admin / 15.04.2020

Производство двигателей в России

А в начале апреля Минпромторг России объявил тендер на доработку двигателя ПД-14 — уже с целью его международной сертификации в Европейском агентстве по безопасности.

Незадолго до этого стало известно, что из-за новых антироссийских санкций перекрыты поставки из США и Японии материалов для композитного крыла самолета МС-21. Сумеем ли мы в условиях жесткой экономической блокады и политического противодействия выйти на высококонкурентный рынок? Есть ли у нашей страны подобающий задел — научный, научно-технологический, конструкторский? Как развивается научно-производственная кооперация в этой сфере и есть ли нужные компетенции на профильных предприятиях отрасли?

Генеральный директор Всероссийского научно-исследовательского института авиационных материалов (ВИАМ), президент Ассоциации государственных научных центров «Наука», академик РАН Евгений Каблов убежден, что сможем. И потенциальные возможности для этого у страны есть.

На чем основана такая убежденность, Евгений Николаевич?

Евгений Каблов: На большом опыте научной, экспериментальной и производственной работы в области авиационного материаловедения. Более 45 лет работаю в авиационной промышленности, в известном научном центре ВИАМ, разработки которого обеспечили создание и выпуск более 95 процентов авиационной и ракетно-космической техники в СССР. Прошел путь от инженера-исследователя до генерального директора института и здесь же стал академиком.

Поэтому ключевые, поворотные события в развитии авиационной промышленности СССР проходили на моих глазах и при активном моем участии как ученого в области жаропрочных сплавов и технологии литья охлаждаемых лопаток газотурбинных двигателей (ГТД) с регламентированной макроструктурой.

Почему этот, понятный лишь специалистам технический аспект вы в первую очередь выделяете?

Евгений Каблов: Поясню на примере. В 70-е годы прошлого века перед авиационной промышленностью СССР стояла задача освоения в производстве ГТД четвертого поколения для новейших истребителей: легкого МиГ-29 и тяжелого Су-27. Изначально двигатели этого поколения имели турбину с литыми лопатками с высокой эффективностью охлаждения. Сложная конструкция внутренней полости охлаждаемой лопатки приводила к их термоусталостному разрушению при наработке только 30 процентов ресурса.

Государств, производящих современные турбореактивные двигатели, всего четыре — меньше, чем стран с ядерным оружием

Разработанная в ВИАМ технология поверхностного модифицирования охлаждаемых лопаток нового двигателя обеспечила достижение заданного ресурса при сдаточных испытаниях на заводах.

С учетом наших предложений началась кропотливая работа по увеличению ресурса двигателя в конструкторском бюро и на серийных заводах. Именно в этот период, когда имел возможность общаться и напрямую взаимодействовать с такими выдающимися конструкторами как академик Архип Люлька, академик Николай Кузнецов, Александр Саркисов, я получил и бесценные знания, и практический опыт. Прежде всего по доводке конструкции важнейшей детали турбины — той самой охлаждаемой лопатки, которая работает при температуре газа перед турбиной на 400 С выше точки плавления материала самой лопатки.

Для газотурбинного двигателя это ключевой момент?

Евгений Каблов: Я больше скажу. Способность государства производить литые охлаждаемые лопатки — показатель высочайшего уровня развития машиностроения. Это во-первых. А во-вторых — об этом мало кто знает, — государств, способных производить современные авиационные турбореактивные двигатели, меньше, чем стран, обладающих ядерным оружием. Или тех, что запускают в космос спутники. Всего четыре страны — Великобритания, Россия, США и Франция — владеют технологиями полного цикла создания современных турбореактивных двигателей. Тот же Китай, к примеру, несмотря на предпринимаемые усилия, добиться этого пока не может. Да, китайские ученые быстро скопировали наш истребитель Су-27, однако скопировать его двигатель АЛ-31Ф им до сих пор не удалось.

Программа создания среднемагистрального самолета МС-21, попавшая под новые американские санкции, будет реализована с композитным крылом из отечественных компонентов. Это дали понять в аппарате вице-премьера Юрия Борисова и подтвердил президент Объединенной авиастроительной корпорации Юрий Слюсарь. Фото: Марина Лысцева / ТАСС

И вынуждены покупать его в России?

Евгений Каблов: Да. Вот почему технологии разработки авиационных двигателей оберегаются как важнейшая государственная тайна. И касается это не только военной авиации, но и гражданского флота. Французы, к слову, предложили нам газогенератор в составе совместного с НПО «Сатурн» двигателя SaM146, который устанавливается на самолеты Sukhoi SuperJet 100. Но российских разработчиков к газогенератору и близко не подпустили. ЦИАМ — Центральный институт авиационного моторостроения — даже ни разу не разобрал, не посмотрел, что у них там ломалось. Хотя поломки были, и в каждой такой ситуации газогенератор отвозили на ремонт во Францию — там все сами делали, не приглашая российских специалистов.

Повторю: к газогенератору чужих не подпускают.

В чем принципиальные отличия ПД-14 и вообще авиадвигателей пятого поколения от того, что было прежде? Спрашиваю вас не как генерального конструктора, а как генерального материаловеда…

Евгений Каблов: Для начала нужно отметить, что двигатель четвертого поколения ПС-90А, который используется в гражданской и военной авиации, был разработан и создан еще в СССР под руководством генерального конструктора Павла Соловьева. После распада Советского Союза никаких новых двигателей у нас не создано.

Инновационность проекта, получившего шифр ПД-14, состоит в том, что при его разработке удалось получить качественное изменение основных параметров рабочего режима двигателя. Мы добились увеличения степени двухконтурности в два раза, температуры газа перед турбиной — на 100 позиций по шкале Кельвина, суммарной степени сжатия в компрессоре — на 20 процентов.

12,8 миллиарда рублей было выделено в 2009 году на создание нового газогенератора. Вслед за этим родилась Объединенная двигателестроительная корпорация

Отдельно необходимо отметить разработку технологии литья охлаждаемых лопаток ТВД с монокристаллической структурой из нового жаропрочного сплава, легированного рением, рутением. А использование композиционных материалов в конструкции двигателя и мотогондолы, полые широкохордные титановые лопатки вентилятора существенно снизили массу двигателя.

Как это отразилось на его ключевых показателях?

Евгений Каблов: Удельный расход топлива снизился на 12 процентов, а экономичность работы двигателя и соответствие экологическим параметрам значительно повысились. По расчетам, эксплуатация двигателя обойдется на 14-17 процентов дешевле действующих аналогов, а общая стоимость жизненного цикла снизится на 15-20 процентов.

Эти и другие параметры удалось обеспечить во многом благодаря применению 20 новых материалов, разработанных учеными ВИАМ. Именно наш институт в этом проекте отвечал за создание принципиально новых конструкционных высокотемпературных металлических, интерметаллидных, композиционных, керамических, естественно-композиционных, функциональных материалов и технологий изготовления крупногабаритных полуфабрикатов и деталей. Важнейшей составляющей этого проекта являются технологии создания широкохордной лопатки вентилятора из ПКМ, легких лопаток из интерметаллидных титановых сплавов, лопаток турбины высокого давления с монокристаллической структурой.

Наш институт на протяжении десяти лет ведет активную работу с предприятиями ОДК в области разработки, исследований, производства и внедрения материалов нового поколения в конструкцию перспективных газотурбинных двигателей.

В конструкции перспективного двигателя ПД-14, в частности, внедрены супержаропрочные монокристаллические сплавы для рабочих и сопловых лопаток с высокоресурсными жаростойкими и комплексными теплозащитными покрытиями. Высокопрочные конструкционные стали и деформируемые никелевые и титановые сплавы нового поколения использовались при изготовлении валов, дисков и корпусов.

Кроме того, методом аддитивных технологий из отечественной металлопорошковой композиции в ВИАМ изготовлена «боевая» деталь двигателя ПД-14 — завихритель фронтового устройства камеры сгорания. При этом технологический цикл составил всего шесть дней при стопроцентном выходе годного, тогда как традиционный технологический цикл — литье по выплавляемым моделям — составляет 60 дней при выходе годного не более 40 процентов. При этом производительность труда была увеличена в десять раз. Но главное — это решение позволило добиться существенного снижения эмиссии NOx, СOx.

Не без участия ВИАМ создана и мотогондола для ПД-14?

Евгений Каблов: Так и есть. Впервые в отечественной инженерной и технологической практике, по инициативе генерального конструктора сконструирована и изготовлена мотогондола ПД-14 из отечественных полимерных композиционных материалов. Наши материалы обеспечили снижение массы конструкции при сохранении требуемых упруго-прочностных свойств, в том числе ударной вязкости и стойкости к климатическим факторам.

Для сравнения: на SSJ-100 мотогондола поставляется из-за рубежа, стоит порядка двух миллионов евро, а у ПД-14 мотогондола в полтора раза дешевле.

Аддитивные технологии в этом проекте уже применяются?

Евгений Каблов: Разумеется. И они, я уверен, сыграют ключевую роль в доработке базового газогенератора и всей перспективной линейки двигателей на его основе. А ВИАМ является стратегическим партнером ОДК в реализации стратегии корпорации по внедрению аддитивных технологий.

На самолеты SSJ-100 мотогондола поставляется из-за рубежа, а у нашего двигателя ПД-14 она своя и в полтора раза дешевле

Из наших достижений в этой области отмечу прежде всего создание замкнутого цикла аддитивного производства деталей сложных технических систем. Он включает производство высокочистой расходуемой шихтовой заготовки, получение из нее мелкодисперсных металлопорошковых композиций отечественных сплавов (в том числе на основе титана, никеля, железа, кобальта, алюминия) и разработку технологий селективного лазерного сплавления деталей из них с последующей газостатической и термической обработкой.

К настоящему времени для предприятий ОДК аддитивными методами выпущено более 500 типов деталей, причем все они изготовлены из отечественных материалов.

ВИАМ, и это не секрет, институт особый. Вы проводите полный цикл исследований в отношении новых материалов, создаете условия для перехода к их промышленному выпуску, а в ряде случаев организуете у себя же малотоннажное производство…

Евгений Каблов: Это действительно так. ВИАМ на своей собственной базе организует серийное малотоннажное производство металлопорошковых композиций с последующей их сертификацией для ведущих моторостроительных предприятий. В институте спроектирован и изготовлен промышленный атомизатор с так называемой бестигельной плавкой. Тем самым решена задача изготовления титановых и интерметаллидных металлопорошковых композиций.

Отличительной особенностью ВИАМ всегда было то, что создав материал, при наличии паспорта и документации на него, мы выходим на завод и на производстве отрабатываем выпуск определенных видов полуфабрикатов из этого материала — исходя уже из требований конструкторов. В этом вся суть взаимодействия. Сила ВИАМ в том, что мы всегда освоение новых материалов заканчивали отработкой производства полуфабрикатов на заводе-поставщике.

Но в последние два десятилетия, в силу того что ситуация в стране и отрасли сильно изменилась, мы последовательно организовали у себя 25 малотоннажных производств. Мы производим лучшие жаропрочные сплавы с минимальным содержанием вредных примесей — серы, кислорода, азота, которые не должны превышать 5 ppm. Все металлургические заводы — где-то на уровне 18-20. А разница между пятью и двадцатью предполагает сотни тысяч часов ресурса! Если мы хотим, чтобы авиационные двигатели имели высокий межремонтный ресурс, необходимо добиваться высочайшего качества материалов.

Но здесь же хочу заметить: создать новый материал — полдела: для его использования в гражданском авиадвигателе необходимо выполнить большую работу по общей и специальной квалификации и оценке соответствия производства международным нормам…

Иначе ему не бывать за пределами России?

Евгений Каблов: Да, и правила тут очень строгие, поскольку речь идет о безопасности людей. То же самое относится и к самому процессу изготовления двигателя: предприятиям отрасли требуется сертификация по нормам Европейского агентства авиационной безопасности (ЕASA).

Подводя итог этой части нашего разговора, хочу подчеркнуть: ПД-14 — это не просто современный двигатель пятого поколения. На базе его газогенератора будет создан ПД-8 взамен SaM146, ПД-12 — для вертолетов, ПД-35 — для транспортного и пассажирского авиалайнеров. А сама разработка ПД-14 проходила по новой, цифровой технологии, благодаря чему уже седьмой экземпляр двигателя был собран в Перми по технологии серийного производства, в то время как раньше опытная партия изготовлялась в количестве до 35 экземпляров. По разным оценкам, проект ПД-14 создал и сохраняет для России от 10 до 12 тысяч высококвалифицированных рабочих мест.

Ключевой момент: как все начиналось

За вклад в разработку и сертификацию авиадвигателя ПД-14 многие сотрудники Объединенной двигателестроительной корпорации получили награды Минпромторга России. Как формировалась нынешняя кооперация и при каких обстоятельствах родилась сама ОДК?

Евгений Каблов: Началось все нестандартно и во многом неожиданно. Здесь, где мы говорим с вами сейчас, 11 лет назад случился другой разговор. Тогда, в 2008-м, у нас в институте побывал президент России Владимир Путин, а с ним — глава минпромторга Виктор Христенко.

Вдвоем?

Евгений Каблов: Да. Владимир Владимирович поздоровался и говорит: «Вот, обещал приехать — приехал. Рассказывайте…» И я, как сумел, объяснил, что российскому авиапрому позарез нужен свой новый двигатель. И вкратце обрисовал, что это такое, какая сложная конструкция. А наш президент, скажу я вам, умеет слушать и вникать. И когда я доложил, что у нас для литья лопаток турбины высокого давления разработаны технологии, в 30 раз эффективнее американских, а потом упомянул технологии получения литых охлаждаемых лопаток с высокой эффективностью охлаждения, про жаропрочные сплавы с рением, рутением, которые позволяют поднять температуру газа перед турбиной до 1900 К, он остановил меня вопросом: «А что же не внедряете?» «Денег нет», — говорю. «А есть на что их тратить?» — «Есть. В Перми конструктор Александр Иноземцев создает новый газогенератор и базовый авиадвигатель на его основе ПД-14». «Ну что тогда? — обратился президент к министру Христенко. — Виктор Борисович, готовьте предложения». Позадавал еще вопросы и уехал.

А самого Иноземцева при этом разговоре не было?

Евгений Каблов: Было, повторю, три человека — Путин, Христенко и я. Примерно через неделю мне позвонил Виктор Борисович Христенко и говорит: «Вчера в два часа ночи вышел от президента в Ново-Огарево. Владимир Владимирович подписал поручение о выделении 12,8 миллиарда рублей на создание нового газогенератора».

И вот когда случилось это решение, появились реальные деньги, их надо было отслеживать. Тогда и была создана Объединенная двигателестроительная корпорация.

Если со стороны смотреть, получается, что ВИАМ не только известный центр фундаментальной и прикладной науки, но и центр кристаллизации идей и организационных решений, инициатор большой и продуктивной научно-производственной кооперации?

Евгений Каблов: Выходит, так. Раньше, еще до визита к нам, президент Путин поддержал наши предложения по организации малотоннажных производств на базе института-разработчика. Для развития и повышения конкурентоспособности это момент чрезвычайно важный. Но часто оказывается, что крупным предприятиям невыгодно (себе дороже) осваивать выпуск инновационной продукции небольшими партиями, когда счет на килограммы или даже несколько тонн. Президент нас услышал и поддержал. И когда приехал к нам, мы уже делом отчитались — показали уникальное производство по выпуску жаропрочных сплавов. Во многих отношениях они соответствуют лучшему зарубежному уровню, а в чем-то их и превосходят.

А по каким позициям идет конкуренция между создателями авиационных двигателей и газогенераторов?

Евгений Каблов: Нам нужен газогенератор, который позволит получить температуру газа перед турбиной не менее 1900-2000 по шкале Кельвина. Получить степень сжатия 61. И обеспечить минимальный выброс окислов NOx — так, чтобы он был на 30 процентов ниже того уровня, что установлен нормами ИКАО в 2008 году.

Чтобы пройти международную сертификацию?

Евгений Каблов: Да. В ином случае не сможем летать. Если поставим на самолет двигатель, не отвечающий этим требованиям, нас не пустят в Европу, Америку. А тот газогенератор, что создан под руководством Александра Александровича Иноземцева, в новые правила вписывается и рассматривается сейчас как основа для более мощного двигателя. Не на 14 тонн, как у ПД-14, а на 18 и больше. Это открывает для России возможность создать большую линейку газотурбинных двигателей.

Какие бывают электродвигатели, сегодня стоит знать каждому автомобилисту. И не только из-за увеличения популярности электромобилей. Ведь электромоторы есть на борту всех современных автомобилей.

Итак, какие бывают электродвигатели? Один из стереотипов состоит в том, что все они простые. Если сравнивать с двигателями внутреннего сгорания, это можно считать правдой. Хотя бы потому, что электродвигатель имеет гораздо меньше движущихся деталей, и требования к материалам, технологиям и точности их изготовления намного ниже.

Так работает простейший двигатель постоянного тока – полюса ротора (якоря) и статора отталкиваются друг от друга, вращая вал

Принцип действия

Если в привычном нам ДВС коленвал вращается благодаря энергии расширяющихся газов, которые толкают поршень, то вал электродвигателя вращается благодаря явлению магнитной индукции – силовым полям, которые возникают около проводников с электрическим током. Чтобы сделать эти поля сильными и управляемыми, проводники собраны в обмотки, размещенные на статоре (неподвижная часть электромотора) и роторе (он же якорь, подвижная, вращающаяся часть).

Читайте также: Что лучше: «климат» или кондиционер

Упрощенно говоря, при подаче напряжения на клеммы двигателя на его статоре и роторе возникают магнитные поля. Они отталкиваются друг от друга, заставляя ротор смещаться относительно статора – проворачиваться. Благодаря наличию коллектора (об этом ниже) или переменному току (и об этом ниже), поле одной из обмоток – ротора или статора – также начинается вращаться, «догоняя” второе из полей. Поэтому ротор вращается до тех пор, пока не будет отключена одна из обмоток и вокруг нее не исчезнет магнитное поле.

Двигатель переменного тока устроен очень похоже. Но в автомобилях «переменка” используется только в тяговых электродвигателях

AC/DC

Как ДВС делятся на бензиновые и дизельные, так электромоторы делятся на моторы переменного и постоянного тока. Отличия довольно существенные, хотя суть одна: вал ротора, с которого снимается нагрузка, вращается благодаря взаимодействию магнитных полей ротора и статора. Тип тока (постоянный или переменный) влияет на способ управления оборотами, смену направления вращения, эксплуатационные и тягово-скоростные характеристики электромотора.

Такие миниатюрные моторчики постоянного тока применяются не только в игрушках, но и в сервоприводах настоящих автомобилей. Естественно, с редуктором и соответствующего качества

Поскольку в 12-вольтной сети обычного автомобиля используется постоянный ток, то и двигатели на его борту – постоянного тока. Это в первую очередь мощный (иногда более 1 л.с.) электромотор стартера, привод электроусилителя руля, «движки”, приводящие во вращение вентиляторы радиатора и климатической установки, стеклоочистители. Маленькие моторчики спрятаны в актуаторах центрального замка, в приводах зеркал, сервомеханизмах регулировках сидений и руля, в насосе омывателя.

Читайте также: Выгодны ли гибридные автомобили и в чем их недостатки

Достоинства электродвигателей постоянного тока автомобильного назначения – в компактности и большом крутящем моменте с самых малых оборотов, недостатки – в ограниченной мощности и моменте, а также в наличии коллекторно-щеточного узла, который имеет ограниченный ресурс.

Более мощные электродвигатели постоянного тока приводят в действие стеклоочистители, вентиляторы климата и радиаторов

Двигатели переменного тока обычно применяются там, где нужна большая мощность и высокая надежность. Эти электрические машины обычно конструктивно проще и долговечнее агрегатов постоянного тока. Именно такие двигатели используются как тяговые в большинстве электромобилей и гибридах. Правда, чтобы запитать двигатель переменного тока от батареи, на борту нужен специальный преобразователь тока – непростой и недешевый инвертор, но его применение оправдано.

По принципу работы моторы переменного тока бывают синхронными и асинхронными. Для рядового пользователя это уже высокие материи, скажем только, что асинхронные моторы на электромобилях применяют из-за простоты управления его оборотами.

Тяговые моторы электромобилей обычно работают на «переменке”, имеют возбуждение от постоянного магнита и относятся к асинхронному типу

Кроме того, одна электрическая машина переменного тока есть и в каждом обычном автомобиле – это генератор. По конструкции он аналогичен электродвигателю, только преобразует энергию, образно говоря, в обратную сторону – механическую в электрическую, а не наоборот, как это делает электродвигатель. Чтобы согласовать ток такого генератора с автомобильной бортовой сетью, применяется встроенный выпрямитель.

На практике: что, где, как

Несмотря на имидж простых и неприхотливых, электромоторы можно отнести к узлам, которые беспокоят автовладельцев. Требует внимания стартер – как минимум очистки коллектора и замены щеток, реже – замены подшипников. Распространенная неисправность – отказ моторчика печки, на неновых машинах часто подводит и электродвигатель вентилятора радиатора. Электродвигатель стеклоочистителя, часто имеющий статор с постоянными магнитами, боится перегрева (например, если дворники примерзли к стеклу) – из-за этого магнит теряет свои свойства, и дворники становятся «медленными”.

Дверные приводы замков, в особенности не штатные, а уставленные вместе с сигнализацией, тоже со временем «перегорают”. Увы, большинство используемых в автомобиле электродвигателей постоянного тока не принято ремонтировать, их просто заменяют новыми. Исключение составляет стартер, который весьма недешев.

Шток актуатора дверного замка приводится в действие небольшим моторчиком постоянного тока – через редуктор и электронный блок

Генератор переменного тока также требует обслуживания. У него есть щетки, которые подают ток на обмотку возбуждения, но поскольку работают они не по коллектору, а по гладким контактным кольцам, проблем с этим узлом меньше. Подшипники генератора обычно подлежат замене. Распространенная проблема – падение напряжения в бортовой сети из-за перегоревшего диода выпрямителя генератора.

Тяговые электромоторы гибридов и «электричек” обслуживают и ремонтируют в условиях фирменных СТО. Причем нужно быть готовым к тому, что из-за связанных с высоким напряжением рисков электромеханики запросят завышенный гонорар.

Читайте также: Что лучше – бензин или дизель: какой вибрать двигатель

Описание и обзор наиболее интересных разработок инновационных двигателей: топ-6 моделей, технические подробности. Видео про необычные двигатели.

Содержание статьи:

  • Инновационные автомобильные моторы
  • Видео про необычные двигатели

Современные двигатели из года в год становятся всё более технологичными и в то же время всё более ненадежными. Производители пытаются и сохранить мощность, и снизить «прожорливость», и соответствовать экологическим нормам, что нередко вредит эффективности конструкции.
О самых инновационных разработках в сфере двигателестроения – в нашем обзоре.

Инновационные автомобильные моторы

Skyactiv-G


Новая разработка от Mazda состоит в снижении температуры цикла для увеличения уровня сжатия бензинового мотора. С этой целью инженеры компании изменили выпускную систему, использовав схему 4-2-1, при которой выхлопные газы поочередно направляются в воздух. Таким образом, за счет снижения попадающих в цилиндры газов улучшается их продувка и снижается температура горючей смеси.
Объем отработанных газов снижается ровно вполовину, тем самым повышая степень сжатия на 3 единицы. Одновременно система корректировки фаз на впускном и выпускном распредвалах улучшает газообмен, а цилиндры небольшого диаметра и увеличенный ход поршня способствуют более слабому нагреву камер сгорания.
Вся проделанная работа позволила повысить крутящий момент на низких оборотах, а уменьшение объема вредных выбросов и экономия топлива получена путем того, что модернизированный двигатель имеет сниженные на 15% обороты по сравнению с традиционными моторами.
В результате те водители, которые не готовы отказаться от классических ДВС, получают атмосферный 2-литровый двигатель, превосходящий экономичностью 1,4-литровый турбированный мотор.

Skyactiv-D


Поработали японские специалисты и над дизельным мотором, считая, что турбированные двигатели обладают слишком высоким давлением и температурой, мешающей топливу равномерно перемешаться с воздухом.
Skyactiv получил сниженную степень сжатия, а также более быстрый впрыск топлива, что дает ему возможность сгорать полностью и соответствовать стандартам Евро-6 без дорогостоящих технологий.
Такой механизм дает быстро осуществлять впрыск и воспламенение, повышая КПД двигателя, а заодно расширяет рабочий диапазон до 5200 об/мин.
Двигатель оснастили двумя последовательными турбокомпрессорами, выдающими 1,4 атм, а эффективный запуск даже при низких температурах обеспечивает система изменения фаз газораспределения. В процессе такта впуска выпускные клапаны открываются, направляя часть отработанных газов обратно в цилиндр и нагревая смесь.
Вес нового двигателя снизился на 10%, тогда как крутящий момент и экономичность лишь немного уступают предыдущему «хиту» Mazda MZR-CD 2.2.

Формула идеального мотора


На фото: модульный двигатель БМВ
Немецкие инженеры изучили такие параметры, как коэффициент полезного действия, тепловой баланс и механические потери, и вывели формулу идеального рабочего объема цилиндра, который равен 0,5 литра. При этом правильная камера сгорания должна иметь в центре форсунку непосредственного впрыска, а также 4 клапана и свечу. Двигатель с таким устройством будет гораздо проще конструировать – словно «из кубиков», по высказыванию специалистов BMW.
В 3-цилиндровом исполнении двигатель будет обладать одной турбиной, в 4-цилиндровом – двухпоточной, а в 6-цилиндровом – битурбированной. Едиными будут цепной привод распредвалов, газораспределительная система и ходы клапанов.
Кроме того, для одинаковых по объему турбированных бензиновых и дизельных двигателей допустимо будет применять одни и те же детали и агрегаты. То есть, автопроизводителю будет проще контролировать объемы производства в зависимости от потребительского спроса и изготавливать на единой производственной линии порядка четырех моделей одновременно.

Сколковские инновации


Не отстают от немецких коллег и ученые отечественного центра «Сколково», которые также сумели существенно повысить КПД двигателей внутреннего сгорания.
Все автопроизводители годами работают над тем, чтобы улучшить достаточно невысокий КПД классических двигателей. Они изменяют тягу, оснащают современными технологиями, становятся экономичными и экологичными. Теперь и российские инженеры разработали революционную технологию, достойную внедрения во всем мире.
Проект «Мотор» в данный момент не имеет мировых аналогов и позволяет более чем на 30% снизить потребление даже у наиболее экономичных двигателей.
Инженеры заменили кривошипно-шатунный механизм на уникальную запатентованную кинематическую схему по отбору мощности. Специальное устройство будет «гасить» инерционные силы, совершенствуя показатели любого ДВС, в том числе улучшает крутящий момент, вдвойне снижает частоту вращения, упрощает трансмиссионный узел.
Подобная тестовая схема показала отличные результаты и функциональность, поэтому не за горами новые, высокопроизводительные двигатели российского производства.

Скандинавские свободные клапаны


Дочерняя фирма шведского производителя Koenigseggпод названием FreeValve проводит интересные изыскания в области усовершенствования распредвала двигателя. Подход специалистов компании состоит в том, чтобы заменить привязку к конкретной, статической формуле гибкостью в ходе работы двигателя.
Гениальность скандинавской разработки заключается в отсутствии кардинальных изменений в конструкции силового агрегата при увеличении его мощности на 30% , экологичности – на 50 %, экономичности – на 20-50%.
Специалисты отметили, что двигателю не нужны распределительные валы, так как новые клапаны будут способны функционировать каждый по отдельности, не соединенные жестко с «соседями». Так и родилось название новой разработки — «свободные клапаны» или FreeValve.
Классический распредвал в силу конструктивных особенностей далеко не идеален, вызывая определенные проблемы: повышенный расход топлива от увеличения мощности или сниженный крутящий момент на высоких оборотах для улучшения пиковой мощности. Тогда как FreeValve заменил его клапанами, приводимыми в действие отдельным приводом, контролируемым электроникой.
Шведская технология делает двигатель максимально эффективным при разных режимах работы и на разных оборотах без риска провалов в процессе холостого хода, слабой динамики или усиленного расхода топлива.
Лишенная распредвала система затрачивает на 10% меньше энергии, которая обычно тратится на работу привода «головных» систем, преодоления трения. На выходе такой двигатель получается дешевле аналогичного дизельного агрегата, имея более высокую эффективность, меньший расход топлива и улучшенные показатели крутящего момента.
Наконец, специалисты шведской компании предусмотрели вариант аварийной работы силового агрегата, во время которого даже при работе лишь четверти приводов клапанов водитель сможет продолжить движение и добраться до техцентра.

На благо экологии


В силу экологических требований Евро-7 все автопроизводители бьются над задачей разработки двигателей одновременно мощных и имеющих соответствующий уровень выбросов. Не избежала этой участи и легендарная компания Ferrari, исследователи которой уже направили в Американское Бюро по патентам и товарным знакам сразу два эскиза новой технологии впрыска топливо-воздушной смеси.
Одна из них предполагает впрыск малой доли топлива перед свечой зажигания сразу перед ее включением, чтобы таким путем улучшить продувку камеры сгорания и повысить температуру топливо-воздушной смеси. В таком случае двигатель прогреется в разы быстрее и станет менее токсичен для окружающей среды.
Другой разработкой является дополнительная компактная камера сгорания, помещенная над центром основной камеры сгорания, отделенная от нее перегородкой и имеющая собственную свечу зажигания. Задача подобной конструкции аналогичная – снизить уровень выброса токсичных веществ и повысить топливную эффективность.
Несмотря на все последние тенденции в сфере моторостроения, мировым автопромом по-прежнему «правит» классический ДВС. Пока нефтепромышленность стоит во главе мировой экономики, бензиновые двигатели еще на многие годы останутся в отрасли.
Конструкция современных двигателей мало отличается от «отцов-основателей», имея те же коленвалы, поршни, цилиндры и прочие элементы. Поэтому основные новшества касаются модернизации этих узлов, оснащении их электронным управлением, замены материалов изготовления на более лучшие и надежные.
Создание же по-настоящему нового силового агрегата – процесс длительный. Поэтому при частой смене модельных рядов новые двигатели они преимущественно получают от предыдущих «собратьев».
Видео про необычные двигатели:

Компания Volkswagen раскрыла параметры СПИК, в рамках которого планирует нарастить производство двигателей в России. Как сообщил агентству «РИА Новости» генеральный директор Volkswagen Group Rus Маркус Озегович, компания намерена локализовать турбодвигатель 1,4 TSI, «если договорится с Минпромторгом по условиям СПИК». Также планируется увеличить мощности в Калуге по производству 1,6-литровых двигателей с нынешних 150 тысяч до 300 тыс. моторов, чтобы экспортировать их по всему миру. В настоящее время двигатели 1.6 MPI серии EA211 выпускаются в двух вариантах мощностей (90 и 110 л.с.), соответствуют классу «Евро-5» и устанавливаются на 11 моделей концерна, включая три модели российского производства – Volkswagen Polo, Skoda Rapid и Skoda Octavia, пишет газета «Коммерсант».

Volkswagen уже экспортирует выпущенные в Калуге двигатели: при объеме выпуска 161 тыс. штук в 2018 году на экспорт было поставлено 44 тыс. двигателей. Среди направлений поставок в том числе заводы в Испании и Чехии. В 2019 году концерн планировал экспорт из России двигателей и их компонентов на заводы в Чехии, Польше, Испании, Мексике и ЮАР.

Ранее Минпромторг оценивал инвестиции Volkswagen в рамках заявки на СПИК в сумму около 12 млрд рублей. Volkswagen заявляет, что собирается инвестировать 40 млрд рублей в рамках инвестконтракта. В министерстве указывают, что компания уже локализовала производство двигателей, на фоне чего с ней ведется диалог о возможности локализации трансмиссии и коробок передач. В целом это стандартное требование Минпромторга к автоконцернам при обсуждении СПИК. Но в части возможной локализации коробок передач или трансмиссии в Volkswagen говорят, что параметры еще обсуждаются и концерн готов рассмотреть различные варианты, «но сегодня производство трансмиссий не выглядит экономически целесообразным».

Volkswagen экономически выгоднее наращивать объемы производства уже существующих мощностей, чем создавать новые, говорит исполнительный директор агентства «АВТОСТАТ» Сергей Удалов: при локализации производства коробок передач возникнет вопрос поиска поставщиков компонентов, а также избыточных для российского рынка объемов, из-за чего вновь нужно выходить на экспорт. Производство двигателей большими партиями в России при нынешних курсах валют, стоимости рабочей силы и локальных компонентов определенно выгодно и имеет большой потенциал экспорта на рынки, где есть соответствующие экологические ограничения, отмечает эксперт. Локализация производства 1,4-литрового двигателя может дать дополнительную синергию по объемам компонентов, полагает г-н Удалов, что также сыграет в пользу повышения локализации.

СПИК ООО «Фольксваген Груп Рус» (представительство немецкой Volkswagen в РФ) планируется реализовать на базе существующих производственных площадок (Калуга и Нижний Новгород). При этом инвестиции в площадку в Нижнем Новгороде продолжатся только после снятия санкций с «Группы ГАЗ». Отметим, срок вступления в силу санкций в отношении ГАЗа неоднократно переносился и сейчас назначен на 6 июля. Это последний актив Олега Дерипаски, по которому идут переговоры о снятии санкций, уже завершившиеся успехом в случае «Русала» и En+.

Помимо удвоения мощностей завода двигателей проект предполагает обновление модельного ряда. Маркус Озегович сообщил, что в планах концерна в конце 2019 года запустить производство компактного кроссовера Skoda Karoq в России. По его словам, сначала новинка будет поставляться по импорту, но запуск локального производства модели в компании намерены организовать в картчайшие сроки. Кроме того, в следующие годы Volkswagen представит на российском рынке и другие новинки, но говорить об этом рано. При этом г-н Озегович отметил, что импорт за счет высоких ставок пошлин и утильсбора становится невыгодным для машин бюджетного сегмента, поэтому компания делает ставку на локализацию бюджетных моделей на местном рынке.

Напомним, Volkswagen выпускает в России автомобили на двух площадках. У концерна есть завод мощностью 225 тыс. машин в год в Калуге, где производятся модели Volkswagen Tiguan и Polo и Skoda Rapid. На заводе «Группы ГАЗ» в Нижнем Новгороде мощностью 132 тыс. машин выпускаются модели Skoda Kodiaq и Octavia.

Таблица 1. Численность населения по странам мира, 2014-2018 гг (млн чел)

Таблица 2. Прогноз численности населения по странам мира, 2019-2023 гг (млн чел)

Таблица 3. Номинальный ВВП по странам мира, 2014-2018 гг (млрд долл США)

Таблица 4. Прогноз номинального ВВП по странам мира, 2019-2023 гг (млрд долл США)

Таблица 5. Реальный ВВП по странам мира, 2014-2018 гг (% к предыдущему году)

Таблица 6. Прогноз реального ВВП по странам мира, 2019-2023 гг (% к предыдущему году)

Таблица 7. Инвестиции в основной капитал по странам мира, 2014-2018 гг (% от ВВП)

Таблица 8. Прогноз инвестиций в основной капитал по странам мира, 2019-2023 гг (% от ВВП)

Таблица 9. Платежный баланс по странам мира, 2014-2018 гг (млрд долл США)

Таблица 10. Прогноз платежного баланса по странам мира, 2014-2018 гг (млрд долл США)

Таблица 11. Номинальный ВВП на душу населения из расчета ППС по странам мира, 2014-2018 гг (тыс долл США на чел в год)

Таблица 12. Прогноз номинального ВВП на душу населения из расчета ППС по странам мира, 2019-2023 гг (тыс долл США на чел в год)

Таблица 13. Инфляция в средних потребительских ценах по странам мира, 2014-2018 гг (% к предыдущему году)

Таблица 14. Прогноз инфляции в средних потребительских ценах по странам мира, 2019-2023 гг (% к предыдущему году)

Таблица 15. Продажи электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (тыс шт; %)

Таблица 16. Прогноз продаж электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (тыс шт; %)

Таблица 17. Продажи электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (тыс шт)

Таблица 18. Прогноз продаж электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (тыс шт)

Таблица 19. Доли стран-лидеров в продажах электродвигателей, 2014-2018 гг (%)

Таблица 20. Прогноз долей стран-лидеров в продажах электродвигателей, 2019-2023 гг (%)

Таблица 21. Продажи электродвигателей на душу населения по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (шт на чел в год)

Таблица 22. Прогноз продаж электродвигателей на душу населения по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (шт на чел в год)

Таблица 23. Внешняя и внутренняя торговля электродвигателями, Мир, 2014-2018 гг (млн шт)

Таблица 24. Прогноз внешней и внутренней торговли электродвигателями, Мир, 2019-2023 гг (млн шт)

Таблица 25. Доли внешней и внутренней торговли электродвигателями, Мир, 2014-2018 гг (%)

Таблица 26. Прогноз долей внешней и внутренней торговли электродвигателями, Мир, 2019-2023 гг (%)

Таблица 27. Производство электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (млн шт; %)

Таблица 28. Прогноз производства электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (млн шт; %)

Таблица 29. Производство электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (млн шт)

Таблица 30. Прогноз производства электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (млн шт)

Таблица 31. Доли стран-лидеров в производстве электродвигателей, 2014-2018 гг (%)

Таблица 32. Прогноз долей стран-лидеров в производстве электродвигателей, 2019-2023 гг (%)

Таблица 33. Производство электродвигателей на душу населения по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (шт на чел в год)

Таблица 34. Прогноз производства электродвигателей на душу населения по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (шт на чел в год)

Таблица 35. Импорт электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (млн шт; %)

Таблица 36. Прогноз импорта электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (млн шт; %)

Таблица 37. Импорт электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (млн шт)

Таблица 38. Прогноз импорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (млн шт)

Таблица 39. Доли стран-лидеров в импорте электродвигателей, 2014-2018 гг (%)

Таблица 40. Прогноз долей стран-лидеров в импорте электродвигателей, 2019-2023 гг (%)

Таблица 41. Импорт электродвигателей по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 41-1. Импорт электродвигателей мощностью не более 37,5 вт; прочих электродвигателей и генераторов постоянного тока, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 41-2. Импорт электродвигателей универсальных (переменного/постоянного тока) мощностью более 37,5 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 41-3. Импорт электродвигателей переменного тока однофазных по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 41-4. Импорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью не более 750 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 41-5. Импорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 750 вт, но не более 75 квт, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 41-6. Импорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 75 квт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 42. Импорт электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (млн долл; %)

Таблица 43. Прогноз импорта электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (млн долл; %)

Таблица 44. Импорт электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (млн долл)

Таблица 45. Прогноз импорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (млн долл)

Таблица 46. Доли стран-лидеров в импорте электродвигателей, 2014-2018 гг (%)

Таблица 47. Прогноз долей стран-лидеров в импорте электродвигателей, 2019-2023 гг (%)

Таблица 48. Импорт электродвигателей по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 48-1. Импорт электродвигателей мощностью не более 37,5 вт; прочих электродвигателей и генераторов постоянного тока, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 48-2. Импорт электродвигателей универсальных (переменного/постоянного тока) мощностью более 37,5 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 48-3. Импорт электродвигателей переменного тока однофазных по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 48-4. Импорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью не более 750 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 48-5. Импорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 750 вт, но не более 75 квт, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 48-6. Импорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 75 квт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 49. Цена импорта электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (долл за шт; %)

Таблица 50. Прогноз цены импорта электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (долл за шт; %)

Таблица 51. Цена импорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (долл за шт)

Таблица 52. Прогноз цены импорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (долл за шт)

Таблица 53. Цена импорта электродвигателей по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 53-1. Цена импорта электродвигателей мощностью не более 37,5 вт; прочих электродвигателей и генераторов постоянного тока, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 53-2. Цена импорта электродвигателей универсальных (переменного/постоянного тока) мощностью более 37,5 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 53-3. Цена импорта электродвигателей переменного тока однофазных по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 53-4. Цена импорта электродвигателей переменного тока многофазных мощностью не более 750 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 53-5. Цена импорта электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 750 вт, но не более 75 квт, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 53-6. Цена импорта электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 75 квт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 54. Экспорт электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (млн шт; %)

Таблица 55. Прогноз экспорта электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (млн шт; %)

Таблица 56. Экспорт электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (млн шт)

Таблица 57. Прогноз экспорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (млн шт)

Таблица 58. Доли стран-лидеров в экспорте электродвигателей, 2014-2018 гг (%)

Таблица 59. Прогноз долей стран-лидеров в экспорте электродвигателей, 2019-2023 гг (%)

Таблица 60. Экспорт электродвигателей по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 60-1. Экспорт электродвигателей мощностью не более 37,5 вт; прочих электродвигателей и генераторов постоянного тока, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 60-2. Экспорт электродвигателей универсальных (переменного/постоянного тока) мощностью более 37,5 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 60-3. Экспорт электродвигателей переменного тока однофазных по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 60-4. Экспорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью не более 750 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 60-5. Экспорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 750 вт, но не более 75 квт, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 60-6. Экспорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 75 квт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (тыс шт)

Таблица 61. Экспорт электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (млн долл; %)

Таблица 62. Прогноз экспорта электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (млн долл; %)

Таблица 63. Экспорт электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (млн долл)

Таблица 64. Прогноз экспорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (млн долл)

Таблица 65. Доли стран-лидеров в экспорте электродвигателей, 2014-2018 гг (%)

Таблица 66. Прогноз долей стран-лидеров в экспорте электродвигателей, 2019-2023 гг (%)

Таблица 67. Экспорт электродвигателей по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 67-1. Экспорт электродвигателей мощностью не более 37,5 вт; прочих электродвигателей и генераторов постоянного тока, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 67-2. Экспорт электродвигателей универсальных (переменного/постоянного тока) мощностью более 37,5 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 67-3. Экспорт электродвигателей переменного тока однофазных по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 67-4. Экспорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью не более 750 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 67-5. Экспорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 750 вт, но не более 75 квт, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 67-6. Экспорт электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 75 квт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (млн долл)

Таблица 68. Цена экспорта электродвигателей, Мир, 2014-2018 гг (долл за шт; %)

Таблица 69. Прогноз цены экспорта электродвигателей, Мир, 2019-2023 гг (долл за шт; %)

Таблица 70. Цена экспорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2014-2018 гг (долл за шт)

Таблица 71. Прогноз цены экспорта электродвигателей по странам-лидерам рынка, 2019-2023 гг (долл за шт)

Таблица 72. Цена экспорта электродвигателей по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 72-1. Цена экспорта электродвигателей мощностью не более 37,5 вт; прочих электродвигателей и генераторов постоянного тока, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 72-2. Цена экспорта электродвигателей универсальных (переменного/постоянного тока) мощностью более 37,5 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 72-3. Цена экспорта электродвигателей переменного тока однофазных по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 72-4. Цена экспорта электродвигателей переменного тока многофазных мощностью не более 750 вт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 72-5. Цена экспорта электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 750 вт, но не более 75 квт, по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

Таблица 72-6. Цена экспорта электродвигателей переменного тока многофазных мощностью более 75 квт по всем странам, Мир, 2014-2017 гг (долл за шт)

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*