Кіріспе

Турбодизель және турбодизель деп те жазылатын турбодизель термині турбокомпрессормен жабдықталған кез келген дизельді қозғалтқышқа қатысты. Басқа қозғалтқыш түрлері сияқты, дизельді қозғалтқышты турбоқалықтау оның тиімділігін және қуатын айтарлықтай арттыра алады, әсіресе интеркулермен бірге қолданылғанда. Дизельді қозғалтқыштардың турбоқондырғысы 1920 жылдары ірі теңіз және стационарлық қозғалтқыштармен басталды. 1950 жылдардың ортасында турбодизельді қозғалтқыштармен жүк көліктері, 1970 жылдардың соңында жолаушылар автомобильдері пайда болды. 1990 жылдан бастап турбодизельді қозғалтқыштардың сығылу коэффициенті төмендеп келеді.

Тарих

Турбокомпрессорды 20-ғасырдың басында Швейцария инженері және Gebrüder Sulzer қозғалтқыш өндіруші компаниясының дизельді қозғалтқыштар зерттеу бөлімінің басшысы Альфред Бюхи ойлап тапты. Бұрынғы уақытта турбокомпрессор дизельді қозғалтқыштарда пайдаланылатын болған, өйткені 1905 жылы Бючидің патенті турбокомпрессордың дизельді қозғалтқыштарға тиімділігін арттыра алатынын атап өтті. Алайда, алғашқы турбокомпрессорлы қозғалтқыштар 1925 жылы ғана шығарылды. Ол 10 цилиндрлі турбодизельді теңіз қозғалтқыштары болды. Ол неміс жолаушылар кемелері Преусен мен неміс миналық Хансестадт Данцигте қолданылды. 1925 жылы Бюхи кезекті турбоқондырғышты ойлап тапты, ол Гельмут Пухердің (2012) айтуынша қазіргі заманғы турбоқондырғышты технологияның бастауын білдіреді. 1920-ші жылдардың аяғында бірнеше өндірушілер теңіз және стационарлық пайдалану үшін ірі турбодизельдерді өндірді, мысалы, Sulzer Bros., MAN, Daimler Benz және Paxman. Технологияның кейінгі жетістіктері турбокомпрессорларды қозғалтқыштың жылдамдығы жоғары кішігірім қозғалтқыштарда қолдануға мүмкіндік берді, сондықтан турбодизельді локомотивтер 1940-жылдардың соңында пайда бола бастады. 1951 жылы MAN 1 МВт-тық K6V 30/45 м. А. А. прототиптік қозғалтқышын құрды, ол өз кезегінде 45,7 пайыз тиімділікке тең болатын өте аз отынды тұтынуға ие болды. Бұл бес сатылы осьтік компрессордан тұратын, тоғыз сатылы радиалды компрессормен және интеркулермен біріктірілген турбокомпрессордың озық құрылымы арқасында мүмкін болды. Жолға шығатын көліктерде турбодизельді қозғалтқыштардың қолданылуы 1950 жылдардың басында жүк көліктерде басталды. 1951 жылы MAN MK26 жүк көлігінің прототипі таныстырылды, содан кейін 1954 жылы MAN 750TL1 турбодизельді өндіріс моделі пайда болды. Volvo Titan Turbo жүк көлігі де 1954 жылы шығарылды. 1960 жылдардың аяғында артып келе жатқан қуатты жүк машиналарының сұранысы Cummins, Detroit Diesel, Scania AB және Caterpillar Inc. компанияларының турбодизельді машиналарын шығаруға әкелді. 1952 жылы Камминс Дизель Специал Индианаполис 500 автожарысына қатысқан алғашқы турбоқондырғысы бар автомобиль болды және pole position бойынша біліктілік алды. Көлікте алты қатарлы қозғалтқыш болды. 1960 және 1970 жылдары жолаушылар автомобильдері үшін кіші турбодизельді қозғалтқыштарға арналған зерттеулер бірнеше компаниялар жүргізді. Rover 1963 жылы 2,5 л төрт цилиндрлі турбодизельді прототипті құрды, ал Mercedes Benz 1976 жылы Mercedes Benz C111 IID тәжірибелік көлігінде бес цилиндрлі интеркулингті турбодизельді қозғалтқышты қолданды. Бірінші турбодизельді автомобиль - бұл Мерседес Бенц 300SD (W116) седан, ол 1978 жылдың ортасынан бастап АҚШ-та сатылды және OM617 бес цилиндрлі қозғалтқышымен жабдықталды. Бір жылдан кейін Peugeot 604 D Turbo Еуропада сатылатын алғашқы турбодизельді автомобиль болды. Турбодизельді автомобильдер Еуропада 1980 жылдардың аяғы мен 1990 жылдардың басында кеңінен шығарыла бастады, бұл үрдіс бүгінгі күнге дейін жалғасып келеді. 1990 жылдан бастап турбодизельді қозғалтқыштардың қысым коэффициенті төмендеп келеді, себебі қысым коэффициенті төмен турбокомпрессорлы қозғалтқыштардың меншікті қуаты мен ауаға шығатын шығарындылары жақсырақ. Жанама инъекцияланатын қозғалтқыштарда 18,5 немесе одан жоғары қысылу қатынасы бар. 1990 жылдардың соңында жалпы теміржол қозғалтқыштарының енгізілуімен, сығылу қатынастары 16,5 - 18,5 аралығына дейін төмендеді. Euro 6 қоқыс шығарындылары ережелеріне сәйкес 2016 жылдан бастап шығарылған кейбір дизельдік қозғалтқыштарда сығылу коэффициенті 14,0-ге тең.

Сипаттамалары

Турбокомпрессор дизельдік қозғалтқыштың қуатын айтарлықтай арттыра алады, бұл ең жоғары қуаты мен салмағының арақатынасын тең бензиндік қозғалтқыштың шамасына жақындатады. Соңғы онжылдықта шағын және үлкен қуаты бар турбодизельдердің қуаты, отын үнемдеуі, шуы, тербелісі және қаттылығы жақсарғандықтан, олар белгілі бір нарықтарда, әсіресе Еуропада кеңінен қолданыла бастады, онда олар (2014 жылға қарай) жаңа автомобильдердің 50% -дан астамын құрайды. Турбодизельді қозғалтқыштар әдетте автомобильде қолдануға табиғи аспирациялық дизельді қозғалтқыштарға қарағанда икемді болып саналады. Турбодизельдер айналым диапазонында айналым моментінің қолайлы таралуына арналған болуы мүмкін немесе егер олар коммерциялық мақсатта жасалса, нақты пайдалануына байланысты берілген айналым кезінде айналым моментін жақсартуға арналған болуы мүмкін. Табиғи аспирациялық дизельдердің, кем дегенде, бірде-бір ерекшелігі жоқ, бірдей қуаттылығы бар бензиндік қозғалтқыштан төмен қуаттылығы бар, сонымен қатар дизельдік қозғалтқыштың әлдеқайда жоғары сығылу коэффициентінің үлкен қысымына төзу үшін мыстықтар мен колентаның бұрыштамалары сияқты күшті (және сондықтан ауыр) ішкі компоненттер қажет. Бұл факторлар табиғи аспирациялық дизельдерге қуат пен салмақ арақатынасын нашар етеді. Турбокомпрессордың салмағы өте аз, бірақ қуаттылығы, айналым күші және тиімділігі айтарлықтай жақсарады. Турбокомпрессорды орнату дизельді қозғалтқыштың қуаты мен салмағының арақатынасын баламалы бензиндік агрегаттың деңгейіне дейін жеткізе алады, бұл турбодизельді автомобильде қолдануға қолайлы етеді, онда өндірушілер таңдалған қуат агрегатының түріне қарамастан, барлық диапазонда салыстырмалы қуат шығыстарын және басқару сапасын көздейді.