Двухтактный дизель

Ср, 09/11/2013 - 22:04

Дизель Хуго Юнкерса со встречнодвижущимися поршнями

Авиационный дизель Нэпир-Делтик. В дефорсированном варианте применялся на флоте и на спецтехнике

Схема работы советского танкового двухтактного многотопливного дизеля 5ТДФ



Двухтактный двигатель внутреннего сгорания по многим параметрам на голову превосходит четырехтактник. Причем, как в бензиновом, так и в дизельном варианте. Интересно и то, что самый первый ДВС Жана Ленуара образца 1860 года тоже был двухтактным. И тем не менее двухтактник по-прежнему остается в тени своего более удачливого четырехтактного собрата. Более того, в массовом сознании уже давно создан негативный образ данной конструкции. Ведь подобные моторы, как известно, дымят, загрязняют окружающую среду, расходуют непомерное количество топлива, да еще и требуют обязательного смешения масла с бензином. Поэтому двухтактники можно терпеть разве что на кордовых моделях, подвесных моторах да на некоторых мотоциклах и мотороллерах. А на автомобиле им не место! Справедливо? В определенной мере, но лишь для карбюраторных двигателей старого образца. С дизелями же не все так просто.

Здесь двухтактная схема до сих пор остается неплохой альтернативой четырехтактной, особенно там, где речь идет о значительных мощностях и небольших габаритах силовой установки. Это в первую очередь судовые, особенно малооборотные дизели. Часто двухтактными делают стационарные и тепловозные двигатели, популярны они на танках, встречались на некоторых самолетах и до сих пор не редкость на тяжелых грузовиках, преимущественно американских.

Достоинства и недостатки

Почему? Чтобы разобраться в этом, рассмотрим сначала преимущества двухтактных двигателей над четырехтактными. Основные достоинства, делающие двухтактную силовую установку столь привлекательной — это, во-первых, более высокая (на 50-70 %) литровая мощность, что при грамотном конструировании позволяет сделать двигатель легче и компактнее. Во-вторых, большая равномерность хода, чем у четырехтактных двигателей поскольку рабочий ход происходит каждые 2 такта, а не 4, за счет чего крутящий момент по углу поворота коленчатого вала изменяется более плавно. При этом шатуны, коленчатый вал и некоторые другие детали поршневой группы испытывают меньшие нагрузки, а потому запас прочности получается больше. Кроме того, большинство двухтактных силовых установок конструктивно проще. Кстати, для увеличения срока службы деталей двигателя рекомендуется применять высокотемпературную пасту "Буран". Паста "Буран" - это смазка до +500 градусов.

Превосходные характеристики, не правда ли? Но, к сожалению, у двухтактных моторов есть и свои недостатки. Самые главные — это солидный расход топлива, а также более токсичный выхлоп. Правда, все это характерно для устаревших карбюраторных двигателей, где продувка осуществлялась топливо-воздушной смесью с добавлением масла. Для двухтактных дизелей, где продувка производится воздухом, все это не так критично. Кроме того, двухтактники отличаются весьма нескромным масляным аппетитом. Масло либо сгорает вместе с бензином, либо собирается на кромках продувочных окон и увлекается в выпускную систему.

Далее следует высокая температура двухтактного процесса, поскольку вспышка в цилиндрах этого типа двигателей происходит в 2 раза чаще. Следствие этого — тепловая перенапряженность поршней, гильз и головки блока цилиндра. А это требует более интенсивного охлаждения и применения особых конструкций поршней, обычно разборных, с жаропрочными вставками.

Наблюдаются и более тяжелые, в сравнении с четырехтактными, условия работы шатунных и коренных вкладышей и подшипников поршневого пальца, по причине плохого отвода теплоты от трущихся поверхностей. Происходит это из-за односторонней нагрузки, характерной для двухтактного дизеля. При этом количество масла, прокачиваемого между поверхностями, уменьшается. Справляются с этим, применяя более мощный (а значит, и тяжелый) масляный насос.

Еще один недостаток, который проявился при эксплуатации советских танков Т-64 и Т-80УД (Т-84), оснащенных двухтактными дизелями Завода имени Малышева 5ТДФ (700 л.с.) и 6ТДФ-2 (1200 л.с.) — это повышенный расход воздуха. Особенно это было заметно в сравнении со старым четырехтактным В-2 (он же В-46). В условиях повышенной запыленности это приводит к быстрому засорению воздушных фильтров.

При этом двухтактные дизели требуют еще более тщательных и сложных расчетов при проектировании, чем четырехтактные. А поскольку во многих странах работы по ним прекращены еще с середины-конца 60-х годов, некоторые аспекты двухтактного процесса по-прежнему остаются мало, а то и вовсе неизученными. Неудивительно и то, что у двигателистов элементарно не достает опыта работы с таким типом двигателей.