подавал воздух во впускной коллектор.
Первый V-24 получил обозначение V12Z 42/58, и двигатель был разработан для немецких линейных крейсеров класса O, с четырьмя двигателями, приводящими в движение каждый из двух валов. Третий вал приводился в движение паровой турбиной. V12Z 42/58 имел диаметр цилиндра 16,5 дюйма (420 мм), ход поршня 22,8 дюйма (580 мм) и рабочий объем около 224 957 куб. Дюймов (3686 л). 150,5-тонный (136,5-тонный) двигатель производил 15 600 л.с. (11 633) при 450 об/мин. Восемь двигателей, запланированных для использования в O-классе, должны были производить в общей сложности 124 800 л.с. (93 063 кВт), но O-класс был отменен, и корабли не были построены. Был построен один двигатель V12Z 42/58, который прошел 200-часовой испытательный пробег, развивая постоянную мощность 10 000 л.с. (7 457 кВт) при 243 об / мин.
Вторым меньшим двигателем V-24 был V12Z 32/44 (иногда называемый V24Z 32/44).
Этот двигатель был разработан в 1940 году для Zerstörer 1942 , один из которых был построен, Z 51 . Большинство источников утверждают, что Z 51 был оснащен шестью двигателями, по два двигателя на каждый из трех валов. Другие источники утверждают, что на центральном валу было четыре двигателя, а на внешних валах — по одному двигателю. V12Z 32/44 имел диаметр цилиндра 12,6 дюйма (320 мм) и ход поршня 17,3 дюйма (440 мм). Объем двигателя около 99 066 куб. Дюймов (1623 л) и производил 10 000 л.с. (7 457 кВт) при 600 об / мин. Планировалась версия с турбонаддувом, которая увеличила бы мощность до 16 000 л.с. (11 931 кВт). V12Z 32/44 весил 56,0 тонн (50,8 тонны), а версия с турбонаддувом — 66 тонн (60 тонн). Эсминец Z 51 был почти готов, когда он был потоплен во время атаки союзников 21 марта 1945 года. Источники утверждают, что было построено четыре или шесть двигателей V12Z 32/44. Один двигатель сохранился и выставлен в Музее автомобилей и техники в Зинсхайме.
Двигатель MAN V12Z 32/44 в разработке. Вентилятор был установлен в задней части двигателя. Обратите внимание на множество панелей доступа, встроенных в картер двигателя.
В начале 1950-х годов MAN снова предложил свои двухтактные дизельные двигатели двойного действия. Самым большим из этих послевоенных двигателей был D8Z 70/120. С диаметром цилиндра 27,6 дюйма (700 мм) и ходом поршня 47,2 дюйма (1200 мм) восьмицилиндровый двигатель имел рабочий объем 430 953 куб. Дюйма (7062 л) и производил 8000 л.с.66 кВт) при 120 об/мин. Более эффективные двигатели, требующие меньшего обслуживания, обогнали двухтактные силовые установки двойного действия. Сегодня MAN продолжает производить дизельные двигатели для автомобильной, промышленной и морской техники.
* Maschinenfabrik Augsburg AG работал с Рудольфом Дизелем. Компания объединилась с Maschinenbau-AG Nürnberg в 1898 году и стала Vereinigten Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesellschaft Nürnberg (Объединенный машиностроительный завод в Аугсбурге и машиностроительная компания в Нюрнберге).
В 1908, компания была переименована в Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN).
24-цилиндровый двигатель MAN V12Z 32/44, выставленный в Музее автомобилей и техники в Зинсхайме. Автомобили позади двигателя дают представление о размере двигателя. Обратите внимание на большой корпус вентилятора, прикрепленный к двигателю. Шесть таких двигателей должны были приводить в действие эсминец Z 51. (Изображение Technik Museum Sinsheim und Speyer)
Источники:
– «Многоцилиндровый двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1,836,498 Густава Пилстика (выдан 15 декабря 1931 г.)
– «Двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1 887 661 Густав Пилстик (выдан 15 ноября 1932 г.)
– «Топливный клапан» Патент США 1 919 904 9020 4 Густава Пиелстика (предоставлено 25 июля 1933)
– «Поршень для двигателей внутреннего сгорания двойного действия» Патент США 1,922,393 Густава Пилстика (выдан 15 августа 1933 г.)
– «Двигатель внутреннего сгорания» Патент США 1,962,523 Густава Пилстика 12 июня 1934)
— «Корпус для вертикального силового двигателя внутреннего сгорания» Патент США 1,969,031 Густава Пилстика (выдан 7 августа 1934 г.