Eficiența energetică a devenit un subiect extrem de frecvent în ultimele două decenii, tot în legătură cu diverse resurse auto. Motoarele cu ardere internă nu sunt capabile să transforme o parte foarte semnificativă din conținutul energetic al combustibilului lor în energie cinetică - acesta este un fapt din ce în ce mai cunoscut. Cu toate acestea, puțini oameni știu că cele mai eficiente unități de ardere internă nu se găsesc de obicei pe drumurile publice.
În acest articol, vă prezentăm un grup special de motoare cu piston, motoarele diesel cu turație mică și subliniem câteva diferențe importante față de omologii lor de pe drum.

Descriere 
Motoarele cu ardere internă pot fi grupate pe baza unui număr de parametri - de exemplu, în funcție de dimensiunea și viteza lor - pe baza acestora se poate deduce și scopul propus.
De când au apărut motoarelor cu ardere internă, s-a acceptat în general că pe măsură ce dimensiunile cresc, turațiile scad ceea ce se datorează în primul rând vitezei medii tot mai limitate a pistonului cauzată de creșterea în greutate.

Motoare de dimensiuni medii și de turații mari
Nu întâmplător sunt menționate în titlu doar motoarele diesel, deoarece nu se construiesc motoare alimentate cu benzină în aceste categorii.
În clasa de mărime medie, găsim în principal motoare de vehicule care sunt instalate la locomotive feroviare și nave maritime. În plus, sunt potrivite și pentru agregatele conectate (generare de energie electrică și pompare.
Agregatele mai mari decât motoarele utilizate la vehiculele rutiere, dar utilizate la vehiculele extrem de mari de pe uscat, pot fi de asemenea clasificate în această grupă. Acestea sunt motoarele care funcționează la basculante de mine și vehicule pe șenile. Capacitatea cilindrică este de obicei mai mare de 30.000 de centimetri cubi, iar diametrul cilindrului lor este între 130 și 300 de milimetri. Puterea lor poate fi între 400 și 4000 kW, cu o viteză de rotație de aproximativ 900-2000 rpm.
Aceste motoare sunt dezvoltate în mare parte din motoare diesel pentru vehicule rutiere. Deși, de exemplu, cerințele de performanță ale aplicației feroviare sunt multiple în comparație cu aplicația rutieră, cerințele sunt similare.
Desigur, acest lucru a avut un efect pozitiv asupra ambelor domenii: în timpul dezvoltării lor, luarea în considerare a cerințelor operațiunii feroviare a dus la o dezvoltare tehnică a motorului și o durată de viață mai mare a motoarelor, iar tehnologia de producție a versiunilor rutiere a fost utilizată pentru motoarele feroviale.

Navele de dimensiuni medii au și motoare extrem de mari (Sursă: www.pixabay.com)

Motoarele diesel de dimensiuni medii sunt mai grele decât omologii lor mai mici: se obține de la 2,5 până la 25 de kilograme de masă pentru fiecare kilowatt de putere. Desigur, acest lucru depinde în mare măsură de cantitatea de încărcare și de gradul de utilizare a motorului. Valoarea generală este de aproximativ 5,5-8 kg/kW.
In ceea ce privește aranjarea cilindrilor, sunt avantajoase proiectele cu o densitate mare de putere, permitând astfel amplasarea a cât mai multor cilindri în volumul încorporat. Din acest motiv, cea mai comună variantă este aranjamentul în V. Spre deosebire de soluțiile rutiere, cerința unei distanțe uniforme de aprindere este de obicei subordonată unghiurilor cilindrilor care asigură cerința dimensiunii lățimii disponibile. Prin urmare, în locul unghiurilor cilindrice de 60-90 de grade observate pe drumurile publice, întâlnim 40-50 de grade.
În plus, există și un motor delta cu cilindri W și trei cilindri în doi timpi, precum și aranjamentul H și X.
Indiferent cât de modern este un astfel de motor diesel, controlul supapelor este încă diferit de soluțiile rutiere de astăzi. Au un sistem OHV, deci nu sunt controlate de sus, ci controlate lateral. Există doi arbori cu came pe ambele părți ale blocului motor, care sunt instalate cât mai sus posibil în carter. Scopul acestui lucru este de a face mecanismul de acţionare a supapei uşor accesibil prin deschiderea pe partea laterală a blocului motor.

Motoare mari, cu turație mică
Răspândirea creșterii puterii prin supraalimentare a creat noi oportunități pentru creșterea dimensiunii motoarelor în patru timpi. Motoarele diesel în patru timpi cu densitate mare de putere, care sunt mai fiabile decât motoarele în doi timpi, sunt produse cu o putere de 200-1400 kilowați pe cilindru. RPM lor este de 400-750, iar alezajul cilindrului este între 320 și 650 de milimetri.
Piața lor principală este în transport, dar, în același timp, le găsim în diverse alte domenii de aplicare: acestea servesc și ca unități de antrenare pentru generatoare de energie electrică, compresoare, mașini de lucru, pompe și echipamente de irigare.
Diferențele de proiectare sunt semnificativ mai mari aici, de exemplu din cauza stresului termic extrem de mare. Acest lucru este cauzat în primul rând de presiunea alimentării cu combustibil incredibil de mare de peste 20 de bari conform standardelor rutiere.

Când spunem V12, acesta nu este tocmai genul de motor care ne vine în minte - chiar dacă el este (Sursâ: www.wikipedia.org)

Datorită utilizării combustibililor grei, durata de viață a supapelor de evacuare este scurtă, de obicei nu mai mult de 6000 de ore de funcționare. Demontarea chiulaselor este in cele mai multe cazuri imposibilă din cauza spațiului îngust și a masei uriașe.
Deoarece sarcina termică este mare, trebuie acordată o atenție deosebită răcirii supapelor și bucșelor cilindrilor. În plus, sarcina mecanică nu este de neglijat: nu este neobișnuit ca presiunea maximă de ardere să depășească 120 bar, motiv pentru care găsim întăriri similare la motor ca și la versiunile de dimensiuni medii.
Pistoanele și biela constau din mai multe părți - acest lucru este important în principal din cauza ușurinței de asamblare.
În general, se poate afirma că aceste resurse sunt în prezent cele mai eficiente motoare cu ardere internă din lume: în timp ce motoarele diesel rutiere ajung cu greu la 30%, iar aceste resurse funcționează cu o eficiență totală de 40-50%.

Schimbarea sensului de rotație
Poate cea mai evidentă diferență față de versiunile de pe șosea este că motoarele diesel cu turație mică – în special motoarele marine – trebuie să își poată schimba direcția de rotație rapid și reversibil pentru o manevrabilitate mai ușoară.
Sensul opus de rotație înseamnă mișcare opusă a pistonului și, odată cu aceasta, o cursă diferită în cilindru. Pentru ca echipamentul motorului să poată funcționa în sens de rotație invers, camele corespunzătoare ambelor sensuri de rotație ale motorului sunt amplasate una în spatele celeilalte pe arborele cu came, iar sensul de rotație poate fi schimbat prin deplasarea arborelui. Acest fenomen se numește control al transferului.