История => История развития моторостроения => Тема начата: alex diesel spb от 12 Апреля 2025, 12:40:34
-
https://historicvehicles.com.au/truck-feature/the-worlds-first-diesel-truck/
На этот титул претендуют как MAN, так и Mercedes-Benz, но строго говоря, истинным обладателем титула не является ни один из них.
Прежде чем перейти к вопросу о первом дизельном грузовике, нужно рассмотреть, что произошло за первые 25 лет 20-го века.
Рудольф Дизель изобрел первый коммерчески успешный двигатель с воспламенением от сжатия в конце 19-го века. По сравнению с двигателем с искровым зажиганием двигатель Дизеля имел преимущества в виде более низкого расхода топлива, возможности использовать более дешевое топливо и потенциала для лучшей производительности — особенно для тяжелых условий эксплуатации.
(https://i.ibb.co/Ndk0KDzk/1.png) (https://ibb.co/Ndk0KDzk)
Проблема применения дизельных двигателей в автомобилях заключалась в том, что используемые системы впрыска топлива не были способны работать с высокими скоростями. Система впрыска топлива Рудольфа Дизеля: «состоит из механически управляемого клапана, окруженного стопкой просверленных дисков или колец распылителя, на которых масло осаждается, а затем вдувается сжатым воздухом в цилиндр двигателя во время впрыска» («История топливного инжектора» Фрэнк ДеЛука).
Такая конструкция «инжектора» накладывала ограничение на частоту вращения двигателя, а значительный вес необходимого воздушного компрессора делал первые дизельные двигатели непригодными для использования в дорожных транспортных средствах.
В 1910-1913 годах, в Великобритании появились несколько ключевых изобретений, из которых наиболее значительной была механическая система впрыска Джеймса Маккекни, использующая дозирующий насос, управляемый кулачковым валом для подачи топлива в клапан, который впрыскивает топливо в двигатель. (Интересно, что в это время компания Vickers разработала систему подачи топлива Common Rail с давлением 5000 фунтов на квадратный дюйм, которая не получила широкого распространения до 21 века.)
(https://i.ibb.co/M5BGmj7N/2.png) (https://ibb.co/M5BGmj7N)
Система инжектора Маккекни – Фрэнк ДеЛука
Итак, к концу Первой мировой войны были разработаны основные идеи оборудования для впрыска топлива, но их реализация была сложной. Очень сложным оказалось добиться плавного сгорания топливовоздушной смеси в двигателе с малым рабочим объемом, впрыскивая топливо непосредственно в камеру сгорания. Это была весьма сложная задача в эпоху грубых инжекторов низкого давления и простых поршней с плоским верхом. (Сегодняшние дизели с непосредственным впрыском имеют чрезвычайно высокое давление, многофазный впрыск, через распылительные форсунки и поршни, в которых сформирована камера сгорания.)
(https://i.ibb.co/wZqyX2FW/3.jpg) (https://ibb.co/wZqyX2FW)
Проспер Л'Оранж
Тем временем в компании Карла Бенца - Benz & Cie, ливанский инженер и изобретатель Проспер Л'Оранж получил немецкий патент DRP № 230517, оставивший заметный след в развитии дизельных технологий.
В этом патенте от 4 марта 1909 года была описана конструкция камеры предварительного сгорания в головке цилиндра дизельного двигателя, которая обеспечивала воспламенение и перетекание рабочих газов в цилиндр.
(https://i.ibb.co/7J9wwh0x/4.jpg) (https://ibb.co/7J9wwh0x)
Теперь, вероятно, необходимо объяснить понятия - непрямой и прямой впрыск. При непрямом впрыске топливо впрыскивается в камеру предварительного сгорания, или «вихревую» камеру в головке цилиндра, расположенную над основной камерой сгорания. Во время такта сжатия сжимаемый воздух нагревается и нагнетается в вихревую камеру. Благодаря конструкции камеры, воздух получает вихреобразно закручивается, а топливо впрыскивается в вихревую камеру, где оно смешивается с быстро движущимся воздухом, обеспечивая плавное, равномерное сгорание.
Вообще говоря, двигатели с непрямым впрыском менее эффективны, чем двигатели с непосредственным впрыском, и требуют большего предварительного нагрева при запуске из холодного состояния, но эти недостатки компенсируются более плавной и тихой работой.
До недавнего времени двигатели с прямым впрыском в основном устанавливались на грузовики и легкие коммерческие автомобили, где повышенный шум и жесткость работы считались приемлемыми компромиссами для улучшения топливной экономичности.
В последнее время использование электронного управления дизельным двигателем и усовершенствованного турбонаддува позволило разработать более совершенные системы прямого впрыска, и их использование в дизельных двигателях теперь стало почти повсеместным.
(https://i.ibb.co/8DtXBggG/5.jpg) (https://ibb.co/8DtXBggG)
Проспер Л'Оранж является автором воронкообразной форкамеры и игольчатой форсунки (1919), а также управляемого инжекторного насоса (1921).
(В 1933 году сын Проспера, Рудольф основал компанию L'Orange GmbH, которая до сих пор является крупнейшим мировым поставщиком топливных насосов, инжекторных систем и клапанов.)
В Берлине, в Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG), в 1911 году началась разработка компактного дизельного двигателя для коммерческих и сельскохозяйственных целей. Двенадцать лет спустя DMG построила компактный четырехцилиндровый двигатель мощностью 29 кВт (40 л. с.) при 1000 об./мин.
В Мюнхене инженеры компании Maschinenfabrik Augsburg-Nürnberg (MAN) также работали над проектом двигателя с непосредственным впрыском. Создателями первого дизельного грузовика с непосредственным впрыском были инженеры Штурм и Вибике.
1923 год
Все три компании — Benz & Cie, DMG и MAN — явили миру свои труды в 1923 году, но первым автомобилем, вырвавшимся вперед, определенно стал грузовик Benz, оснащенный дизельным двигателем OB2 с предварительной камерой сгорания, который имел мощность 37 кВт (50 л. с.) при 1000 об./мин.
Benz
(https://i.ibb.co/bgwngHfJ/6.jpg) (https://ibb.co/bgwngHfJ)
Инженеры Benz установили двигатель на шасси грузовика Benz 5K3, рассчитанного на полезную нагрузку в пять тонн. В ходе предварительного тестирования дизельный двигатель OB2 показал себя настолько хорошо, что 14 апреля 1923 года было принято решение о запуске двигателя в серийное производство.
После тестовых заездов в Северном Шварцвальде, в окрестностях Гаггенау, автомобиль был оценён следующим образом: «Благоприятный расход топлива особенно впечатляет при использовании буроугольного дегтя. OB2 потребляет примерно на 25 процентов меньше топлива, чем бензиновый двигатель той же мощности».
(https://i.ibb.co/pBmV3Vy8/7.jpg) (https://ibb.co/pBmV3Vy8)
Дизельный грузовик Benz 5K3
Вдобавок ко всему, смоляное масло было дешевле бензина, и новый двигатель, как рекламировала Benz & Cie, мог также: «работать на газойле, керосине, техасском масле и желтом или коричневом парафиновом масле».
DMG
Грузовик DMG дебютировал на публике между 20 и 30 сентября 1923 года. Маршрут пролегал между заводами DMG в Берлине и Штутгарте и обратно. После этих испытаний, которые получили большую огласку, благодаря огромным для того времени пробегам автомобиля, были выпущены первые коммерческие дизельные автомобили Daimler 5C, которые производились в Мариенфельде — грузовик, трехсторонний самосвал и автобус.
MAN
(https://i.ibb.co/4w8NMLm7/8.jpg) (https://ibb.co/4w8NMLm7)
Первый в мире грузовик с непосредственным впрыском дизельного топлива был разработан MAN в конце 1923 года и представлен на Берлинском автосалоне в 1924 году вместе с грузовиками Benz и DMG. Грузовик MAN также совершил 140-километровое путешествие между Аугсбургом и Нюрнбергом, продемонстрировав высокую топливную экономичность дизельного двигателя с непосредственным впрыском.
У компании MAN были серьезные проблемы с шумом и вибрацией двигателя. Фактически, компании MAN не удавалось серьёзно конкурировать с бензиновыми моторами до 1927 года, пока не стал доступен рядный дизельный насос Роберта Боша , который обеспечил приемлемую работоспособность двигателей с непосредственным впрыском.
Сам Роберт Бош, был одним из первых клиентов, заказавших грузовик с предкамерным дизельным двигателем у Benz & Cie в 1924 году.
Предкамерный дизель Mercedes-Benz
После слияния Benz & Cie и DMG в 1926 году предкамерный принцип Benz возобладал над дизельным двигателем DMG с нагнетанием топливовоздушной смеси в цилиндры, поскольку он был намного легче и дешевле в производстве. Первым совместно разработанным предкамерным дизельным двигателем был шестицилиндровый двигатель OM5, который производился более 10 лет, с 1927 года (55 кВт/75 л. с. с рабочим объемом 8,6 литра). Префикс «OM» для дизельных двигателей происходит от «oil motor» и до сих пор используется Mercedes-Benz.
(https://i.ibb.co/pqrgYTz/9.jpg) (https://ibb.co/pqrgYTz)
L5 с 10-летним сроком службы в 1933 году
Грузовик Mercedes-Benz L5 оснащался либо новым дизельным двигателем OM5 (51 кВт/70 л. с. при 1300 об./мин), либо бензиновым двигателем типа M36 (74 кВт/100 л. с. при 2000 об./мин). Пятитонный автомобиль был единственной моделью с дизельным двигателем, которая была включена в новую линейку коммерческих автомобилей Mercedes-Benz, представленную в 1927 году, поскольку у потенциальных покупателей еще был изрядный скептицизм по поводу дизельного двигателя. OM5, который был запущен в серийное производство в 1928 году, был оснащен уже совершенно новым рядным топливным насосом Bosch, и эта улучшенная технология впрыска способствовала принятию дизельного двигателя.
В июне 1928 года дизельный грузовик L5 был доставлен в британскую Mercedes-Benz Ltd, а журнал Commercial Motor расхваливал характеристики грузовика Mercedes-Benz в пяти последовательных выпусках.
Осенью 1928 года Королевский английский автомобильный клуб наградил Daimler-Benz AG премией Dewar Trophy, которая ежегодно вручалась за особые достижения в области автомобилестроения.
Дизели с предкамерным и непосредственным впрыском
(https://i.ibb.co/Tq7g96bn/10.jpg) (https://ibb.co/Tq7g96bn)
Обе конструкции дизельных двигателей использовались в грузовиках по всему миру с 1930-х годов, но предкамерные типы доминировали в дизельных легковых автомобилях и легких коммерческих моделях, поскольку эти двигатели были менее шумными.
Однако к 1960-м годам большинство грузовиков уже использовали двигатели с непосредственным впрыском из-за их большей эффективности и меньшего расхода топлива. Турбонаддув и впрыск под более высоким давлением также помогли сгладить сгорание с непосредственным впрыском, до такой степени, что практически к концу 1990-х годов все автомобильные дизели, и легковые, и грузовые, стали изготавливаться с непосредственным впрыском.
Двигатели с непосредственным впрыском также было легче проектировать для сокращения выбросов.
Тем не менее, некоторые предкамерные дизели все еще продавались и наиболее заметным является рядный 4,2-литровый шестицилиндровый двигатель SOHC 1HZ от Toyota, который был представлен в линейке LandCruiser 70 серии в 1990 году и по-прежнему предлагается по всему миру в 2025 году — более 30 лет спустя — особенно на рынках со слабыми стандартами выбросов.
(https://i.ibb.co/Z6fnSXwX/11.jpg) (https://ibb.co/Z6fnSXwX)
На веб-сайте Historic Vehicles наш винтажный Cruiser 75 серии оснащен 1HZ, который выработал свой ресурс, поэтому мы перебрали его на 450 000 км, до спецификаций с турбонаддувом 1HZ-T, которые включали усиленные шатуны и поршни с керамическим покрытием на днище. Этот двигатель должен прослужить еще полмиллиона или больше!