Адіабатні двигуни
Досить перспективним напрямом розвитку двигунів у майбутньому є застосування
дизелів з обмеженим відведенням теплоти в охолодне середовище, тобто наближення процесів,
що відбуваються в камерах згоряння, до адіабатних – так званих “адіабатних дизелів”. Назва
обумовлена прагненням конструкторів знизити теплопередачу через стінки і головки циліндрів
шляхом застосування матеріалів з низькими коефіцієнтами теплопровідності (кераміка, двоокис
цирконію, окис титану). У цьому випадку процеси в циліндрі наближаються до адіабатних,
підвищується температура вихлопних газів двигуна, що дозволить більш ефективно
використовувати їхню енергію (наприклад, для роботи газової турбіни). Такий двигун може
працювати без спеціальної системи охолодження, що дає додатковий приріст енергетичних
показників, поліпшення економічності та зменшення маси і габаритів дизеля, хоча в цьому
випадку істотно ускладнюється змащення деталей, що працюють при високих температурах.
Розробка адіабатнихдвигунів (17.2) – складна науково-технічна проблема, над рішенням якої в
даний час активно працюють дослідники.
У цьому напрямку певних успіхів досягла японська фірма Hino, створивши
турбокомпаундний адіабатний дизель з рекуперацією (зворотним одержанням) енергії у силовій
турбіні. Головка поршня, верхня частина рубашки охолодження, випускні трубопроводи
виготовлені з керамічних матеріалів. Питома витрата палива цього двигуна становить 167
г/(кВт⋅год), з ефективним ККД (4.7) приблизно 0,50.
Фірмою Cummins (США) розроблено адіабатний двигун з рекуперацією енергії у силовій
турбіні, яка працює на ВГ.
Теоретичні і експериментальні дослідження токсичності адіабатних дизелів показали, що
має місце зменшення викидів CO і СmНnта димності відпрацьованих газів, хоча кількість NOx
дещо збільшується. Проте, їх можна зменшити до рівня викидів звичайних дизелів зменшенням
кута випередження впорскування.
На цей час недоліком адіабатних двигунів є їх малий строк служби, що пов’язано з
недосконалістю керамічних матеріалів.