يقوم علماء من جامعة جنوب الأورال الحكومية بتطوير حلول تقنية لإنشاء محرك مكبس غاز صناعي محلي عالي السرعة بحجم 21,5/18,5، والذي سيتم استخدامه في النقل (شاحنات التعدين القلابة وقاطرات السكك الحديدية) وكمصدر للطاقة على نطاق صغير التوليد (حتى 5 ميجاوات).
اليوم، موظفو قسم «محركات الاحتراق الداخلي» ومدرسة الهندسة المتقدمة «قلب الأورال» بجامعة جنوب الأورال الحكومية في مرحلة البحث في عملية العمل، وتطوير وتصنيع نماذج أولية للمكونات الجديدة، والتي سيتم اختبارها لاحقًا كجزء من نموذج تجريبي لمحرك كامل الحجم.
يتم تضمين محرك مكبس الغاز الذي تم إنشاؤه بأبعاد 21,5/18,5 في مجموعة طرازات عائلة محركات الديزل عالية السرعة DM-185 مع عدد من الأسطوانات من 6 إلى 20 في نطاق طاقة من 500 كيلووات إلى 5000 كيلووات.
على وجه الخصوص، سيتم تثبيت التعديل المطور للقاطرة المكون من 12 أسطوانة لمحرك مكبس الغاز عالي السرعة بقوة 1600 كيلووات على قاطرة الديزل الثقيلة ТЭМГ7 للتشغيل على خطوط السكك الحديدية لشركة غازبروم. وبما أن استيراد مثل هذه المحركات إلى روسيا من الدول الغربية أصبح الآن مستحيلاً، فقد قام مصنع الاورال لمحركات الديزل (УДМЗ) بتكثيف برنامج استبدال الواردات وإعادة المعدات الفنية لإنتاجه الخاص. لجأ المصنع إلى علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية للمساعدة في تطوير محرك روسي يعمل بمكبس الغاز.
«يقول ألكسندر بوبوف، رئيس قسم «محركات الاحتراق الداخلي» في جامعة جنوب الأورال الحكومية: نحن نصمم محرك غاز يعتمد على محرك الديزل. مثل هذا المحرك، اعتمادًا على مجال تطبيقه - في محطة توليد الكهرباء أو في معدات المحاجر - لا يختلف كثيرًا من الناحية الهيكلية. والفرق الرئيسي هو التغيير في إعدادات نظام التحكم الإلكتروني. أيضًا، اعتمادًا على العامل المناخي، بالنسبة للمناطق الساخنة والباردة، قد تتغير معلمات الوحدات والأنظمة المساعدة. بشكل عام، أصبحت مشكلة توفر محركات الاحتراق الداخلي من هذه الفئة في روسيا ذات صلة كبيرة الآن. منذ أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، تم شراء محركات مكبس الغاز الصناعية (على سبيل المثال، كجزء من مجموعات مولدات المحركات) على نطاق واسع في الخارج. في آخر إحصاء، تم استيراد أكثر من ألفين ونصف وحدة، واليوم بدأت هذه المحركات بالفعل في استنفاد مدة خدمتها. لذلك، تتمثل مهمتنا، جنبًا إلى جنب مع المصنع، في تطوير نظير محلي في أسرع وقت ممكن ليحل محل العينات الأجنبية. عند تصميم الحلول التقنية، نحاول دمج حلول التصميم الأكثر بساطة وموثوقية».
يخطط مصنع الأورال لمحركات الديزل لإعداد نموذج تجريبي لمحرك كامل الحجم مكون من 12 أسطوانة في تعديل الغاز بحلول نهاية عام 2025 لإجراء مجموعة من الاختبارات في المصنع.
«يتضمن مشروع تطوير محرك مكبس الغاز المحلي جميع أحدث التطورات العالمية في هذا المجال,- يعلق سيرجي نيفيدوف، مدير المشروع في مصنع الأورال لمحركات الديزل. على سبيل المثال، سيستخدم نظام إمداد الوقود إمدادًا بالغاز يتم التحكم فيه إلكترونيًا إلى كل أسطوانة من الأسطوانات الـ 12. بينما تقليديًا، تستخدم معظم نظائرها الأجنبية مصدرًا مركزيًا (أو أحاديًا) للوقود عند مدخل الشاحن التوربيني. ويعزز النهج الجديد التوزيع الآمن للغاز والتنظيم عالي الجودة لتركيبة الخليط بين الأسطوانات، اعتمادًا على الوضع المحدد. سيؤدي ذلك إلى توفير الوقود وتقليل محتوى المكونات السامة في غازات عادم المحرك».
على السفن المدنية لأغراض مختلفة، يمكن استخدام هذا المحرك عالي السرعة كوحدة طاقة مساعدة. في مجال الطاقة الصغيرة، هذه هي محطات الطاقة المتنقلة والثابتة التي تعمل بمكبس الغاز والتي تعمل على توفير الكهرباء لحقول الغاز والنفط والمناطق السكنية النائية والمرافق التقنية الموجودة في القطب الشمالي وأقصى الشمال؛ أو يعملون على قيادة أنواع مختلفة من المعدات التكنولوجية، على سبيل المثال، محطات الضغط.
يتم تنفيذ مشروع «تطوير محركات مكبس الغاز بحجم 21.5/18.5» في إطار مركز الأورال العلمي والتعليمي الأقاليمي ذي المستوى العالمي (المشروع الوطني «العلوم والجامعات»). في عام 2022، كان مركز الأورال العلمي والتعليمي الأقاليمي ذو المستوى العالمي من بين الفائزين في الاختيار التنافسي لتلقي إعانات مالية لتنفيذ المشاريع العلمية والتقنية المدرجة في قائمة مركز الأورال للبحث والتعليم من حكومة منطقة تشيليابينسك .
إيكاترينا بولنيخ