ДВС ― прощаться ещё рано
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ . ЧАСТЬ 1
Игорь Павлов
В 2021 году тенденция прошлогоднего пандемийного падения на российском рынке строительных и дорожных машин сменилась взрывным ростом . Да таким , о котором ещё год назад не приходилось даже мечтать .
Многие специалисты-аналитики считают , что ещё рано списывать дизельный двигатель со счетов . Они уверены , что в ближней и средней перспективе роль этих источников энергии , особенно в секторах коммерческих грузовых автомобилей и специальной техники , по-прежнему будет велика . Для таких выводов есть несколько причин .
Во-первых , статистика подтверждает : выпуск дизельных двигателей в мире в последние годы устойчиво растёт . Во-вторых , в результате научно-исследовательских работ , в которые инвестируют ведущие производители двигателей и топлива , экологичность и топливная экономичность современных дизельных двигателей фундаментально улучшились , а стоимость эксплуатации понизилась . У лучших образцов современных дизелей уровень вредных выбросов стремится к нулю , а по удельной мощности на единицу массы им нет равных среди других источников энергии . Техника с дизельными двигателями ещё достаточно долго будет стоить дешевле , чем машины с электроприводом . Доводка новых источников энергии , таких как электрические приводы с батареями и водородные топливные элементы , до стадии конкурентоспособного по цене серийного производства пока ещё в будущем ― прекрасном , но довольно далёком .
Поэтому совершенствование дизельных двигателей по-прежнему имеет очень важное значение .
Целой « россыпью » инновационных разработок отметилась в 2021 году компания Cummins .
Технология отключения цилиндров ( CDA , Cylinder Deactivation ― англ .) на режимах холостого хода и малых нагрузок как способ экономии топлива известна и применяется давно , но в основном на бензиновых двигателях легковых автомобилей , причём класса « премиум », т . к . технология эта достаточно сложная и дорогая . В дизельных двигателях коммерческих большегрузных автомобилей , горной , строительной и прочей специальной техники эта технология широкого применения пока не нашла по указанным выше причинам ― из-за высокой технической сложности и дороговизны .
Однако в настоящее время в связи с ужесточением норм токсичности двигателей мобильной техники и всеобщей борьбой против парниковых газов технология CDA признана специалистами перспективным методом , позволяющим снизить уровень вредных выбросов в отработавших газах ( ОГ ) дизельных двигателей высокой мощности , не внося кардинальных изменений в их конструкцию .
Высокофорсированные дизели применяются на тяжёлых магистральных грузовиках и мощной внедорожной спецтехнике . Отключение части цилиндров на дизельных двигателях обеспечивает уменьшение расхода топлива ( до 40 % без снижения вырабатываемой мощности ), а также выбросов окислов азота NO x и частиц углерода ( сажи ).
Компания Cummins в сотрудничестве с инжиниринговыми компаниями Jacobs и Tula ( все ― США ) работает над усовершенствованием работы гидропривода впускных и выпускных клапанов в составе системы CDA дизельного двигателя . При отключении подачи топлива в некоторых цилиндрах клапаны остаются закрытыми . В результате часть цилиндров перестаёт работать , а остальные цилиндры начинают работать с более высокой нагрузкой и КПД . Увеличиваются и температуры в камерах сгорания работающих цилиндров , и температуры отработавших газов в системе выпуска , и соответственно температуры ( примерно со 150 до 250 ° С ) в каталитическом нейтрализаторе ОГ ( системы селективной каталитической нейтрализации с использованием реагента-мочевины SCR ). С повышением температуры нейтрализатор SCR начинает работать гораздо эффективнее . К тому же в нём и в сажевом фильтре DPF накапливается меньше золы и сажи , их реже нужно « прожигать » ( очищать ) и затрачивать на это топливо .
Cummins B6.7 Stage V Cummins и Daimler заключили соглашение о производстве двигателей Евро 7