Самый большой двигатель внутреннего сгорания

Крупнейший в мире дизельный двигатель

Крупнейший в мире дизельный двигатель Wartsila-Sulzer RTA96-C

Самый мощный, самый большой по размерам и самый дорогой дизельный двигатель Wartsila-Sulzer RTA96-C создан для больших кораблей, в частности для контейнеровоза Emma Maersk. Emma Maersk является крупнейшим действующим кораблем в мире, его стоимость оценивается в 170 000 000$ Wartsila-Sulzer RTA96-C — это самый большой двигатель внутреннего сгорания, из когда-либо построенных человеком. Он представляет собой 14-цилиндровый 2-тактный дизельный двигатель с турбонаддувом, который был специально разработан для контейнеровоза Emma Maersk, владельцем которого является датская компания Maersk. В сентябре 2006 года изготовление и испытание двигателя было успешно завершено, и он был установлен на контейнеровозе Emma Maersk. К 2009 году было изготовлено всего 9 кораблей подобной серии с аналогичными двигателями.

Коленчатый вал двигателя — в сравнении с размером человека

Технические характеристики двигателя Wartsila-Sulzer RTA96-C:

Масса двигателя: 2300 тонн (коленчатый вал весит 300 тонн.) Длина: 27.1 метра Высота: 13.4 метра Максимальная мощность: 108 920 л.с. при 102 оборотов в минуту Расход топлива при максимальной экономии: 13 000 литров в час Топливная эффективность: более 50% топливной энергии преобразуется в механическую Для сравнения, большинство автомобилей имеют топливную эффективность 25-30%.

Некоторые сравнения, что бы понять мощность двигателя

Самый мощный в мире двигатель может обеспечить электроэнергией небольшой город. При 102 оборотов в минуту, он производит 80 миллионов ватт электроэнергии. Если средняя бытовая электролампа потребляет 60 Вт энергии, 80 миллионов ватт мощности вполне достаточно для 1,3 млн. ламп. Если в среднестатистическом доме одновременно горит 6 осветительных ламп, двигатель будет производить достаточное количество электроэнергии, чтобы осветить 220 000 домов. Этого достаточно для обеспечения электроэнергией города с 500 000 населения.

Стоимость работы двигателя

Двигатель Wartsila-Sulzer RTA96 потребляет 13000 литров топлива в час. Если баррель нефти равен 158,76 литра, самый большой двигатель в мире потребляется 81,1 баррелей нефти в час. Если цена на нефть составляет $ 84/баррель на мировых рынках нефти, то стоимость 1 часа работы двигателя по топливу будет составлять $ 6800 в час.

О кораблях Emma Maersk

Корабль серии Emma Maersk

Emma Maersk и 7 кораблей копий — в настоящее время являются крупнейшими контейнеровозами на планете. Emma Maersk берет на борт 15000 стандартных 20-футовых (20 ‘х 8’ х 8 ‘) контейнеров. По массе контейнеры с содержимым грузом, это примерно 210 000 000 килограммов. Emma Maersk имеет крейсерскую скорость 25,5 узлов, это примерно 45,90 км / час. Экипаж корабля всего 13 человек, но на корабле оборудованы каюты для еще 17 человек.

Загрязнение окружающей среды

Большой недостаток таких крупных судов, как Emma Maersk является большое количество остаточного масла, которое они потребляют. Тяжелые виды топлива, на котором работает двигатель, содержат высокий процент серы и при сжигании образуют двуокись серы, которая загрязняют окружающую среду.

Дизель-гигант: характеристики

Финский производитель Wartsila занимает лидирующие позиции среди компаний, которые специализируются на разработке и выпуске судовых дизелей. Агрегаты обладают высокой единичной мощностью.

Первый двигатель Wartsila — Sulzer с индексом RTA96-C получил 11 цилиндров и появился еще в 90-х годах. ДВС представляет собой двухтактный судовой дизель и был собран на мощностях японской компании Diesel United.

Затем в 2002 году было заявлено о доступности версии с 14 цилиндрами. Добавим, что сегодня компания изготавливает несколько вариантов подобных ДВС. Главным отличием является количество цилиндров, которых может быть от 6 до 14, тогда как общая конструкция практически одинаковая. Примечательно то, что диаметр цилиндра в таком ДВС составляет 960 мм, а ход поршня целых 2.5 метра.

Что касается рабочего объема, то показатель зафиксирован на отметке 1820 л. Как правило, указанный дизель с разным количеством цилиндров ставится на большие суда с вместительностью около 8 000 или 10 000 тонн, которые перевозят контейнеры (контейнеровоз). Указанный судовой дизель-генератор является основной силовой установкой, позволяя судну развить скорость в 25 узлов, что составляет чуть более 45 км/ч.

Общая мощность RTA96-C находится на отметке 108920 л.с. при рабочем объёме 25480 литров. Если же рассматривать мощность такого дизеля при пересчете на 1 литр топлива, получается чуть более 4 л.с. на литр горючего. На первый взгляд, это совсем немного. Более того, ни для кого не секрет, что производители автомобильных двигателей уже давно снимают с 1 литра не менее сотни «лошадок».

Однако важно понимать, что сниженная мощность при таком рабочем объеме является намеренным шагом. Дело в том, что судовой дизель «тихоходный» и очень надежный, обороты коленвала при выходе на максимальную мощность имеют частоту всего 102 об/мин, тогда как автомобильные дизельные ДВС вращаются с частотой около 3-4 тыс

об/мин.

Такая медленная и спокойная работа агрегата на судне позволяет добиться улучшенного наполнения и вентиляции огромных цилиндров, скорость движения поршня также невелика, однако мотор при этом отличается неплохим КПД. На практике это значит, что расход топлива в этом двигателе во всех режимах составляет 118-126 граммов дизтоплива на 1 л.с. в час. Этот показатель фактически в полтора или даже два раза ниже сравнительно с дизелями на авто.

Кстати, максимальный крутящий момент составляет 7 907 720 Нм при 102 об/мин. Расход горючего зафиксирован на отметке больше 6 283 литров в час. Однако когда такой дизель не нагружен или нагружен только частично, показатель КПД составляет около 50%, а также не сильно снижается и при полной нагрузке.

Еще важно учитывать, что судовой дизель получает менее «энергоемкое» топливо, чем автомобильные ДВС. Простыми словами, после сжигания 1 литра очищенной солярки, которую мы привыкли заливать в автомобиль на АЗС, полезной энергии выделится намного больше сравнительно с тяжелым дизтопливом для морских судов

Также добавим, что модель Wartsila — Sulzer 14RTA96-C (14-цилиндровая версия) имеет вес в 2 тысячи 300 тонн, причем это «чистый» вес, то есть без учета моторного масла и других техжидкостей, которые дополнительно заливаются в агрегат. Только один коленчатый вал этого гиганта весит 300 тонн. В длину установка имеет 26.7 м, а по высоте показатель составляет 13.2 метра.

Copperhead на Dodge SRT Viper

Компания Dodge, являющаяся подразделением Chrysler Corporation, выпускает самый мощный на сегодня бензиновый двигатель, которой устанавливают в легковые спортивные автомобили Dodge SRT Viper. Объем движка мотора равен 8,4 л, он способен разогнаться до 100 км/ч всего за 3 секунды, а мощность Copperhead на Dodge SRT Viper составляет 640 лошадиных сил.

Двигатель для автомобиля разработан на базе мотора Magnum V10. В изначальном виде он подходил для пикапа, но был чрезмерно громоздким для спорткара. Одним из главных решений, принятых Chrysler Corporation при перевыпуске двигателя, было заменить материал из блоков, выполненных из чугуна, на алюминий. Вес мотора составляет около 350 кг. Крутящий момент — 630 нанометров при 3600 оборотах в минуту.

Honda F20C

Да здравствует король! Этот мотор до сих пор считается самым форсированным в мире серийным атмосферным мотором, хотя вышел в свет в далеком 1999 году под капотом родстера S2000. Несмотря на то, что двигатель располагался под капотом, машина считалась среднемоторной, потому что вся мощь была сосредоточена за передней осью ближе к салону. С 2 литров объема благодаря фирменной системе изменения фаз ГРМ VTEC инженеры Honda сняли аж 240 лошадиных сил! Отсечка у этого 4-цилиндрового двигателя находилась на отметке в 9000 оборотов в минуту — так много, что с 2004 года инженеры понизили ее почти на тысячу ради лучшей тяги на низах. Тем не менее, мощность осталась на том же уровне, хоть и мотор и требовал топлива не хуже 98-го бензина из-за большой степени сжатия.

Devel Sixteen, 5 000 л. с.

И первое место среди двигателей с самым большим количеством сил занимает Devel Sixteen, чья мощность равна 5 тысячам лошадиных сил. Двигатель создавала американская компания, которая уже прославилась самыми высокими показателями мощности при разработке других машин.

Объем Devel Sixteen составляет, внимание, 12,3 литра, а отметка максимальной скорости уходит за космические 500 километров в час. Двигатель оснащён четырьмя турбинами, диаметром 81 миллиметр каждая, что разгоняют этот футуристичный гиперкар до сотни за полторы секунды

На создание этого шедевра потратили не один год.

Лидеры по мощности двигателя в секторе скоростных авто

В топ-3 наиболее мощных автомобилей вошли:

экспериментальный Pininfarina Battista с электрическими моторами и 2-местым кузовом купе с подъемными дверями;
прототип Rimac Concept Two с электрической силовой установкой, теоретически позволяющей разогнать машину до 415 км/ч;
футуристический Devel Sixteen, являющийся плодом фантазии небольшой компании из ОАЭ и не продвинувшийся дальше стадии статического макета.

Pininfarina Battista

В рамках ежегодной выставки в Женеве в 2019 г. был показан прототип спортивного купе Pininfarina Battista, оснащенный электрической силовой установкой. Создатели заявили мощность более 1900 л. с. при моменте не ниже 2300 Н*м. Максимальная скорость ограничена прочностными возможностями шин на уровне 350 км/ч, а для разгона до 300 км/ч требуется 12 секунд. Аккумуляторная батарея емкостью 120 кВт*ч обеспечивает запас хода до 450 км (без уточнения скорости движения). Озвучены планы выпуска 150 машин, но на январь 2021 г. Pininfarina Battista серийно не собирается.

Rimac Concept Two

В 2018 г. хорватская компания Rimac Automobili представила прототип электрического спортивного автомобиля с 2-дверным кузовом купе и системой полного привода. Для каждого колеса использован отдельный электрический двигатель с редуктором, суммарная мощность заявлена на уровне 1914 л. с. Для питания силовой установки применена литий-никелевая батарея, обеспечивающая запас хода до 650 км (при спокойном ритме эксплуатации). Запланированный на 2020 г. серийный выпуск так и не начался, ряд автомобильных изданий скептически оценивает перспективы проекта.

Devel Sixteen

Быстрый автомобиль Devel Sixteen был представлен группой разработчиков из ОАЭ в виде статического макета в 2013 г. Создатели рассказывали о гипотетическом бензиновом моторе мощностью до 5000 л. с., способном разогнать машину до 560 км/ч. При этом информация о расположении радиаторов, необходимых для отвода излишков тепла, не сообщалась. Было известно, что работы над двигателем вела американская фирма Steve Morris Engines. Прототипы машины для ходовых испытаний или двигателя для стендовых прогонов так и не появились.

Toyota 2ZZ-GE

Сегодня наш герой не какой-нибудь 2JX-GTE, а скромный 1,8-литровый моторчик, прописавшийся под капотом последнего поколения купе Celica. Без мам, пап, кредитов и турбонаддувов он выдавал нехилые 192 «лошадки». Созданный к 1999 году мотор выпускался в двух вариантах 1ZZ был оптимизирован ради тяги и экономичности и выдавал ничем не примечательные 143 силы, а вот 2ZZ наоборот был настроен на зону высоких оборотов с максимальной отдачей. Этот мотор оказался так легок и хорош, что его начали закупать инженеры Lotus, которые точно знают толк в легких и мощных моторах. Агрегат устанавливался в образец управляемости — родстер Elise, а на трековый Exige шел уже в наддувном варианте. Да и сама Celica, несмотря на передний привод, могла на светофоре удивить какой-нибудь BMW.

Haliade 150

Ветреной ротор Haliade 150 в Нант-Сен-Назер во Франции имеет размах лопастей размером с полтора футбольных поля — 154 м. Гондола сооружения поднята на 100 метров над землей. Мощность ветряного ротора равняется 8046 лошадиным силам. Для того, чтобы лопасти Haliade 150 пришли в движение, сила ветра должна быть не менее 3 м/с. Скорость их вращения в среднем составляет 4-11,5 оборотов в минуту.

Относительно Haliade 150 планируется, что когда-нибудь асинхронный двигатель будет ловить воздушные потоки в открытом море. Однако, на сегодня разработавшая его компания Alstom проводит испытания Haliade 150 в береговом режиме.

Место для расположения ветреного ротора выбрано с учетом высокого ветропотенциала для того, что воссоздать для двигателя условия, максимально схожие с теми, в которых его планируют эксплуатировать.

Сегодня ветреной ротор поставлен на платформу высотой 25 м. В дальнейшем, когда Haliade 150 установят на морское дно, она будет больше и выше. Однако, выглядывать из воды платформа станет так же на 25 м.

Несмотря на простоту сооружения — ветровое колесо, комбинированное с электрогенератором, ветреной ротор можно отнести к технологическим разработкам будущего. По большому счету, здесь все точно так же, как в авиации: стремление облегчить конструкцию, композитные материалы, уникальное программное обеспечение на управляющих системах.

1750 MWe Arabelle

Электродвигатель 1750 MWe Arabelle — часть АЭС Фламанвиль во Франции. Мощность агрегата — 2 346 788 лошадиных сил. Принцип работы турбинного генератора заключается в том, что двигатель перерабатывает пар, исходящий от атомного реактора, в электрическую энергию. Роторные диски, расположенные внутри 1750 MWe Arabelle, весят около 120 тонн.

Агрегат разработан французской машиностроительной компанией Alstom, габариты сооружения поражают: двигатель обладает весом 1400 тонны и диаметром 6,4 м, его высота — свыше 70 м. Турбинный генератор имеет скорость вращения 1500 оборотов в минуту.

Второе место — V8 SSC Tuatara

SSC Tuatara имеет мощный двигатель V8, который оснащен двойным турбонаддувом. Мощность двигателя составляет около 1 350 лошадиных сил, он совершает 6 800 оборотов за одну минуту. Двигатель весит почти 200 килограмм. Он работает вместе с семиступенчатой коробкой передач, которая позволяет выжать из него все возможности. Примечательно, что автомобиль SSC Tuatara не единичная модель. Планируется серийное производство, однако на сегодняшний день оно откладывается. Впервые машина была представлена на шанхайской автомобильной выставке, где произвела огромное впечатление на любителей скоростной езды.

Haliade 150

Базовые компоненты ESTEC

Основными конструктивными особенностями ESTEC являются цикл Аткинсона, геометрическая степень сжатия 13,5:1 и система EGR с жидкостным охлаждением (обычный 1NR-FE имеет степень сжатия 11,5:1 и внутреннюю рециркуляцию выхлопных газов). Система бесступенчатого регулирования фаз VVT-iE с электроприводом является ключевым элементом в реализации цикла Аткинсона. Она позволяет быстро и с высокой точностью регулировать подъем впускных клапанов и избежать затруднений, возникающих из-за разницы температуры и давления масла при холодном пуске и на прогретом моторе.

В системе рециркуляции выхлопных газов используется эффективный охладитель и быстродействующий клапан. Кроме того, впускной трубопровод, охладитель и клапан непосредственно соединены между собой для уменьшения образования конденсата от охладителя.

Оптимизированная форма впускных каналов обеспечивает быстрое наполнение цилиндров, а создаваемое завихрение способствует улучшенному сгоранию смеси. Чтобы удовлетворить требованиям, как к производительности, так и к расходу топлива, выпускной коллектор выполнен по схеме 4-2-1. Это позволяет уменьшить количество остаточных газов в цилиндрах двигателя.

Восстановление производительности

Увеличение степени сжатия до 13,5:1 снизило крутящий момент со 104 Нм до 96 Нм. Чтобы восполнить эту потерю, Toyota применила выпускной коллектор измененной формы, уменьшающий количество остаточных газов и температуру в цилиндре; новую водяную рубашку, поддерживающую оптимальную температуру поверхности цилиндров; оптимизацию времени впрыска. Комбинация этих мер (из которых главную роль играет измененный выпускной коллектор) позволила повысить крутящий момент до 105 Нм.

При малых нагрузках из-за работы охлаждаемой EGR происходят чрезмерные колебания крутящего момента. Для устранения этого недостатка используются система регулирования выпускных клапанов (Exhaust VVT) и внутренняя рециркуляция выхлопных газов. При средних и больших нагрузках работа Exhaust VVT приостанавливается, а шаг клапана системы EGR увеличивается.

Охлаждение является эффективной мерой против снижения крутящего момента у двигателей с высокой степенью сжатия. Однако одновременно это приводит к увеличению расхода топлива из-за повышения трения и потерь на охлаждение. В обычных моторах верхняя часть цилиндра нагревается больше, чем нижняя. Из-за неравномерного нагрева увеличивается трение в цилиндре. В ESTEC новая водяная рубашка со специальной прокладкой выравнивает температуру в разных частях поверхности цилиндра, снижая потери на трение и возможность возникновения детонации.

Цикл Аткинсона

В двигателе, работающем по циклу Аткинсона, на такте впуска впускной клапан закрывается не вблизи НМТ, а значительно позже. Это дает целый ряд преимуществ.

Во-первых, снижаются насосные потери, т. к. часть смеси, когда поршень прошел НМТ и начал движение вверх, выталкивается назад во впускной коллектор (и используется затем в другом цилиндре), что снижает в нем разрежение. Горючая смесь, выталкиваемая из цилиндра, также уносит с собой часть тепла с его стенок.

Так как длительность такта сжатия по отношению к такту рабочего хода уменьшается, то двигатель работает, по так называемому, циклу с увеличенной степенью расширения, при котором энергия отработанных газов используется более длительное время, т. е., с уменьшением потерь выпуска. Таким образом,получаем лучшие экологические показатели, экономичность и больший КПД, но меньшую мощность.

Устройство ДВС

Устройство двигателя внутреннего сгорания логично рассматривать с поршня, так как он является основным элементом работы. Он представляет собой своеобразный «стакан» с пустой полостью внутри.

Поршень имеет прорези, в которых фиксируются кольца. Отвечают эти самые кольца за то, чтобы горючая смесь не выходила под поршень (компрессионное), а так же за то, чтобы масло не попадало в пространство над самим поршнем (маслосъемное).

Порядок работы

При попадании внутрь цилиндра топливной смеси, поршень проходит четыре вышеописанных такта, и возвратно-поступательное движение поршня приводит в движение вал.
Дальнейший порядок работы двигателя следующий: верхняя часть шатуна закреплена на пальце, который находится внутри юбки поршня. Кривошип коленвала фиксирует шатун. Поршень, при движении, вращает коленвал и последний, в свое время, передает крутящий момент системе трансмиссии, оттуда на систему шестерен и далее к ведущим колесам. В устройстве двигателей автомобилей с задним приводом посредником до колес выступает еще и карданный вал.

Конструкция ДВС

Газораспределительный механизм (ГРМ) в устройстве двигателя внутреннего сгорания отвечает за впрыск топлива, а так же за выпуск газов.

Механизм ГРМ состоит из верхнеклапанного и нижнеклапанного, может быть двух видов – ременной или цепной.

Шатун чаще всего изготавливается из стали путем штамповки или ковки. Есть виды шатунов, изготовленные из титана. Шатун передает усилия поршня коленвалу.

Коленвал из чугуна или из стали представляет собой набор коренных и шатунных шеек. Внутри этих шеек есть отверстия, отвечающие за подачу масла под давлением.

Головка блока цилиндров (ГБЦ), большинства двигателей внутреннего сгорания, как и блок цилиндров, чаще всего изготавливается из чугуна и реже из различных сплавов алюминия. В ГБЦ находятся камеры сгорания, каналы впуска – выпуска, отверстия свечей. Между блоком цилиндров и ГБЦ находится прокладка, обеспечивающая полную герметичность их соединения.

В систему смазки, которую включает в себя двигатель внутреннего сгорания, входит поддон картера, маслозаборник, маслонасос, масляный фильтр и масляный радиатор. Все это соединено каналами и сложными магистралями. Система смазки отвечает не только за уменьшения трения между деталями мотора, но и за их охлаждение, а также за уменьшение коррозии и износа, увеличивает ресурс ДВС.

Устройство двигателя, в зависимости от его вида, типа, страны изготовителя, может быть чем-либо дополнено или, напротив, могут отсутствовать какие-то элементы ввиду устаревания отдельных моделей, но общее устройство двигателя остается неизменным так же, как и стандартный принцип работы двигателя внутреннего сгорания.

Дополнительные агрегаты

Само собой, двигатель внутреннего сгорания не может существовать как отдельный орган без дополнительных агрегатов, обеспечивающих его работу. Система запуска раскручивает мотор, приводит его в рабочее состояние. Существуют разные принципы работы запуска в зависимости от типа мотора: стартерный, пневматический и мускульный.

Трансмиссия позволяет развить мощность при узком диапазоне оборотов. Система питания обеспечивает ДВС двигатель малым электричеством. В нее входит аккумуляторная батарея и генератор, обеспечивающий постоянный поток электричества и заряд АКБ.

Выхлопная система обеспечивает выпуск газов. В любое устройство двигателя автомобиля входят: выпускной коллектор, который собирает газы в единую трубу, каталитический конвертер, который снижает токсичность газов путем восстановления оксида азота и использует образовавшийся кислород, чтобы дожечь вредные вещества.

Глушитель в этой системе служит для того, чтобы уменьшить выходящий из мотора шум. Двигатели внутреннего сгорания современных автомобилей должны соответствовать установленным законом нормам.

Nissan GT-R AMS Alpha 12, 1 100 л. с.

Открывает наш топ двигатель Nissan GT-R AMS Alpha 12, чья мощность равна 1100 лошадиным силам. Данный силовой агрегат позволяет достичь показателя в сто километров в час всего за 2,4 секунды.

Этот шестицилиндровый монстр объемом в 3,8 литра способен развивать автомобилю скорость до 275 километров в час. В отличие от предыдущей версии, новый Nissan GT-R AMS Alpha 12 получил обновленные блоки цилиндра, инжектор и специальную, более агрессивную прошивку.

Инженеры Nissan подарили владельцам этого спорткара возможность заправлять свое авто гоночным топливом с повышенным октановым числом, что превращает и без того мощного железного коня в настоящего зверя на дороге.

2) Самый большой автомобильный двигатель в мире за всю историю легковых автомобилей.

Какой объем: 28,2 л.

Мощность: 300 л.с.

На Автомобиль марки Fiat Blitzen Benz, произведенный в1911 году, был установлен самый большой 4-х цилиндрованный двигателем в мире. Объем этого силового агрегата составлял 28,2 литра. Мощность- 300 л.с. Автомобиль был специально построен для автогонок. Всего было построено и выпущено 2 (два) таких автомобиля и именно с таким большим мотором. Первый автомобиль был куплен (приобретен) Российским князем Борисом Сухановым. После Революции автомобиль попал в Австралию. В 1924 году эта машина попала в серьезную аварию, где и была повреждена без возможности дальнейшего восстановления. Ну а второй такой же автомобиль сохранился в собственности компании “Фиат”. В 1920 году этот автомобиль был переделан, на него установили другой силовой агрегат и меньшего объема.

Самый большой двигатель в мире

Крупнейший в мире дизельный двигатель

Дизель-гигант: характеристики

Copperhead на Dodge SRT Viper

Honda F20C

Devel Sixteen, 5 000 л. с.