Liucijus

Pradžia » Straipsniai » Rankraščiai » Technika » Dyzelių unifikacija (LT)

Dyzelių unifikacija (LT)

El. paštas Spausdinti PDF

UNIFIKACIJA PLIUS ELEKTONIKA

Liucijus Suslavičius 

Stambieji sunkvežimių gamintojai šiandien “spraudžiami į griežtus rėmus”- iš vienos pusės, jie turi gaminti ekologiškus ir ekonomiškus sunkvežimius, kaip to reikalauja vis griežtesni įstatymai, antra vertus, pirkėjai nori kuo įvairesnių savo galia,   dydžiu ir panaudojimo galimybėmis mašinų. Kad gaminti kuo efektyviau, visi gamintojai naudoja senai žinomą principą – agregatų, mazgų ir detalių unifikaciją. Bet kaip užtikrinti unifikaciją didelio tonažo sunkvežimių klasėje, jei dėl užsakovų pageidavimų vienam ir tam pačiam sunkvežimio modeliui reikia variklių gamos, kurios galingumo ribos – nuo 250 iki daugiau kaip 500 AG? Sekti lengvųjų automobilių gamintojų pavyzdžiu, kurie kiekvienai galingumo klasei turi parengę skirtingo darbo tūrio ir skirtingo cilindrų skaičiaus variklius? Bet tai reikalautų ne tik didelių laiko ir lėšų sąnaudų, kurios atsipirktų labai negreit, žinant, kad krovininių automobilių “tiražai” žymiai mažesni, nei lengvųjų, bet ir apsunkintų aprūpinimą atsarginėmis dalimis.

Todėl jau prieš porą dešimtmečių gamintojai ėmė naudoti gana paprastą metodą dyzelinių variklių gamai su skirtingais galingumais sukurti – kiekvienas gamintojas sukūrė standartinį cilindrą (ir jam skirtą stūmoklį bei švaistiklį), kurių skaičių varijuojant, galima buvo sukurti keletą konstruktyviai analogiškų, tik besiskiriančių darbo tūriu variklių modelių. Pavyzdžiui, koncernas “Daimler Benz” naudojo tuos pačius maždaug dviejų litrų tūrio cilindrus ir V-6, ir V-8 tipo varikliams. Sekantis dyzelių konstruktorių žingsnis rėmėsi senai žinoma priklausomybe tarp variklio išvystomos galios bei į cilindrus paduodamo oro kiekio. Turint turbokompresorių, kuris gali didinti šį oro kiekį, ir paduodant atitinkamą degalų porciją , buvo visai nesunku sukurti kelias to paties darbo tūrio variklio modifikacijas, besiskiriančias išvystomu galingumu ir sukimo momentu. Išvystomą galingumą tuo periodu ribojo tik dyzelio su turbokompresoriumi cilindre degimo metu pasiekiamas slėgis, kuris negalėjo viršyti detalių atsparumo ribos.

Bet konstruktorių džiaugsmas, išsprendus jiem iškeltus uždavinius truko neilgai – įstatymų leidėjams patvirtinus “Euro 1”reikalavimus variklių išmetamų dujų toksiškumui, darbą reikėjo pradėti iš naujo. Gamtos dėsniams nepasipriešinsi – didinant degimo metu slėgį cilindre, jame kilo degimo proceso temperatūra, o kartu ir jo metu susidarančių azoto oksidų kiekis, gi slėgiui mažėjant, degimo temperatūra krinta, iš karto mažėja azoto oksidų , bet neleistinai išauga išmetamų nesudegusių angliavandenilių kiekis. Ir tai ne viskas – reikia dar atsižvelgti į anglies monoksido ir suodžių išmetimo normas, kurioms pasiekti reikia didinti į cilindrą paduodamo oro perteklių. Kartu reikia pasistengti, kad degalų sąnaudos būtų jei ne minimalios, tai bent jau priimtinos.

Kaip suprantate, optimaliai išspręsti visas šitas problemas buvo galima tik žengus kokybiškai naują žingsnį - panaudojus aukšto slėgio degalų įpurškimo sistemas, valdomas mikroprocesoriaus. Tiesa, susidoroti su ”Euro 1” ir “Euro 2” keliamais reikalavimais kai kurioms firmoms pavyko, tobulinant tradicines mechanines maitinimo sistemas, bet toliau žengti be elektronikos nepavyko. Tik elektronika gali nepaprastai tiksliai suderinti įpurškimo pradžios momentą, įpurškimo trukmę ir įpurškimo slėgį viso proceso metu su alkūninio veleno padėtimi. Juk nustatyta, kad įpurškimo pradžios paklaida vienu alkūninio veleno pasisukimo kampo laipsniu gali padidinti teršalų kiekį net 15%. Sukurti tokią elektroninę sistemą nelengva, bet visos išlaidos atsiperka, nes toliau vien tik keičiant elektroniniame bloke įrašytus parametrus, galima iš to paties darbo tūrio “išspausti” ir 350, ir 500 AG, ką šiandien sėkmingai daro dauguma gamintojų(žiūr. lentelę). Visgi ne visada elektronika gali atstoti darbo tūrį. Todėl tebetęsiama praktika gaminti vienu metu dvi, o geriau – net tris unifikuotas skirtingo darbo tūrio variklių šeimynas su vienodus parametrus turinčiais cilindrais ir stūmokliais. Tuomet reikia mažiau pastangų, kad sukurti optimizuotus, “nepertemptus” termiškai bei mechaniškai variklius, galinčius patikimai dirbti daugelį metų. Beje, tokiems varikliams nesunku sukurti unifikuotus elektroninius valdymo blokus su tomis pat programomis.

Visgi inžinierių išradingumui ribų nėra – jie sugalvoja vis naujus būdus variklių darbo efektyvumui padidinti dar ir kitais, nei įgalina šiuolaikinė elektronika, būdais. Štai nauji IVECO dyzeliai komplektuojami sklandžiai keičiančiais savo parametrus turbokompresoriais, leidžiančiais užtikrinti maksimalų variklio sukimo momento dydį žymiai platesniame, nei įprasta, alkūninio veleno sūkių diapazone. O su švedų firmos “Scania” vardu jau geras dešimtmetis siejama “Turbocompound” technologija, kai antroji išmetimo trakte įrengta turbina per reduktorių tiesiogiai suka variklio smagratį, padidindama išvystomą galią beveik dešimčia procentų be jokių papildomų degalų sąnaudų. Kitų principinių naujovių šioje srityje šiandien įvardinti dar negalime, bet juk technikos progresas nesustoja nei valandėlei, ir tikrai galime laukti naujų, gal būt, visiškai netradicinių sprendimų.

Modernių dyzelių šeimynų palyginamoji lentelė

 

Šeimyna

Darbo tūris, l

Iki 330 AG

340-370 AG

380-440 AG

450-480

AG

Virš 480 AG

DAF XE

12,8

-

x

x

x

x

Iveco Cursor 8/10

7,8/10,3

x

x

x

-

-

MAN D 28

12,0/12,8

x

x

x

x

x

Mersedes OM 501 LA12,0xxxx-Renault E-Tech12,0--xx-Scania DC/T 12/1111,7/10,6-xxx-Volvo D12 D12,1-xxxxX – šios klasės variklis gaminamas