عزل محركات الديزل حرارياً .

عـــــــزل محركـــــــات الديـــــــزل حراريـــــــــــــاً

بالإضافة إلى الزيادات في الضغط الفعال متوسط الكبح bmep والتحسينات في التصميم الكلي ، فإن ناتج خرج محركات الدبابات أيضا يمكن أن يزداد ويتطور فيما يتعلق بحجمها الكلي مع التخفيضات في قياسات منظومات التبريد cooling systems . ويبلغ حجم أنظمة التبريد بالسائل المنتجة للمحركات من فئة 1500 حصان نحو واحد متر مكعب ، الأمر الذي يعني أنهم يقررون حوالي 40% من الحجم الكلي لتجهيزات وتراكيب المحرك . وما هو أكثر من ذلك يتعلق بالمراوح المتاحة حالياً لأنظمة التبريد والتي تمتص وتستهلك نحو 10 إلى 15% أو أكثر من ناتج خرج المحرك الإجمالي ، على الرغم من أن بعض طاقتهم الخاصة يستنفذ فعلياً بسبب الحاجة لتبريد زيت ناقل الحركة transmission oil كما هو الأمر بالنسبة للمحرك وتبريده .. حجم أنظمة التبريد يمكن أن يخفض ويقلل إذا أمكن تحييد وتقييد تدفق الحرارة والسخونة المفرطة إلى سائل التبريد ، وهذه يمكن أن تنجز بعزل بعض أجزاء المحرك ، مثل رؤوس الاسطوانات cylinder heads وبطانة الاسطوانات cylinder liners وتيجان أو رؤوس المكابس piston crowns من غازات الاحتراق الساخنة . إن الشكل الأكثر مناسبة لعملية العزل هذه تكون بتجهيز النظام بمواد خزفية ، وعلى وجه التحديد مادةالزركونيوم zirconia ، التي لها توصيل حراري منخفض ومعامل واطئ من التوسع والتمدد الحراري ، قريب مما يمتلكه حديد السباكة .. إمكانية التخفيض القسري لانتقال وتحول الحرارة الناتجة عن غازات الاحتراق إلى المحرك باستعمال المواد الخزفية العازلة ولد مفهوم أكثر تقدماً ، أطلق عليه "محرك الديزل العازل" adiabatic diesel engine (في الديناميكا الحرارية ، عملية العزل أو الكظم Adiabatic هي إجراء الذي لا يوجد فيه تبادل حراري بين المنظومة والوسط المحيط ، أي أنه معزول حرارياً) . فقد ساهمت التطورات الحديثة في السيراميك الهيكلي/الإنشائي عالي الأداء في توفير حافز جديد لتقديم المحركات المعزولة حرارياً . هذه المحركات تشتغل في درجات حرارة أعلى مما هو متحصل في محركات الديزل التقليدية . هي لا تستطيع الاستغناء عن منظومةالتبريد فقط ، لكنها أيضا تعرض كفاءة حرارية أعظم thermal efficiency ، لأن جزء أقل من الطاقة الصادرة عن عملية احتراق الوقود سيتم فقدها وإضاعتها .

على أية حال , محرك مانع وعازل حقيقي ، والذي هو بدون نقل أو تحويل حراري في أي وقت كان بين الغازات والجدران المحيطة ، غير ممكن عملياً ، والزيادة الهامة في الكفاءة الحرارية يمكن أن تنجز فقط مع تركيب توربيني . هذا يتضمن استخدام الطاقة الإضافية الموجودة والحاضرة في غازات العادم للمحرك المعزول حرارياً بهدف إدارة معشق التوربين نحو عمود مرفق المحرك engine crankshaft ، الذي بدوره يزيد القوة المنتجة من قبل المحرك لكنه أيضا يزيد تعقيد النظام . من جانب آخر ، حتى مع تخفيض جزئي لعملية انتقال الحرارة إلى محلول أو سائل التبريد coolant ، يمكن أن ينتج عنه تخفيض هام ومعتبر في حجم نظام التبريد ، الذي سيكون كافياً لوحده لتبرير تطوير محركات الدبابات المعزولة حرارياً thermal insulation . مثل هذه المحركات أيضا ستكون أكثر سكوناً في التشغيل ، لأن الحرارة المرتفعة لحجر احتراقهم سوف تخفض التباطؤ والتأخير في عملية الإيقاد ignition delay ، كما أنها سوف تحسن قدرتهم أيضا على الاشتغال بالوقود منخفض السيتين cetane .