ดีทรอยต์ดีเซล 110
เครื่องยนต์ดีเซล Detroit Diesel Series 110ซึ่งมี ปริมาตรกระบอกสูบ 110 ลูกบาศก์นิ้ว (1.8 ลิตร)ต่อกระบอก ได้รับการแนะนำในปี พ.ศ. 2488 เพื่อเป็นทางเลือกที่ทรงพลังกว่า เครื่องยนต์ Series 71 ที่มีอยู่เดิม มีการใช้งานหลากหลายประเภท รวมถึงอุปกรณ์ก่อสร้าง ระบบขับเคลื่อนทางทะเล และการผลิตไฟฟ้า การใช้งานที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือในรถรางขับเคลื่อนด้วยตนเองBudd RDC นอกจากนี้ยังมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรกลก่อสร้าง Euclidในปี พ.ศ. 2494 ยังมีการแนะนำรุ่นสำหรับเรือเดินทะเลอีกด้วย[ 1 ]
ภาพรวม
เครื่องยนต์ ดีเซลซีรีส์ 110 ของดีทรอยต์ดีเซลเป็นเครื่องยนต์ดีเซลสองจังหวะแบบ 6 สูบเรียง ( ตามธรรมเนียมปฏิบัติของดีทรอยต์ดีเซลในสมัยนั้น การตั้งชื่อเครื่องยนต์จะใช้การรวมจำนวนสูบและปริมาตรกระบอกสูบเข้าด้วยกัน ดังนั้นจึงเรียกว่ารุ่น 6-110) เครื่องยนต์รุ่นนี้เปิดตัวเป็นผลิตภัณฑ์สำหรับตลาดมวลชนลำดับที่สองของแผนกเครื่องยนต์ดีทรอยต์ดีเซลแห่งเจเนอรัลมอเตอร์สในปี 1945
ออกแบบ
เครื่องยนต์ซีรีส์ 6-110 ใช้ ระบบดูดอากาศ แบบยูนิโฟลว์ (uniflow scavenging ) โดยมีพัดลมที่ติดตั้งอยู่ภายนอกเครื่องยนต์ทำหน้าที่ดูดอากาศผ่านช่องทางที่มีรูพรุนในบล็อกเครื่องยนต์และช่องในผนังกระบอกสูบด้วยความดันที่สูงกว่าความดันบรรยากาศเล็กน้อย ส่วนไอเสียจะระบายออกผ่านวาล์วป๊อปเป็ต (poppet valve) ที่ทำงานด้วยก้านดันในฝาสูบ โดยมีวาล์วสองหรือสี่ตัวต่อกระบอกสูบ ใช้ ระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบยูนิต (unit fuel injection) โดยมีหัวฉีดหนึ่งตัวต่อกระบอกสูบ และไม่มีแรงดันเชื้อเพลิงสูงภายนอกตัวหัวฉีด หัวฉีดจะทำงานโดยใช้ เพลาลูกเบี้ยวเดียวกันกับที่ทำหน้าที่เปิดวาล์วไอเสีย
เนื่องจากเครื่องยนต์ดีเซลแบบสองจังหวะไม่สามารถดูดอากาศเองได้ตามธรรมชาติจึงจำเป็นต้องใช้พัดลมเพื่อจ่ายอากาศในปริมาณที่เพียงพอทั้งสำหรับการไล่ก๊าซไอเสียออกจากกระบอกสูบและเพื่อช่วยในการเผาไหม้
เครื่องยนต์ 6-110 รุ่นแรกๆ ใช้พัดลมแบบแรงเหวี่ยงซึ่งใช้งานได้จริงมากสำหรับการใช้งานที่ความเร็วคงที่ เช่น ในเรือหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่พิสูจน์แล้วว่าล้มเหลวในการใช้งานในรถยนต์ เนื่องจากพัดลมถูกออกแบบให้หมุนด้วยความเร็วประมาณ 10 เท่าของความเร็วเครื่องยนต์ หากหมุนด้วยความเร็วเกินกำหนด ใบพัดจะแตกออก ทำให้เศษชิ้นส่วนเข้าไปในเครื่องยนต์[ 2 ] "เครื่องยนต์นี้ได้รับการพัฒนาบนเครื่องไดโนมิเตอร์และไม่เคยใช้งานเกินรอบต่อนาทีที่กำหนด การใช้งานครั้งแรกคือในรถบรรทุกเหมืองแร่ Euclid ซึ่งรายได้ของคนขับขึ้นอยู่กับความเร็วในการขับรถบรรทุกเปล่าลงไปในหลุม พัดลมแบบแรงเหวี่ยงทำงานที่ความเร็วประมาณ 10 เท่าของความเร็วเครื่องยนต์ การเกินรอบต่อนาทีดังกล่าวเป็นอันตรายถึงชีวิต และในรถบรรทุก การเปลี่ยนเกียร์ลงผิดพลาดเพียงครั้งเดียวอาจหมายถึงเครื่องยนต์พัง" [ 3 ]ด้วยเหตุนี้พัดลมแบบ Roots จึงมีให้เลือกใช้เป็นตัวเลือกหลังจากปี 1952 เป็นต้นไป ต่อมามีรุ่นประสิทธิภาพสูงที่ใช้ เทอร์โบชาร์จเจอร์ให้เลือกใช้
การพัฒนา
เครื่องยนต์ซีรีส์ 71 รุ่นแรกจากดีทรอยต์ดีเซลผลิตออกมาในรูปแบบ 1, 2, 3, 4 และ 6 สูบเรียง รุ่นที่ทรงพลังที่สุดคือรุ่น 6-71 มีปริมาตรกระบอกสูบรวม426 ลูกบาศก์นิ้ว (7.0 ลิตร) ( 71 ลูกบาศก์นิ้ว (1.2 ลิตร)ต่อกระบอกสูบ) และให้กำลัง170 แรงม้า (127 กิโลวัตต์)ที่ 1800 รอบต่อนาที แม้ว่าเครื่องยนต์เหล่านี้จะประสบความสำเร็จอย่างสูงด้วยต้นทุนที่ต่ำและน้ำหนักที่ค่อนข้างเบา แต่ก็ยังมีความต้องการกำลังแรงม้าที่สูงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานนอกถนน เช่น การผลิตไฟฟ้าและอุปกรณ์ก่อสร้าง
เนื่องจากเครื่องยนต์แบบแถวเรียงที่มีมากกว่า 6 สูบมักมีปัญหาทางเทคนิคมากมาย และเนื่องจาก GM ยังไม่สามารถพัฒนาเทคโนโลยีเครื่องยนต์แบบ V-block ให้สมบูรณ์แบบได้อีกในอีกสิบปีต่อมา พวกเขาจึงใช้วิธีการที่แตกต่างกันสองวิธีในการเพิ่มกำลังแรงม้าวิธีหนึ่งคือการนำเครื่องยนต์ 6-71 หลายเครื่องมาต่อกันเป็นแบบคู่ (วางข้างกัน) แบบเรียง (หน้า-หลัง) และแบบสี่เครื่อง (เครื่องยนต์ 6-71 สี่เครื่องขับเคลื่อนเพลาเดียว) แม้ว่าวิธีนี้จะให้กำลังแรงม้าสูงและยังเพิ่มความปลอดภัยได้บ้าง แต่ก็มีความซับซ้อนทางกลไกและมีราคาค่อนข้างสูง
แนวทางทางเลือกคือการออกแบบเครื่องยนต์ใหม่และเพิ่มปริมาตรกระบอกสูบต่อกระบอกจากเดิม71 ลูกบาศก์นิ้ว เป็น 110 ลูกบาศก์นิ้ว (1.2 ถึง 1.8 ลิตร)หรือเพิ่มขึ้นประมาณ 50% ส่งผลให้ได้รุ่น 6-110 ซึ่งมี ปริมาตรกระบอกสูบรวม 660 ลูกบาศก์นิ้ว (10.8 ลิตร)และให้กำลังต่อเนื่อง275 แรงม้า (205 กิโลวัตต์)ที่ 1800 รอบต่อนาที แม้ว่าส่วนประกอบพื้นฐานของเครื่องยนต์ (บล็อกเครื่องยนต์เพลาข้อเหวี่ยง ลูกสูบ ฯลฯ) จะเป็นของใหม่ทั้งหมด แต่ส่วนประกอบเพิ่มเติมหลายอย่าง (หัวฉีด ตัวควบคุมรอบเครื่องยนต์ อุปกรณ์เสริม เกียร์สำหรับเรือ) ก็ใช้ร่วมกับเครื่องยนต์ซีรี่ส์ 71 เนื่องจากเครื่องยนต์ 6-110 ได้รับการออกแบบมาตั้งแต่เริ่มต้นเพื่อการใช้งานหนักและกำลังสูง จึงไม่เคยมีการผลิตในรุ่นสี่สูบ เพราะจะทำให้มีปริมาตรกระบอกสูบถึง440 ลูกบาศก์นิ้ว (7.2 ลิตร)ซึ่งใกล้เคียงกับ426 ลูกบาศก์นิ้ว (7.0 ลิตร)ของเครื่องยนต์ 6-71 มาก
การเปิดตัวเครื่องยนต์ซีรีส์ V-71 ในปี 1957 ทำให้เครื่องยนต์ 6-110 ต้องยุติบทบาทลง เนื่องจากทั้งเครื่องยนต์ 8V-71 ( ปริมาตรกระบอกสูบ 568 ลูกบาศก์นิ้ว (9.3 ลิตร) ) และ 12V-71 ( ปริมาตรกระบอกสูบ 852 ลูกบาศก์นิ้ว (14.0 ลิตร) ) ให้กำลังแรงม้าสูงกว่าในขนาดที่กะทัดรัดกว่า อย่างไรก็ตาม แรงบิดสูงและความน่าเชื่อถือที่ดีเยี่ยมของเครื่องยนต์ 6-110 ยังคงเป็นที่ชื่นชอบสำหรับการใช้งานหนัก
เครื่องยนต์รุ่น Series 110 ผลิตเป็นครั้งสุดท้ายในปี 1965 หลังจากนั้นสิทธิ์ในการผลิตถูกซื้อโดยบริษัท WW Williams Distribution Companyซึ่งยังคงจัดหาชิ้นส่วนสำหรับเครื่องยนต์เหล่านี้มาจนถึงปัจจุบัน
ข้อกำหนด
เครื่องยนต์ 6-110 นั้นมีความยืดหยุ่นอย่างมาก บล็อกพื้นฐานเดียวกันนี้สามารถใช้งานได้ทั้งแบบหมุนตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกา และท่อไอเสียก็สามารถติดตั้งได้ทั้งด้านซ้ายหรือด้านขวา รุ่นเทอร์โบชาร์จเจอร์ออกวางจำหน่ายในปี 1958 ซึ่งเพิ่มกำลังเป็น349 แรงม้า (260 กิโลวัตต์)ที่ 2000 รอบต่อนาที
เครื่องยนต์ 6-110 ทั้งหมดได้รับการกำหนดหมายเลขรุ่นหน่วยเป็น 62200 โดย 62200 RA หมายถึงการหมุนไปทางด้านขวา และ 62200 LA หมายถึงการหมุนไปทางด้านซ้าย
คุณสมบัติอื่นๆ ได้แก่:
| คำอธิบาย | ข้อกำหนด |
|---|---|
| เจาะ | 5 นิ้ว (127.0 มม.) |
| จังหวะ | 5.6 นิ้ว (142.2 มม.) |
| ความเร็วลูกสูบที่ 1800 รอบต่อนาที | 1,680 ฟุต/นาที (510 เมตร/นาที) |
| ความเร็วลูกสูบที่ 1600 รอบต่อนาที | 1,490 ฟุต/นาที (450 เมตร/นาที) |
| อัตราส่วนการบีบอัด | 18.0:1 |
| การหล่อลื่น | การป้อนอาหารแบบบังคับ |
| ความร้อนที่ดูดซับโดยน้ำหล่อเย็นเครื่องยนต์ | 35 บีทียู/แรงม้า/นาที (82%) |
| ปริมาณอากาศที่จำเป็นสำหรับการไล่ไอเสียและการเผาไหม้ที่ความเร็วรอบ 1800 รอบต่อนาที | 1,100 ลูกบาศก์ฟุต/นาที (31 ลูกบาศก์เมตร/นาที) |
| มุมการติดตั้งสูงสุด | 16 องศา |
| แรงดันย้อนกลับไอเสียสูงสุด | 4 นิ้วปรอท (14 กิโลปาสคาล) |
| ระบบระบายความร้อนสารป้องกันการแข็งตัวที่มีความจุสูง | 12 แกลลอนสหรัฐ (45 ลิตร; 10.0 แกลลอน อังกฤษ) |
| ความจุของน้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ (รวมถึงไส้กรอง) | 8 แกลลอนสหรัฐ (30 ลิตร; 6.7 แกลลอน อังกฤษ) |
| ความจุของน้ำมันเกียร์ทดกำลังสำหรับเรือเดินทะเล | 8 + 1 ⁄ 2 ควอร์ต สหรัฐ(8.0 ลิตร; 7.1 ควอร์ต อังกฤษ) |
| น้ำหนักโดยประมาณ รวมเกียร์ทดรอบแล้ว | 4,000 ปอนด์ (1,814 กิโลกรัม) |
การโฆษณา
อ้างอิงจากโฆษณาแนะนำสินค้า (นิตยสาร Yachting เดือนมกราคม 1951):
"นี่คือสมาชิกใหม่ล่าสุดของตระกูลเครื่องยนต์ดีเซลเจเนอรัลมอเตอร์ส - เครื่องยนต์ 6-110 อันทรงพลังที่ให้กำลัง275 แรงม้า (205 กิโลวัตต์)มีกำลังมากกว่าเครื่องยนต์ 6 สูบ GM " 71 " อันโด่งดังถึง 50% ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ที่ใช้ในเรือยอชต์ เรือลากจูง และเรือประมงชั้นดีมากมายของอเมริกา แต่มีน้ำหนักน้อยกว่า15 ปอนด์ (6.8 กิโลกรัม)ต่อแรงม้า รวมทั้งระบบเกียร์ถอยหลังไฮดรอลิกอันโด่งดังของ GM ด้วย"
อ้างอิงจากบทความเบื้องต้น (Motor Boating Magazine, สิงหาคม 1950): [ 4 ]
"เครื่องยนต์ดีเซลขนาดกะทัดรัด น้ำหนักเบา รุ่นใหม่ ซึ่งผลิตโดยแผนกเครื่องยนต์ดีทรอยต์ดีเซลของบริษัทเจเนอรัลมอเตอร์ส ให้คำมั่นสัญญาว่าจะมอบความประหยัดและประสิทธิภาพของพลังงานดีเซลในงานหลายประเภทที่ก่อนหน้านี้ไม่สามารถใช้พลังงานดังกล่าวได้เนื่องจากขนาดและน้ำหนัก เครื่องยนต์รุ่นใหม่นี้มีชื่อว่า "110" เนื่องจากมี ปริมาตรกระบอกสูบ 110 ลูกบาศก์นิ้ว (1.8 ลิตร)ต่อกระบอกสูบ เป็นเครื่องยนต์ 6 สูบ 2 จังหวะ กำลังสูงสุด275 แรงม้า (205 กิโลวัตต์)เครื่องยนต์นี้ผ่านการทดสอบอย่างกว้างขวางในเรือของหน่วยยามฝั่งสหรัฐฯ"
เครื่องยนต์ 110 รุ่นใหม่นี้ ผสานหลักการออกแบบสองจังหวะความเร็วสูงขั้นสูงแบบเดียวกับเครื่องยนต์ ซีรีส์ 71ซึ่งดีทรอยต์ดีเซลได้ผลิตกำลังมากกว่า 45,000,000 แรงม้ามาตั้งแต่ปี 1937 กำลังสูงสุด275 แรงม้า (205 กิโลวัตต์)ที่ 1800 รอบต่อนาที ได้มาด้วยแรงดันเฉลี่ย92 ปอนด์ (42 กิโลกรัม)ต่อตารางนิ้ว เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ5 นิ้ว (130 มม.)และระยะชัก5.6 นิ้ว (140 มม.)คุณสมบัติเด่น ได้แก่ ระบบกวาดไอเสียด้วยพัดลมแบบแรงเหวี่ยงขับเคลื่อนด้วยเกียร์ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งให้ปริมาณอากาศสำหรับกระบอกสูบมากกว่าที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ หัวฉีดเชื้อเพลิงแบบยูนิตของ GM (หนึ่งตัวต่อหนึ่งกระบอกสูบ) ทำหน้าที่ปั๊ม วัด และทำให้เชื้อเพลิงเป็นละออง และสามารถถอดออกเพื่อตรวจสอบหรือเปลี่ยนได้ง่าย บล็อกกระบอกสูบและฝาสูบเป็นชิ้นส่วนหล่อชิ้นเดียว โดยทั้งสองส่วนมีความสมมาตรตามระนาบแนวตั้งระหว่างกระบอกสูบหมายเลข 3 และ 4 ความสมมาตรนี้ช่วยให้กระบอกสูบ สามารถสลับหัวและบล็อกได้ ทำให้สามารถเลือกทิศทางการหมุนได้ และทำให้สามารถติดตั้งอุปกรณ์เสริมได้หลากหลายตำแหน่งเพื่อให้เหมาะกับความต้องการในการติดตั้ง
"เครื่องยนต์มีโครงสร้างที่แข็งแรงทนทานตลอดทั้งตัว ชิ้นส่วนสึกหรอทั้งหมด เช่นปลอกสูบแบริ่ง ตัวนำวาล์ว และชิ้นส่วนแทรก ล้วนเป็นชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำสูงและสามารถเปลี่ยนได้ง่าย ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องยนต์และทำให้ซ่อมแซมได้ง่าย ขนาดของแบริ่งหลักและ เพลาข้อ เหวี่ยง ที่ใหญ่ ช่วยให้แบริ่งมีอายุการใช้งานยาวนาน"