10 самых больших когда-либо созданных двигателей

Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major — это очень сложный радиальный четырехтактный двигатель со сложной геометрией и множеством конструктивных деталей. Разработанный для оснащения самолетов Boeing B-50, R-4360 Wasp Major был самым большим поршневым двигателем, когда-либо выпускавшимся компанией Pratt & Whitney, общей мощностью 71,5 литра. Позже он был использован в других самолетах, таких как бомбардировщик B-36, летающее крыло B-35 и летающий товарный вагон C-119.

Компания Pratt & Whitney расположила поршни в четыре радиальных ряда по семь поршней в каждом, что составляет 28 поршней. Теперь начинается сложная часть: R-4360 Wasp Major оснащен воздушным охлаждением. Чтобы охлаждающий воздух попадал во все ряды, каждый ряд повернут ровно на 12,857 градуса относительно переднего. Именно отсюда и необычный спиральный рисунок. Кроме того, для обеспечения плавной работы двигатель запускается через каждые 25,714 градуса, что означает, что он совершает полный цикл запуска за каждые два оборота (720 градусов) коленчатого вала.

Двигатель R-4360 Wasp Major мощностью до 3500 л.с. был массивным — 97,5 дюймов/ (≈ 247,7 см) в длину, 57,25 дюймов/ (≈ 145,4 см) в ширину и 66 дюймов/ (≈ 167,6 см) в глубину. Тем не менее, поскольку он был разработан для использования в самолетах, он весил всего 4130 фунтов/ (≈ 1873 кг).

В то время как R-4360 Wasp Major отличается сложным расположением спирали, самый большой двигатель Cummins на сегодняшний день отличается простой и функциональной геометрией. Он по-прежнему оснащен четырьмя турбонаддувами, но конфигурация V16 уже зарекомендовала себя в экстремальных условиях эксплуатации. Да, такая же конфигурация используется в гибридном гиперкаре Bugatti Tourbillon hybrid.

Кроме того, эти два двигателя очень сильно отличаются друг от друга по мощности. QSK95 — это высокооборотистый дизельный двигатель, который развивает скорость до 1800 оборотов в минуту. Он также рассчитан на крутящий момент, достигающий 17 802 фунт-фут/ (≈ 24 137 Н·м). В зависимости от области применения этот 95-литровый двигатель может развивать мощность до 5100 л.с. QSK95 также эффективен благодаря модульной системе впрыска топлива «common rail».

Он оснащен поршнями из кованой стали с верхними кольцами, покрытыми методом плазменного напыления из паровой фазы (PVD), закаленными отверстиями цилиндров, блоком с глубокой юбкой и двумя форсунками для охлаждения поршней на цилиндр. В то же время специальный корпус маховика, редуктора и масляного поддона, соединяющего блок цилиндров, предотвращают утечку масла из двигателя. В результате QSK95 может использовать 1,7 миллиона галлонов/ (≈ 6,43 млн литров) топлива, прежде чем потребуется капитальный ремонт. SK95 используется в различных отраслях промышленности.

105,8-литровый высокоскоростной дизельный двигатель colossus от Caterpillar был разработан для работы на карьерном самосвале Cat 797F, грузоподъемность которого достигает колоссальных 400 тонн. Компания Cat также производит дизельный генератор C175-20, который вырабатывает мощность в 3,15-4 мегаватта электроэнергии.

Как и его конкурент Cummins V16, C175-20 оснащен четырьмя параллельными турбонагнетателями, промежуточным охладителем типа воздух-вода и системой впрыска топлива Common rail высокого давления. В результате он выдает 4000 л.с. и 16 474 фунт-фут/ (≈ 22 336 Н·м) крутящего момента, что означает меньшую мощность по сравнению с V16 от Cummins. Однако, как и большинство двигателей Cat, C175-20 рассчитан на длительный срок службы; компания Cat заявляет, что она установила более 3000 двигателей по всему миру, наработав более 20 миллионов часов.

C175-20 выглядит массивно снаружи — 21,8 фута/ (≈ 6,64 м) в длину, 7,6 фута/ (≈ 2,32 м) в ширину, 8,38 фута/ (≈ 2,55 м) в высоту), а вес составляет 51 588 фунтов/ (≈ 23 400 кг). Двигатель выполнен из цельного чугунного блока и коленчатого вала из кованой стали. Компания Caterpillar также разработала сложную систему водяного охлаждения. Двигатель также оснащен компактным генератором переменного тока SR5.

Представленный в 1945 году, XR-7755 использует жидкостное охлаждение. Компания Lycoming выбрала девять блоков по четыре цилиндра, в результате чего получился 36-цилиндровый радиальный двигатель объемом целых 127 литров. Его ширина составляла 61 дюйм/ (≈ 154,9 см), длина — 121,35 дюйма/ (≈ 308,2 см), а вес — 6130/ (≈ 2781 кг) фунтов. Двигатель также был оснащен нагнетателем, который подавал воздух через девять впускных коллекторов. Он развивал в 5000 л.с. при 2600 оборотах в минуту во время взлета и приводил в действие двухскоростной винт с двойным вращением.

Для достижения максимальной эффективности в XR-7755 были использованы девять верхних распределительных валов, которые перемещались в осевом направлении, позволяя двигателю переключаться между профилями двух лепестков на лету. Таким образом, Lycoming смог добиться максимальной мощности при взлете и эффективного сгорания топлива во время полета.

Lycoming XR-7755-3 так и не поднялся в воздух. Компания выпустила два прототипа, которые были протестированы, но так и не были использованы в самолетах. К тому времени, когда Lycoming выпустила эти прототипы, газотурбинные двигатели уже начали поступать в продажу.

Вскоре после того, как компания Lycoming выпустила на рынок самый большой в мире радиальный двигатель, советские производители представили серию дизельных двигателей M500. Первым появился M501 — 143,6-литровый авиационный монстр с 42 цилиндрами, разделенный на семь блоков по шесть цилиндров в каждом. Агрегат с водяным охлаждением развивал поразительную мощность в 6205 л.с. с турбонаддувом и весил 7500 фунтов. Как и в случае с Lycoming XR-7755-3, к тому времени, когда M501 был готов к взлету, газовые турбины показали свои преимущества, и проект был свернут.

Однако на этом серия М500 не закончилась. На заводе № 174 имени Яковлева эту конструкцию переняли и переоборудовали для использования в морских условиях. Затем компания представила усовершенствованный M503, получивший название Zvezda, что переводится как «Звезда», что указывает на форму двигателя. M503 позаимствовал общий дизайн у M501 и использовал тот же турбонаддув. Эта система позволяла коленчатому валу приводить в действие нагнетатель при более низких оборотах, а выхлопной турбине — при более высоких. Таким образом, «Звезда» решила проблему задержки турбонаддува, аналогичную современным двухзарядным двигателям. Двигатель M503 мощностью 3943 л.с. использовался на советских катерах класса «Оса».

Для следующего поколения M504 «Звезда» значительно увеличила мощность двигателя. Новый 56-цилиндровый «монстр» (семь блоков по восемь цилиндров) имел объем 191,4 литра и выдавал 5163 л.с. благодаря усовершенствованной системе турбонаддува. Для модели следующего поколения «Звезда» использовала новый дизайн. M507 представлял собой 112-цилиндровый силовой агрегат объемом 383 литра, созданный путем соединения двух 56-цилиндровых двигателей, мощность которых синхронизировалась с помощью одной массивной понижающей коробки передач. Он развивал 10 453 л.с.

Этот дизельный колосс V20 имеет мощность 17,37 литра на цилиндр, что соответствует общему объему в 347,4 литра. Однако MTU 20V 8000 имеет угол между рядами цилиндров 48 градусов, что обеспечивает более компактные габариты. Конечно, снаружи он по-прежнему внушительных размеров: 21,8 фута/ (≈ 6,64 м) в длину, 6,7 фута/ (≈ 2,04 м) в ширину и 11 футов/ (≈ 3,35 м) в высоту.

Проект MTU оснащен чугунным блоком, жестким картером и одним распределительным валом. Он работает в диапазоне оборотов от 380 до 1150 об/мин и развивает мощность до 13 410 л.с. Это достигается за счет использования системы впрыска топлива Common Rail и четырех последовательных турбокомпрессоров с водяным охлаждением. В зависимости от нагрузки система управления подачей топлива в двигатель может отключать один или два турбокомпрессора для повышения эффективности. Система также может отключать цилиндры для дальнейшего снижения расхода топлива.

С MAN 18V48/60TS мы, наконец, вступаем на территорию настоящих гигантов. Этот четырехтактный двигатель V18, являющийся настоящим гигантом, предназначен для использования на судах и в стационарных электростанциях. Объем всего одного цилиндра MAN's monster составляет 108,6 литра; умножьте на 18, и вы получите колоссальные 1 954,8 литра!

Эти поршни массивные, каждый с диаметром отверстия 18,89 дюйма/ (≈ 48 см) и ходом поршня 23,62 дюйма. Они настолько велики, что двигатель работает при 500 оборотах в минуту (50 Гц) или 514 оборотах в минуту (60 Гц). Даже при таких низких оборотах каждый цилиндр выдает до 1610 лошадиных сил. В то же время двигатель 18V48/60TS является самым эффективным в своей категории, его удельный расход топлива составляет всего 7 323 кДж/кВт*ч. Как и большинство крупных двигателей, 18V48/60TS может работать на различных видах топлива, включая тяжелые мазуты, судовое дизельное топливо и газойль.

Тем не менее, главной особенностью MAN's behemoth является двухступенчатая система турбонаддува. Он состоит из турбокомпрессоров низкого и высокого давления, которые обеспечивают эффективную работу в более широком диапазоне оборотов. Вместе с модифицированным распределительным валом они позволяют двигателю 18V48/60TS работать по циклу Миллера. Под турбонагнетателем низкого давления установлен дополнительный нагнетатель воздуха, который обеспечивает эффективную работу при запуске и небольших нагрузках.

Вы можете посетить дом-музей Дизеля в Дании, чтобы лично увидеть некоторые из этих гигантских двигателей. Однако звездой шоу является восьмицилиндровый дизельный двигатель Burmeister & Wain 2000, построенный для электростанции в Эрстеде в далеком 1932 году. При длине 80 футов/ (≈ 24,4 м) и высоте 41 фута/ (≈ 12,5 м) «Копенгагенский гигант» больше трехэтажного дома и весит 2,8 миллиона фунтов/ (≈ 1 270 000 кг). Вес некоторых отдельных деталей не менее впечатляющий — один только коленчатый вал весит 308 000 фунтов/ (≈ 139 700 кг).

Благодаря двухтактному двигателю двойного действия этот B &W двигатель развивает мощность 15 МВт всего при 115 оборотах в минуту, или, по автомобильным меркам, более 20 000 л.с. В 1930-х годах этого было достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией Копенгаген даже в часы пик. Как и ожидалось для двухтактного двигателя, B&W оснащен четырьмя воздуходувками, которые могут нагнетать 63 500 кубических футов воздуха в минуту/( около 1 798 кубических метров в минуту).

Двигатель работает и по сей день. Каждое первое и третье воскресенье месяца в доме-музее Дизеля проходит выставка B&W 2000, которая длится около 10 минут для посетителей.

Несмотря на то, что его мощность аналогична мощности B&W 2000 (2050 литров), четырехтактный двигатель 18V50DF V18 финской компании Wärtsilä развивает мощность до 18,19 МВт (24 400 л.с.) при 514 оборотах в минуту (60 Гц). Но это никого не должно удивлять, поскольку это значительно более новый двигатель. При длине 61,6 фута/(≈ 18,78 м), ширине 13,4 фута/(≈ 4,08 м) и высоте 19,75 фута/(≈ 6,02 м) он также более компактный. В результате 18V50DF может также использоваться в судостроении, а не только для выработки электроэнергии.

Для повышения эффективности двигатель 18V50DF также работает по принципу бережливого сжигания, т. е. топливовоздушная смесь имеет более высокую концентрацию воздуха. В результате этот двигатель V18 behemoth обладает невероятно высоким электрическим КПД — 49,4%. Экономичное сгорание топлива также помогает снизить выбросы вредных веществ, особенно NOx. Как и большинство современных двигателей, 18V50DF оснащен турбонаддувом и системой впрыска топлива.

Однако он оснащен двумя форсунками — одна для легкого мазута, а другая для природного газа. Благодаря такому расположению 18V50DF может плавно переключаться между двумя различными видами топлива на ходу или использовать комбинацию обоих в зависимости от нагрузки. Черт возьми, он будет работать даже при перебоях в подаче топлива, что имеет решающее значение для выработки электроэнергии.

Нет, это не опечатка — Wärtsilä RT-flex96C, преемник модели аналогичного размера RTA96-C, обладает астрономическим объемом в 25 573,8 литра. Он также имеет высоту 44,3 фута/(≈ 13,5 м), длину 87,24 фута/(≈ 26,6 м) и весит более 5 миллионов фунтов/(≈ 2 268 000 кг). Один из его поршней весит целых 12 000 фунтов/(≈ 5443 кг)! А показатели мощности еще более невероятны — RT-flex96C выдает 108 920 л.с., что делает его самым мощным поршневым двигателем в мире.

Как насчет крутящего момента? Это 5 608 310 фунт-фут/(≈ 7 605 000 Н·м. RT-flex96C представляет собой двухтактный дизельный двигатель с диаметром поршня 37,4 дюйма/(≈ 95 см) и особенно длинным ходом поршня 98,42 дюйма/(≈ 250 см). Кроме того, полная мощность и крутящий момент достигаются всего при 102 оборотах в минуту, при этом двигатель работает на холостом ходу всего при 15 оборотах в минуту! RT-flex96C, обладающий огромной мощностью, обеспечивает работу массивных контейнеровозов Emma Maersk.

RT-flex96C также разработан с учетом эффективности. Его тепловой КПД составляет 51%, что является одним из самых высоких показателей для поршневых двигателей в мире. RT-flex96C по-прежнему подает в цилиндры 1585 галлонов топлива в час.

Wärtsilä RT-flex96C оснащен системой common-rail, которая управляет впрыском топлива, приводом в действие выпускного клапана и воздушным пуском. Все версии оснащены турбонаддувом для продувки воздуха. Также доступны уменьшенные версии RT-flex96C, имеющие до шести цилиндров.