Napier Deltic – двигател без клапани

Източник: singletrackworld.com


Двигателят Napier Deltic представляв двутактов дизелов двигател с насрещно разположени бутала в един цилиндър, без клапани и картер и три колянови вала. Названието Deltic идва от гръцката буква делта, която се изписва като равнобедрен триъгълник и е намек за разположението на валовете. Делтообразните двигатели били разработени още по време на Втората световна война за бързи торпедни катери. В началото тези плавателни съдове били задвижвани от бензинови двигатели, но поради лесната запалимост на горивото и високия разход на гориво съюзниците започнали да търсят алтернативини варианти. Проблемът на тогавашните дизелови двигатели бил, че имали много ниска мощност при относително високо тегло.

Конструкция

Двигателят Napier Deltic разполага с три колянови вала, а буталата работят по две в един цилиндър като се движат едно срещу друго. При двигателите, с по две бутала в цилиндър липсва тежка цилиндрова глава с клапани и разпределителни валове. На двата края на всеки цилиндър са разположени колянови валове, които са зацепени помежду си, посредством зъбни предавки. При движението си буталата “разкриват” всмукателните и изпускателните отвори. В началото двигателят имал две версии с 9 и с 18 цилиндъра. Фазите на коляновите валове били така подбрани, че потокът на входящия въздух и отработените газове бил насочен в една посока. Въздухът в цилиндрите се подавал под налягане.

Napier Deltic - редукторОсновният проблем пред инженерите на Napier Deltic ил да синхронизират движението на буталата в трите цилиндъра на всяка делта. Тази задача не била никак лесна и немските инженери от Junkersmotoren вече били изоставили проект за подобен двигател поради същия проблем. Един човек от британския екип обаче измисл решение. Той дори не бил инженер, а старши чертожник, но се сетил, че единият от трите колянови вала трябвало да се върти в противоположна посока на останалите два. Това станало възможно след преработване на зъбните предавки.

В крайна сметка всеки един от трите колянови вала, задвижвал две бутала в една равнина, които се движели срещу друго бутало в същия цилиндър. И понеже липсвал класически газоразпределителен механизъм самите бутала играели ролята на клапани. При раздалечаването си след експлозията буталата достигали долно мъртво положение, като едното бутало позволявало на отработилите газове да излязат от цилиндъра през изпускателните отвори, а другото бутало отваряло пътя на пресения въздух, който да постъпи в цилндъра.

За да се получи по-добро отвеждане на газовете изходящото бутало по-рано отваряло пътя на отработените газове, а малко след това другото бутало освобождавала пътя на пресния въздух. По този начин цилиндърът се запълвал максимално добре с пресен въздух. Дизеловото гориво се подавало през специални дюзи в средата на цилиндъра по дължина. Въпреки липсата на разпределителни валове двигателят все пак разполагал с гърбични валове, които служели за управление на дюзите и техните помпи, защото за всеки цилиндър освен отделна дюза била осигурена и отделна помпа. Този начин на работа на двигателя осигурявал много спокоен ход и почти никакви вибрации.

Два от коляновите валове били разположени в горния край на Napier Deltic, а третият бил в долния му край. За него били зацепени по две маслени и по две водни помпи. При този тип двутактови двигатели горивото не се смесвало с маслото и те разполагали с отделна мазителна система. Коефициентът на полезно действие на този тип двигатели бил доста висок, защото енергията, която при конвенционалните двигатели се опитвала да избута цилиндровата глава, в този двигател отивала за задвижване на още едно бутало и един вал.

D18-11B

Първите двигатели от това семейство били наречени Napier Deltic D18-11B и са произведени през 1950 г. Те били проектирани да генерират 2500 к.с. при 2000 оборота в рамките на 15 минути. Постоянната мощност била 1,875 к.с. при 1700 оборота, като в този случай бил заложен 1000-часов работен ресурс, преди двигателят да се нуждае от ремонт или подмяна. Теглото достигало 6182 кг.

През 1952 започнали експерименти с двигателите, като било предвидено новите двигатели да се поставят в пленен през Войната немски катер, чиито двигатели Mercedes-Benz били с приблизително същата мощност като 18-цилиндровите агрегати от Napier. Когато два от трите двигателя на Mercedes-Benz били заменени, компактността на двигателите Napier била илюстрирана нагледнo – те били наполовина по-малки от оригиналните и приблизително на една пета от теглото им. След успешните изпитания двигателите започнали да се монтират в малки и бързи плавателни съдове на военните. В последствие се установява, че благодарение на предимно алуминиевата си конструкция те били с особено нисък магнитен потенциал, което ги правило много подходящи за задвижване на миночистачи.

Освен във флота, двигатели Napier Deltic били поставяни и в локомотиви, като и в двата случая били използвани 18 и 9-цилиндрови варианти на двигателя. При локомотивите обаче мощността и оборотите били леко занижени. 18-цилиндровият вариант, който разполагал с 36 бутала бил с работен обем от 88,3 литра и развивал 1650 к.с. при 1500 оборота, а 9-цилиндровия вариант развивал 1100 к.с.

Въпреки, че били особено ефективни Napier Deltic били доста капризни към поддръжката си. Цилиндрите лесно, но често се демонтирали и сменяли с нови, като повредените агрегати се връщали на производителя за ремонт.

Машинни неща

Вашият коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *