Перспективный дизель Д 200
ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ Д200
Типоразмерный ряд двигателей Д200 разрабатывался в соответствии с Федеральной целевой программой «Национальная технологическая база» в период с 2011 по 2015 г.
Работы по проектированию двигателя Д200 были проведены силами конструкторского бюро ОАО «Пензадизельмаш». Процесс проектирования осуществлялся с помощью современной системы автоматизированного проектирования высшего уровня – Siemens NX, которая дала возможность проводить весь объем конструкторских работ (разработка твердотельных моделей, проведение инженерного анализа и создание конструкторской документации) в одной информационной среде. Все разработчики конструкторской и технологической документации были объединены единой PDM-системой Search (компания «Интермех»), что позволило эффективно и в короткие сроки вносить изменения в документацию и значительно сократило процесс производства основных узлов и технологической оснастки. Для расчета термодинамических процессов, протекающих в дизеле, был использован программный комплекс «Дизель РК», разработанный на кафедре «Поршневые двигатели» МГТУ им. Баумана.
Д200 является двигателем нового поколения, не уступающего зарубежным аналогам по мощностным, топливно-экономическим и экологическим показателям работы. При его разработке учитывались современные тенденции развития двигателестроения и методики проектирования.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ДИЗЕЛЕЙ Д200
Модельный ряд среднеоборотных рядных дизельных двигателей Д200 предназначен для использования в: пропульсивных комплексах судов; маневровых, маневрово-вывозных и горочных тепловозах; электростанциях малой энергетики в мощностном диапазоне 500-1500 кВт.
ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ Д200
Двигатель имеет блочно-модульную конструкцию, его узлы и агрегаты отвечают самым современным тенденциям развития двигателестроения. Базовые детали двигателя спроектированы с учетом высоких напряжений, возникающих при работе дизеля (максимальное давление сгорания составляет p_z=220 бар). Конструкция дизеля обеспечивает безопасность обслуживающего персонала, их защиту от воздействий вредных и опасных производственных факторов, возникающих при работе двигателя.
Использование аккумуляторной системы топливоподачи типа Common Rail с максимальным давлением впрыска 1800-2000 бар, современного центробежного турбокомпрессора с максимальной степенью повышения давления π_k=5, а также применение цикла Миллера в рабочем процессе позволило получить мощностные, топливно-экономические и экологические показатели, не уступающие отечественным и зарубежным аналогам.
Опытный образец дизель-генератора 1-6ЛДГ200
ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ
– модульная безрамная конструкция;
– двигатель установлен на виброопорах компании «Vibrona»;
– рядное расположение цилиндров;
– поршневые кольца с хромокерамическим покрытием рабочей поверхности и заданной эпюрой давления;
– поршни с несимметричным овально-бочкообразным профилем;
– прифланцованный тяговый агрегат;
– автоматический самоочищающийся фильтр масла;
– максимальное давление сгорания 220 бар;
– максимальное давление впрыска 1800-2000 бар;
– рабочий процесс по циклу Миллера;
– система топливоподачи Common Rail;
– неохлаждаемый выпускной коллектор;
– турбокомпрессор с повышенным КПД;
– коренные и шатунные вкладыши с покрытием TIAN;
– тяговый агрегат с самовозбуждением и возможностью пуска.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Основные характеристики базового дизеля 1-6Д200:
Диаметр цилиндра, мм 200
Ход поршня, мм 280
Число цилиндров 6
Полная мощность дизеля, кВт 1200
Частота вращения коленчатого вала на полной мощности, об/мин 1000
Максимальное давление сгорания, бар 220
Минимальная частота вращения, об/мин 300
Удельный расход топлива, г/кВт×ч, не более 192
Удельный расход масла на угар, г/кВт×ч 0,35
Масса дизеля, кг 9000
Назначенный ресурс до 1-ой переборки, ч 40 000
Назначенный ресурс до капитального ремонта, ч 80 000
ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ Д200
Конструкция 1-6Д200 включает в себя следующие узлы и агрегаты:
– блок цилиндров. Конструкция блока цилиндров представляет собой цельнолитой моноблок с поперечным креплением подвесок коренных подшипников, что обеспечивает жесткость и стабильность его валовой линии;
– кривошипно-шатунный механизм. Поршень имеет составную конструкцию и обладает несимметричным овально-бочкообразным профилем. Шатуны изготовлены штамповкой из высококачественной легированной стали с упрочнением дробенаклепом и последующей механической обработкой. Коленчатый вал изготовлен из высокопрочной легированной стали с термоупрочнением коренных и шатунных шеек и сбалансирован с помощью противовесов. В качестве подшипников коренных и шатунных шеек коленчатого вала применены биметаллические вкладыши компании Zollern BHW с покрытием TIAN;
– газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала. Распределительный вал изготовлен из легированной стали и состоит из трёх составных частей, каждая из которых имеет опорные шейки и кулачки. Клапаны изготовлены из жаропрочного сплава, что позволило снизить их материалоемкость, повысить долговечность и сопротивление термическим нагрузкам;
– система смазки – замкнутая, принудительная, циркуляционная, с мокрым картером, которая обеспечивает очистку, охлаждение и подачу масла к узлам и агрегатам дизеля. В состав системы смазки входит самоочищающийся фильтр компании Alfa Laval;
– привод насосов, предназначенный для обеспечения работы водяных насосов горячего и холодного контуров, топливного насоса высокого давления и масляного насоса;
– система охлаждения – закрытая, высокотемпературная, принудительная, циркуляционная, двухконтурная;
– система воздухоснабжения. Впускной и выпускной коллекторы скомбинированы в одной отливке, что позволило значительно снизить габаритные размеры двигателя. В данной системе используется турбокомпрессор A130 фирмы АВВ, который обладает высокой степенью повышения давления, что привело к улучшению экологических и топливно-экономических показателей двигателя;
– система топливоподачи типа Common Rail, позволяющая управлять давлением и углом опережения впрыска для достижения оптимальных параметров на всех режимах работы двигателя.
В конструкции двигателя заложена потенциальная возможность дальнейшего совершенствования и развития типоразмерных рядов.
Дизель-генераторная установка для маневровых локомотивов
Дизель-генераторная установка для электростанций
Дизель для судовых пропульсивных комплексов