Дизельный двухтактный двигатель Napier-Deltic. Великобритания

NF 24.11.2013 0

В избранноеВ избранномRemoved 0

Napier-Deltic представляли собой серию больших мощнейших компактных дизельных двухтактных двигателей которые были разработаны в 50-е годы британским двигателестроительным предприятием Napier & Son. Название Deltic берёт своё начало с греческой буквы Deltа. Из за сложности и высокой мощности двигателя этой серии получили признание «King of all Diesel Engines». В основе конструкции двигателей серии Napier-Deltic лежат разработки двухтактных авиационных дизельных двигателей со встречно-движущимися поршнями широко известного моторостроительного подразделения Jumo немецкой фирмы Junkers, к которым фирма под руководством профессора Hugo Junkers приступила еще в 20-е годы прошлого столетия.

История Napier-Deltic берёт своё начало в 1944 году, когда фирма Napier по заказу британского ВМФ приступила к исследованиям и разработке мощнейшего дизельного двигателя предназначавшегося для установки на торпедных катерах и других малых быстроходных катерах Британского флота. До сих пор Royal Navy на подобных катерах, как правило, использовало бензиновые двигатели внутреннего сгорания. Но их высокая пожароопасность крайне негативно сказывалась на живучести лёгких единиц ВМФ, что английские моряки быстро выяснили сравнив свои корабли подобного класса с их немецкими аналогами имевшими дизельные силовые установки и строившимися в предвоенный период и в течении всей ВМВ. Для экипажей английских катеров наличие бензиновых силовых установок в ходе многочисленных боёв ВМВ означало выбор между жизнью и смертью. К этому времени дизельные силовые установки, использовавшиеся на катерах ВМФ некоторых стран, имели не особенно выгодное для силовых установок соотношение мехду развиваемой мощностью и весом силовой установки. Кроме того и скорость которую могли развивать катера с дизельными силовыми установками была ниже чем у пожароопасных катеров с бензиновыми силовыми установками. Фирма Napier в данном случае оказалась удачно выбранным для этих целей предприятием так как эта фирма еще перед ВМВ закупила лицензию на производство дизельных двухтактных двигателей со встречно-движущимися поршнями у немецкого моторостроительного подразделения Jumo фирмы Junkers и продолжала далее развивать идеи в части разработки мощных силовых установок подобного типа. Предшественником силовой установки Napier-Deltа стала Napier Culverin которая из за своей плоской формы по замыслам разработчиков могла бы быть довольно компактной утопленной в несущие плоскости авиационной силовой установкой. Для ВМФ мощности развиваемой такой силовой установкой было явно не достаточно и тогда было решено соединить вместе в единый 3-х угольный агрегат 3-и блока цилиндров Napier Culverin. Продольный разрез этой силовой установки своим очертанием напоминал греческую букву «Deltа « что в итоге и привело к тому, что новая силовая установка получила название Deltа. Произвoдились различные варианты этой силовой установки имевшие 9 и 18 цилиндров. В каждом из 3-х углов этой силовой установки находились по коленчатому валу. Мощность от коленчетых валов передавалась к расположенному в торцевой части силовой установки редуктору. Первые попытки создания этой силовой установки оказались безуспешными так как не удалось скоординировать работу 3-х коленчатых валов. Тогда решили, что один из 3-х коленчатых валов должен вращаться в ином, отличном от 2-х оставшихся коленчатых валов направлении. Такое решение оказало положительное влияние на удачное прохождение потока воздуха продувающего цилиндры силовой установки, что вместе с асимметричным газараспределением и турбонаддувом позволило получить силовую установку с высокими ТТХ.

Испытания и использование в ВМФ

Первая силовая установка Napier-Deltic была собрана в 1950-м году. В 1952 году начались полномасштабные испытания 6-ти силовых установок подобного типа. Для испытаний использовали трофейный немецкий торпедный катер. 18-ти цилиндровый вариант устанавливавшегося на этом катере Napier-Deltic-а по развиваемой мощности был близок к первоначально устанавливавшимся на этом катере 20-ти цилиндровым V-образным дизельным силовым установкам фирмы Daimler-Benz. При примерно равной развиваемой мощности (3000 лс.) силовые установки Napier-Deltic имели примерно в 2 раза меньшие размеры чем ранее устанавливавшиеся силовые установки фирмы Daimler-Benz. После успешного завершения полного цикла испытаний силовые установки Napier-Deltic в течении последующих десятилений часто устанавливались на малых быстроходных катерах английского МВФ. Royal Navy сначала использовал эти силовые установки на торпедных катерах типа Dark, затем на ряде малых боевых единиц и искателей мин. На тральщиках типа Hunt эти силовые установки так и использовались в течении длительного времени. Затем эти силовые установки начали применять в других странах в качестве силовых установок для торпедных катеров .Особенно хорошо зарекомендовали себя эти силовые установки на норвежских торпедных катерах типа Tjeld. Далее в Германию были поставлены 2 торпедных катера этого типа которые были в 1960-1964 годах введены в состав флота под обозначением Typ 152. По классификации NATO эти катера получили обозначение P6191 и P6192. Затем эти катера (тип Nasty) были закуплены Грецией и США и активно использовались в ВМФ (PTF 3 – PTF 22) . Катера этого типа использовались США для выполнения специальных операций во время войны во Вьетнаме.

Торпедные катера типа Tjeld водоизмещением 80 тонн имели в качестве силовых установок 2 Deltic-а с общей мощностью 6200 лс. что обеспечивало этим катерам высокие ТТХ. Для торпедных катеров Deltic-и оказались удачной, полностью соответствующей идее разработчиков силовой установкой. Всего были произведены 42 катера типа Tjeld: 22 для норвежского ВМФ, 14 для ВМФ США,4 для ВМФ Греции и 2 для ВМФ Германии. Еще 6 катеров были изготовлены в США по лицензии.

Использование на локомотивах

Двигателестроительная фирма Napier входила в состав крупного концерна English Electric. Потенциал Deltic-а был по достоинству оценён руководством концерна и под обозначением DP1 эти силовые установки со сниженной до 1650 лс. мощностью было решено использовать на дизель-электрических локомотивах производившихся для Британии и предназначенных для тяжелых поездов. Снижение развиваемой силовой установкой мощности было необходимым условием для получения большого моторесурса и увеличения интервалов между техническим обслуживанием силовой установки. После проведённых предварительных испытаний в 1961-1962-м годах компаниям осуществлявшим железнодорожные перевозки были поставлены первые 22 локомотива получившие обозначение Class 55. В простонародье их называли просто Deltics. Позднее предпринимались попытки переименовать локомотив: на пример в „Enterprise“ , но все эти пoпытки не увенчались успехом и в принципе не было смысла как то переименовывать локомотивы по скольку люди уже основательно привыкли к их первоначальному названию. Не смотря на сравнительно не большое количество изготовленных локомотивов они со своим характерным звуком были очень широко известны и играли важную роль в обеспечении железнодорожного сообщения на важнейших коммуникациях Британии буксируя скоростные поезда и в таком качестве эксплуатацтя локомотивов данного типа продолжалась до конца 1970-х годов когда их стали постепенно заменять более современными локомотивами High Speed Trains. После замены новыми локомотивами 6 Deltic-ов были сохранены. Часть из них попала в руки частников которые к радости фанатов до сих пор поддерживают их в работоспособном состоянии в качестве музейных экспонатов.

Применение в Super Pumper System F.D.N.Y.

Napier-Deltic-T18-37C максимальная мощность которого была снижена с первоначальных 3100 лс. до 2400 лс. c 1964 годa служил для привода мощнейшего на то время в мире пожарного насоса установленого на автомобиле Super Pumper System в пожарной охране New York Cyty .Эта система применявшаяся для тушения пожаров состояла из собственно Pumper System и тендера с пожарной пушкой. Пожарная пушка подавала воду для тушения пожаров в количестве до 38 000 литров в минуту. Так же в данную систему пожаротушения входили 3 дополнительных пожарных автомомобиля Satellite имевших так же пожарные пушки с производительностью в 15 00 литров в минуту. Все эти автомобили были изготовлены наMack Trucs inc. К двигателю Napier-Deltic при помощи фланца крепился насос DeLaval Приводимый таким образом насос мог подавать не многим облее 33 300 литров воды в минуту для тушения пожаров под давлением примерно 24 бара, или примерно 16.650 литров воды под давлением 48баров. На режиме полной нагрузки Napier-Deltic T18-37C установленный на Super Pumpers расходовал более 500 литров дизельного топлива в час. С имевшимся на Super Pumper запасом дезильного топлива эта система пожаротушения могла работать без дозаправки в течении 3-х часов.Super Pumper System использовалась для пожаротушения до 1982 года, Satellite были доработаны и в таком виде использовались еще дольше .Сегодня Super Pumper System можно увидеть в качестве музейного экспоната в Antique Toy and Firehouse Museum в Biy Sity города Michigan.

Эксплуатация

Силовые установки Deltic были примечательной очень компактной силовой установкой с выдающимися показателями удельной мощности. Недостатком этих совершеннейших с одновременно сложных для своего времени силовых установок была необходимость в неукоснительном соблюдении всех необходимых работ в процессе эксплуатации и по техническому обслуживанию. В противном случае надёжность силовой установки значительно снижалась. На веб страницах ветеранов ВМФ можно увидеть комментарии машинистов обслуживавших в своё время силовые установки типа Deltic на которых упоминается, что иногда команды катеров имевших силовые установки этого типа опасались этих силовых установок по скольку обслуживать их было тяжело, запуск двигателя при помощи сжатого воздуха был сложен и имелись опасения, что двигатель при запуске может взорваться. Подобные проблеммы если где либо и часто возникали на пpактике , то только на катерах в ВМФ. На локомотивах где мощность силовых установок была специально значительно снижена всё было гораздо проще.

И тем не менее не смотря на ряд вышеуказанных недостатков силовых установок типа Deltic на катерах и локомотивах в целом эти силовые установки зарекомендовали себя очень хорошо. В случае возникновения каких либо неполадок силовую установку быстро заменяли на резервную и отправляли на переборку в мастерские и подобная методика в дальнейшем стала всё более часто применяться.

ТТХ силовой установки Napier Deltic T18-37K

Исполнение: 2-х тактный дизельный двигатель со встречно-движущимися поршнями с водяным охлаждением, с 3-мя коленчатыми валами и воздуходувкой.

Количество цилиндров: 18, 3-и 3-х угольных ряда ряда по шесть цилиндров в каждом.

Диаметр цилиндров: 130,17 мм.

Ход прошня: 184,15 мм.

Рабочий объём: 88,3 литра.

Максимальная мощность: 3100 лс. при 2100 об/мин.

Средняя скорость поршня: 12,89 м/сек. при 2100 об/мин.

Длина: 391,2 см.

Ширина: 190,5 см.

Высота: 213,3 см.

Сухая масса с редуктором: 6182 кг.

Рис. 1. Силовая установка Napier-Deltic в National Railway Museum в городе York (Великобритания).

Рис. 2-3. Napier-Deltic.

Рис. 4-5. Принципиальная схема Napier-Deltic-а.

Рис.6. Кинематическая схема Napier-Deltic-а.

Рис.7. Приводимый силовой установкой Napier-Deltic локомотив Class-55 активно использовался British Rail В настоящее время этот локомотив выставлен в качестве экспоната Железно-дорожного Музея в городе York (Великобритания).