Кпд газового двигателя: Газовый двигатель – Основные средства

Содержание

Газовый двигатель – Основные средства

О достоинствах газомоторного топлива, в частности метана, сказано немало, но напомним о них еще раз.

Это экологичный выхлоп, удовлетворяющий текущие и даже будущие законодательные требования к токсичности. В рамках культа глобального потепления это важное преимущество, поскольку нормы Euro 5, Euro 6 и все последующие будут насаждаться в обязательном порядке и проблему с выхлопом так или иначе придется решать. К 2020 г. в Евросоюзе новым транспортным средствам будет разрешено производить в среднем не более 95 г СО2 на километр. К 2025 г. этот допустимый предел могут еще опустить. Двигатели на метане способны удовлетворить эти нормы токсичности, и не только благодаря меньшему выбросу СО2. Показатели выбросов твердых частиц в газовых двигателях также ниже, чем у бензиновых или дизельных аналогов.

Далее, газомоторное топливо не смывает масло со стенок цилиндра, что замедляет их износ. Как утверждают пропагандисты газомоторного топлива, ресурс двигателя волшебным образом вырастает в разы. При этом они скромно умалчивают о теплонапряженности работающего на газе двигателя.

И главное преимущество газомоторного топлива – это цена. Цена и только цена покрывает все недостатки газа как моторного топлива. Если мы говорим о метане, то это неразвитая сеть АГНКС, которая буквально привязывает газовый автомобиль к заправке. Количество заправок сжиженным природным газом ничтожно, этот вид газомоторного топлива сегодня представляет собой нишевой, узкоспециальный продукт. Далее, газобаллонное оборудование занимает часть полезной грузоподъемности и полезного пространства, ГБО хлопотно и накладно в обслуживании.

Технический прогресс породил такой вид двигателя, как газодизель, живущий в двух мирах: дизельном и газовом. Но как универсальное средство газодизель не реализует в полном объеме возможности ни того, ни другого мира. Нельзя оптимизировать ни процесс сгорания, ни показатели КПД, ни образование выбросов для двух видов топлива на одном двигателе. Для оптимизации газовоздушного цикла нужно специализированное средство – газовый двигатель.

Сегодня все газовые двигатели используют внешнее образование газовоздушной смеси и воспламенение от свечи зажигания, как в карбюраторном бензиновом двигателе. Альтернативные варианты – в стадии разработки. Газовоздушная смесь образуется во впускном коллекторе путем инжекции газа. Чем ближе к цилиндру происходит этот процесс, тем быстрее реакция двигателя. В идеале газ должен впрыскиваться прямо в камеру сгорания, о чем речь пойдет ниже. Сложность управления не единственный недостаток внешнего смесеобразования.

Инжекция газа управляется электронным блоком, который также регулирует угол опережения зажигания. Метан горит медленнее дизельного топлива, то есть газовоздушная смесь должна воспламеняться раньше, угол опережения также регулируется в зависимости от нагрузки. Кроме того, метану нужна меньшая степень сжатия, нежели дизельному топливу. Так, в атмосферном двигателе степень сжатия снижают до 12–14. Для атмо­сферных двигателей характерен стехиометрический состав газовоздушной смеси, то есть коэффициент избытка воздуха a равен 1, что в какой-то степени компенсирует потерю мощности от снижения степени сжатия. КПД атмосферного газового двигателя на уровне 35%, тогда как у атмосферного же дизеля КПД на уровне 40%.

Автопроизводители рекомендуют использовать в газовых двигателях специальные моторные масла, отличающиеся водостойкостью, пониженной сульфатной зольностью и одновременно высоким значением щелочного числа, но не возбраняются и всесезонные масла для дизельных двигателей классов SAE 15W-40 и 10W-40, которые на практике применяются в девяти случаях из десяти.

Турбокомпрессор позволяет снизить степень сжатия до 10–12 в зависимости от размерности двигателя и давления во впускном тракте, а коэффициент избытка воздуха увеличить до 1,4–1,5. При этом КПД достигает 37%, но одновременно значительно возрастает теплонапряженность двигателя. Для сравнения: КПД турбированного дизельного двигателя достигает 50%.

Повышенная теплонапряженность газового двигателя связана с невозможностью продувки камеры сгорания при перекрытии клапанов, когда в конце такта выпуска одновременно открыты выпускные и впускные клапаны. Поток свежего воздуха, особенно в наддувном двигателе, мог бы охлаждать поверхности камеры сгорания, снижая таким образом теплонапряженность двигателя, а также снижая нагрев свежего заряда, это увеличило бы коэффициент наполнения, но для газового двигателя перекрытие клапанов недопустимо. Из-за внешнего образования газовоздушной смеси воздух всегда подается в цилиндр вместе с метаном, и выпускные клапаны в это время должны быть закрыты во избежание попадания метана в выпускной тракт и взрыва.

Уменьшенная степень сжатия, повышенная теплонапряженность и особенности газовоздушного цикла требуют соответствующих изменений, в частности, в системе охлаждения, в конструкции распредвала и деталей ЦПГ, а также в применяемых для них материалах для сохранения работоспособности и ресурса. Таким образом, стоимость газового двигателя не так уж отличается от стоимости дизельного аналога, а то и выше. Плюс к этому стоимость газобаллонного оборудования.

Флагман отечественного автомобилестроения ПАО «КАМАЗ» серийно выпускает газовые 8-цилиндровые V-образные двигатели серий КамАЗ-820.60 и КамАЗ-820.70 размерностью 120х130 и рабочим объ­емом 11,762 л. Для газовых двигателей используют ЦПГ, обеспечивающую степень сжатия 12 (у дизельного КамАЗ-740 степень сжатия 17). В цилиндре газовоздушная смесь воспламеняется искровой свечой зажигания, установленной вместо форсунки.

Для большегрузных автомобилей с газовыми двигателями используют специальные свечи зажигания. Так, Federal-Mogul поставляет на рынок свечи с иридиевым центральным электродом и боковым электродом, выполненным из иридия или платины. Конструкция, материалы и характеристики электродов и самих свечей учитывают температурный режим работы большегрузного автомобиля, характерный широким диапазоном нагрузок, и сравнительно высокую степень сжатия.

Двигатели КамАЗ-820 оборудуют системой распределенного впрыска метана во впускной трубопровод через форсунки с электромагнитным дозирующим устройством. Газ инжектируется во впускной тракт каждого цилиндра индивидуально, что позволяет корректировать состав газовоздушной смеси для каждого цилиндра с целью получения минимальных выбросов вредных веществ. Расход газа регулируется микропроцессорной системой в зависимости от давления перед инжектором, подача воздуха регулируется дроссельной заслонкой с приводом от электронной педали акселератора. Микропроцесорная система управляет углом опережения зажигания, обеспечивает защиту от воспламенения метана во впускном трубопроводе при сбое в системе зажигания или неисправности клапанов, а также защиту двигателя от аварийных режимов, поддерживает заданную скорость автомобиля, обеспечивает ограничение крутящего момента на ведущих колесах автомобиля и самодиагностику при включении системы.

«КАМАЗ» в значительной степени унифицировал детали газовых и дизельных двигателей, но далеко не все, и многие внешне схожие детали для дизеля – коленвал, распредвал, поршни с шатунами и кольцами, головки блока цилиндров, турбокомпрессор, водяной насос, масляный насос, впускной трубопровод, поддон картера, картер маховика – не подходят для газового двигателя.

В апреле 2015 г. «КАМАЗ» запустил корпус газовых автомобилей мощностью 8 тыс. единиц техники в год. Производство размещено в бывшем газодизельном корпусе автозавода. Технология сборки следующая: шасси собирают и устанавливают на него газовый двигатель на главном сборочном конвейере автомобильного завода. Потом шасси буксируют в корпус газовых автомобилей для монтажа газобаллонного оборудования и проведения всего цикла испытаний, а также для обкатки автотехники и шасси. При этом газовые двигатели КАМАЗ (в том числе модернизированные с компонентной базой «БОШ»), собираемые на моторном производстве, также проходят испытания и обкатку в полном объеме.

«Автодизель» (Ярославский моторный завод) в содружестве с компанией Westport разработал и выпускает линейку газовых двигателей на базе семейства 4- и 6-цилиндровых рядных двигателей ЯМЗ-530. Шестицилиндровый вариант может устанавливаться на автомобили нового поколения «Урал NEXT».

Как уже говорилось выше, идеальный вариант газового двигателя – это непосредственный впрыск газа в камеру сгорания, но до сих пор мощнейшее глобальное машиностроение не создало такой технологии. В Германии исследования ведет консорциум Direct4Gas, возглавляемый компанией Robert Bosch GmbH в партнерстве с Daimler AG и Штутгартским научно-исследовательским институтом автомобильной техники и двигателей (FKFS). Министерство экономики и энергетики Германии поддержало проект суммой в 3,8 млн евро, что на самом деле не так уж много. Проект будет работать с 2015-го до января 2017 г. На-гора должны выдать промышленный образец системы непосредственного впрыска метана и, что не менее важно, технологию ее производства.

По сравнению с нынешними системами, использующими многоточечный впрыск газа в коллектор, перспективная система непосредственного впрыска способна на 60% увеличить крутящий момент на низких оборотах, то есть ликвидировать слабое место газового двигателя. Непосредственный впрыск решает целый комплекс «детских» болезней газового двигателя, принесенных вместе с внешним смесеобразованием.

В проекте Direct4Gas разрабатывают систему непосредственного впрыска, способную быть надежной и герметичной и дозировать точное количество газа для впрыска. Модификации самого двигателя сведены к минимуму, чтобы промышленность могла использовать прежние компоненты. Команда проекта комплектует экспериментальные газовые двигатели недавно разработанным клапаном впрыска высокого давления. Систему предполагается тестировать в лаборатории и непосредственно на транспортных средствах. Исследователи также изучают образование топливно-воздушной смеси, процесс управления зажиганием и образование токсичных газов. Долгосрочная цель консорциума – это создание условий, при которых технология сможет выйти на рынок.

 

Итак, газовые двигатели – это молодое направление, еще не достигшее технологической зрелости. Зрелость наступит, когда Bosch со товарищи создадут технологию непосредственно впрыска метана в камеру сгорания.

Повышение КПД газовых двигателей

Феликс Кайфер, технический специалист по маслам и технологическим жидкостям компании Caterpillar Energy Solutions GmbH, рассказывает представителям компании Infineum о задачах, стоящих в настоящее время перед промышленностью, и последних разработках в сегменте газовых двигателей.

С каждым годом в мире растёт спрос на устойчивые и надёжные источники недорогой энергии. Всё больше предпочтений отдается природному газу. В результате неизбежно увеличивается количество стационарных двигателей, используемых или в транспортировке газа от скважины до потребителя, или для выработки электроэнергии. Чтобы удовлетворить потребности этого меняющегося и сложного рынка, нужно чётко знать требования производителей оборудования.

Применение газообразного топлива неуклонно растёт, и одна из важнейших проблем, которая, по мнению Феликса Кайфера, требует решения, – разница в качестве используемого газа. Он поясняет:

«На рынке всё больше предлагают пропан, очищенный биогаз и водород, а, значит, увеличивается проблема качества газа. Нужно, чтобы конструкция газового двигателя могла быстро справляться с меняющимся метановым числом. Более того, так как для максимального КПД устанавливается высокая степень сжатия смеси, необходима и надёжная защита от детонации (преждевременного воспламенения)».

В данной отрасли нужно учитывать не только разницу в качестве газа, но также работать с самыми разными типами газа. Например, в Европе неуклонно растёт количество двигателей, в которых используется биогаз и свалочный газ.

Феликс Кайфер говорит о необходимости чётко классифицировать неочищенные высокосернистые газы.

«Мы работаем с тремя уровнями качества газа: высокое, среднее и низкое. Чтобы защитить двигатель и всю установку от повреждения, мы определили для газа низкого качества максимальные допуски по содержанию таких веществ, как сера, сероводород, хлор и аммиак. Если содержание этих контролируемых веществ меньше 20% от максимального предела, то считается, что это газ среднего качества – обычно такой газ может поступать с завода по производству биогаза, оборудованного фильтрами на основе активированного угля. В настоящее время, как для газа среднего качества, так и высококачественного газа нами установлен один и тот же уровень технического обслуживания и ресурса двигателя».

Потребность в экономии затрат

«У газовых двигателей высокое давление в цилиндре и большая удельная мощность.В этой связи для того, чтобы избежать изнашивания в результате полужидкостного трения, смазочный зазор должен быть минимален. Даже при очевидной кратковременной выгоде от экономии топлива применение масел класса SAE 30 или же SAE 20 может негативно повлиять на ресурс узлов двигателя. Так как мы не смогли продемонстрировать существенное снижение расхода топлива при использовании маловязких масел, то в нашей текущей научно-исследовательской деятельности не уделяется значительного внимания таким маслам. По моему мнению, намного интереснее разработка новых модификаторов трения».

В данном случае технологи компании Texaco полностью разделяют мнение Феликса Кайфера (технический специалист по маслам и технологическим жидкостям компании Caterpillar Energy Solutions GmbH) насчет необходимости работы над формулировкой масел, а не повторения стандартных формулировок, которыми заполнен рынок. Новая линейка масел для стационарных газовых двигателей HDAX имеет ряд отличительных особенностей, в частности модификатор трения, о котором упоминает Феликс Кайфер.

Пакет присадок собственной разработки в сочетании с кристально-чистыми базовыми маслами II группы, также собственного производства, обеспечивает полную совместимость компонентов масла и содержит ряд элементов (в т.ч. молибден на уровне 300 мг/кг), необходимых для решения проблем прогара и полного закрытия клапанов в газовых двигателях. В двигателях, работающих на газе, топливо подается в камеру сгорания в газообразном состоянии, что отражается на состоянии впускных (прежде всего) и выпускных клапанов, так как газ не может обеспечить смазку пары клапан/седло, как это делает жидкое топливо. При этом смазкой между тарелкой клапана и седлом служит только зола, образуемая маслом, ввиду естественного расхода масла на угар. Слишком малое количество золы или не тот тип золымогут усилить износ клапана и седла. В то же время, слишком большое количество золы приводит к ее накоплению на поверхности клапанов и поршней, что может вызвать перегрев последних и их разрушение ввиду нарушения теплоотдачи.

Стандартный диалкилдитиофосфат цинка, который используется во многих продуктах представленных сейчас на рынке, в ходе полевых испытаний оказался гораздо менее эффективен для защиты клапанов.

Желание сократить эксплуатационные расходы – еще один серьезный стимул для внедрения новых высокоэкономичных двигателей. Однако у таких двигателей высокий КПД, что существенно усложняет их конструкцию и повышает затраты на их установку. Как поясняет Феликс Кайфер, важно предоставить для каждого рынка правильный двигатель. «Для того чтобы выполнить требования каждого из наших целевых рынков, мы должны найти оптимальное соотношение между эксплуатационными характеристиками, затратами на установку, эксплуатационной пригодностью и надёжностью».

Двигатели с высоким КПД

Так как приоритетное значение придаётся токсичности отработавших газов и сокращению затрат, производители оборудования усиленно работают над внедрением инновационных систем. Как упоминалось выше, двигатели с высоким кпд сильно отличаются от традиционных двигателей и имеют совершенно другие требования к смазочным материалам, что ставит перед производителями новые цели.

«Касаемо конструкции двигателей, есть цель обеспечить аналогичный или даже более длительный ресурс двигателя. Это означает увеличенные интервалы обслуживания и меньший простой, но при этом всё время надо учитывать нагрузку на двигатель, который подвергается большему износу».

Смазочный материал должен выдерживать достаточно длительные интервалы замены, даже несмотря на то, что нагрузка будет больше, а расход масла или его доливка меньше. Когда мы рассматриваем необходимость того, чтобы масло предотвращало отложения в канавках поршневых колец и эффективно защищало двигатели от загрязнения, важно учитывать сокращение объёма картера поршня».

Важные темы для газовых двигателей

Одна из актуальных тем, обсуждаемых в настоящее время, – использование газовых двигателей для сбалансированного электроснабжения при пиковых нагрузках. Феликс Кайфер говорит, что газовые двигатели лучше приспособлены для работы в разных режимах нагрузки, чем газовые турбины или большие электростанции (атомные и угольные):

«Считается, что при таком режиме работы двигатель намного чаще останавливается и запускается. Это необходимо учитывать при разработке новых моторных масел для газовых двигателей. Более того, для двигателей, в которых нет предварительного подогрева масла, предпочтительны всесезонные масла, а с ужесточением законодательства по ограничению токсичности отработавших газов кажется неизбежным и внедрение каталитических нейтрализаторов. Я думаю объем производства смазочных материалов, сульфатная зольность которых превышает 0,6% от массы, будет снижаться».

Ещё одна серьезная тема для обсуждения – проскок метана. По сравнению с дизельными двигателями современные газовые двигатели имеют относительно малое содержание NOx и CO2 в отработавших газах. Однако некоторое внимание привлекают выбросы несожжённого метана, также называемые «проскок метана» – не только из-за его стоимости, но и из-за того, что метан – парниковый газ.

Феликс Кайфер подтверждает:

«Мы задействованы в нескольких научно-исследовательских проектах по этой теме. До сих пор, чтобы максимально предупредить проскок метана, мы уделяли большое внимание технологиям сгорания топлива, и исследовательские проекты показали, что наши двигатели дают хорошие результаты. Будут оцениваться новые технологии доочистки отработавших газов на предмет скорости преобразования, затрат и, несомненно, надёжности».

Современные и будущие проблемы применения смазочных материалов

По словам Феликса Кайфера, в будущем больше двигателей будут устанавливаться в местах со сложными условиями окружающей среды, например, с высокой влажностью, высокими температурами и загрязнением.

«Это повышает сложность таких продуктов, что увеличивает роль квалифицированного персонала и сервисных центров. Способность работать с различным качеством газа, внесение изменений в организацию энергоснабжения и создание более высокой удельной мощности двигателя – вот основные задачи на предстоящие годы».

Феликс Кайфер твёрдо уверен в том, что защита двигателя всё больше зависит от использования высокоэффективного смазочного материала, и такой усиленной защитой нельзя жертвовать ради продления интервалов замены масла.

На сегодняшний день инженеры и технологи сходятся в одном – законы физики и химии работают, как и прежде, но с учетом тенденции повышения КПД и, как следствие, возросших нагрузок (не говоря уже об иных факторах, например, колебаниях в качестве или составе топливного газа), результат, который показывают масла, может сильно отличаться.

В случае если воздушно-топливная смесь обогащается, например, в целях повышения выходной мощности, увеличивается и степень нитрования масла. Texaco HDAX 5200 создано на II группе API базовых масел по технологии синтеза ISOSYN, что означает отсутствие ароматических соединений, асфальто-смолистых веществ и нафтеновых кислот, в отличие от масел на I группе API получаемых, как правило, путем сольвентной очистки (очистки растворителями). Стабильность к окислению и нитрованию сильно разнится. Это не говорит о том, что масла HDAX не окисляются вообще – это означает, что они выдерживают окислительную нагрузку значительно дольше.

Или другой пример: высокое содержание ароматических углеводородов в базовых маслах I группы – причина разрушений молекул дисперсантов. Дисперсанты предотвращают образование крупных частиц отложений, которыевызывают рост вязкости, блокируют фильтр (многие инженеры-механики не понаслышке сталкивались с аварийной остановкой установки по причине перепада давления в масляном фильтре) и закупоривают масляные магистрали, откладываются на поверхностях узлов и деталей и препятствуют отводу тепла (нарушается тепловой баланс установки).

Здесь нет никаких чудес, вопрос только в химии и физике явлений – ароматические молекулы снижают эффективность действия дисперсантов и не препятствуют агломерации (укрупнению) частиц отложений, т.к. ароматические соединения не обладают стерическим эффектом (эффекта отталкивания). В результате скопление частиц (агломерация) отложений приводит к увеличению вязкости и абразивному износу.

В тесном сотрудничестве с инженерами многих производителей стационарных двигателей, бренд Texaco создал принципиально новую линейку масел HDAXна основе II группы базовых масел, которая лишена недостатков, описанных выше, а также имеет более низкую склонность к угару ввиду однородности молекулярнного состава. Продукты HDAX не содержат ни легколетучей ароматики, ни легколетучих углеводородов парафинового (а также и обратной стороны – тяжелых углеводородов нафтенового ряда). Как следствие, показатель испаряемости продуктов HDAX ниже чем у продуктов конкурентов, что отражается положительным образом на показателе рентабельности при эксплуатации газопоршневых установок.

Глава 15. Работа газа в циклическом процессе. Тепловые двигатели. Цикл Карно

В программу школьного курса физики входит ряд вопросов, связанных с тепловыми двигателями. Школьник должен знать основные принципы работы теплового двигателя, понимать определение коэффициента полезного действия (КПД) циклического процесса, уметь находить эту величину в простейших случаях, знать, что такое цикл Карно и его КПД.

Тепловым двигателем (или тепловой машиной) называется процесс, в результате которого внутренняя энергия какого-то тела превращается в механическую работу. Тело, внутренняя энергия которого превращается двигателем в работу, называется нагревателем двигателя. Механическая работа в тепловых машинах совершается газом, который принято называть рабочим телом (или рабочим веществом) тепловой машины. При расширении рабочее тело и совершает полезную работу.

Для того чтобы сделать процесс работы двигателя циклическим, необходимо еще одно тело, температура которого меньше температуры нагревателя и которое называется холодильником двигателя. Действительно, если при расширении газ совершает положительную (полезную) работу (левый рисунок; работа газа численно равна площади «залитой» фигуры), то при сжатии газа он совершает отрицательную («вредную») работу, которая должна быть по абсолютной величине меньше полезной работы. А для этого сжатие газа необходимо проводить при меньших температурах, чем расширение, и, следовательно, газ перед сжатием необходимо охладить. На среднем рисунком показан процесс сжатия газа 2-1, в котором газ совершает отрицательную работу , абсолютная величина которой показана на среднем рисунке более светлой «заливкой». Чтобы суммарная работа газа за цикл была положительна, площадь под графиком расширения должна быть больше площади под графиком сжатия. А для этого газ перед сжатием следует охладить. Кроме того, из проведенных рассуждений следует, что работа газа за цикл численно равна площади цикла на графике

зависимости давления от объема, причем со знаком «плюс», если цикл проходится по часовой стрелке, и «минус» — если против.

Таким образом, двигатель превращает в механическую работу не всю энергию, взятую у нагревателя, а только ее часть; остальная часть этой энергии используется не для совершения работы, а передается холодильнику, т.е. фактически теряется для совершения работы. Поэтому величиной, характеризующей эффективность работы двигателя, является отношение

(15.1)

где — работа, совершаемая газом в течение цикла, — количество теплоты, полученное газом от нагревателя за цикл. Отношение (15.1) показывает, какую часть количества теплоты, полученного у нагревателя, двигатель превращает в работу и называется коэффициентом полезного действия (КПД) двигателя.

Если в течение цикла рабочее тело двигателя отдает холодильнику количество теплоты (эта величина по своему смыслу положительна), то для работы газа справедливо соотношение . Поэтому существует ряд других форм записи формулы (15.1) для КПД двигателя

(15.2)

Французский физик и инженер С. Карно доказал, что максимальным КПД среди всех процессов, использующих некоторое тело с температурой в качестве нагревателя, и некоторое другое тело с температурой ( ) в качестве холодильника, обладает процесс, состоящий из двух изотерм (при температурах нагревателя и холодильника ) и двух адиабат (см. рисунок).

Изотермам на графике отвечают участки графика 1-2 (при температуре нагревателя ) и 3-4 (при температуре холодильника ), адиабатам — участки графика 2-3 и 4-1. Этот процесс называется циклом Карно. КПД цикла Карно равен

(15.3)

Теперь рассмотрим задачи. В задаче 15.1.1 необходимо использовать то обстоятельство, что работа газа в циклическом процессе численно равна площади цикла на графике зависимости давления от объема, причем со знаком «плюс», если цикл проходится по часовой стрелке, и «минус» — если против. Поэтому во втором цикле работа газа положительна, в третьем отрицательна. Первый цикл состоит из двух циклов, один из которых проходится по, второй — против часовой стрелки, причем, как следует из графика 1, площади этих циклов равны. Поэтому работа газа за цикл в процессе 1 равна нулю (правильный ответ — 2).

Поскольку в результате совершения циклического процесса газ возвращается в первоначальное состояние (задача 15.1.2), то изменение внутренней энергии газа в этом процессе равно нулю (ответ 2).

Применяя в задаче 15.1.3 первый закон термодинамики ко всему циклическому процессу и учитывая, что изменение внутренней энергии газа равно нулю (см. предыдущую задачу), заключаем, что (ответ 3).

Поскольку работа газа численно равна площади цикла на диаграмме «давление-объем», то работа газа в процессе в задаче 15.1.4 равна (ответ 1). Аналогично в задаче 15.1.5 газ за цикл совершает работу (ответ 1).

Работа газа в любом процессе равна сумме работ на отдельных участках процесса. Поскольку процесс 2-3 в задаче 15.1.6 — изохорический, то работа газа в этом процессе равна нулю. Поэтому (ответ 3).

По определению КПД показывает, какую часть количества теплоты, полученного у нагревателя, двигатель превращает в работу (задача 15.1.7 — ответ 4).

Работа двигателя за цикл равна разности количеств теплоты, полученного от нагревателя и отданного холодильнику : . Поэтому КПД цикла есть

(задача 15.1.8 — ответ 3).

По формуле (15.3) находим КПД цикла Карно в задаче 15.1.9

(ответ 2).

Пусть температура нагревателя первоначального цикла Карно равна , температура холодильника (задача 15.1.10). Тогда по формуле (15.3) для КПД первоначального цикла имеем

Отсюда находим . Поэтому для КПД нового цикла Карно получаем

(ответ 2).

В задаче 15.2.1 формулы (2), (3) и (4) представляют собой разные варианты записи определения КПД теплового двигателя (см. формулы (15.1) и (15.2)). Поэтому не определяет КПД двигателя только формула 1. (ответ 1).

Мощностью двигателя называется работа, совершенная двигателем в единицу времени. Поскольку работа двигателя равна разности полученного от нагревателя и отданного холодильнику количеств теплоты, имеем для мощности двигателя в задаче 15.2.2

(ответ 3).

По формуле (15.2) имеем для КПД двигателя в задаче 15.2.3

где — количество теплоты, полученное от нагревателя, — количество теплоты, отданное холодильнику (правильный ответ — 2).

Для нахождения КПД теплового двигателя в задаче 15.2.4 удобно использовать последнюю из формул (15.2). Имеем

где — работа газа, — количество теплоты, отданное холодильнику. Поэтому правильный ответ в задаче — 3.

Пусть газ совершает за цикл работу (задача 15.2.5). Поскольку количество теплоты, полученное от нагревателя равно ( — количество теплоты, отданное холодильнику), и работа составляет 20 % от этой величины, то для работы справедливо соотношение = 0,2 ( + 100). Отсюда находим = 25 Дж (ответ 1).

Поскольку работа теплового двигателя в задаче 15.2.6 равна 100 Дж при КПД двигателя 25 %, то двигатель получает от нагревателя количество теплоты 400 Дж. Поэтому он отдает холодильнику 300 Дж теплоты в течение цикла (ответ 4).

В задаче 15.2.7 газ получает или отдает теплоту только в процессах 1-2 и 3-1 (процесс 2-3 по условию адиабатический). Поэтому данное в условии задачи количество теплоты является количеством теплоты, полученным от нагревателя в течение цикла, — количеством теплоты, отданном холодильнику. Поэтому работа газа равна (ответ 1).

Цикл, данный в задаче 15.2.8, состоит из двух изотерм 2-3 и 4-1 и двух изохор 1-2 и 3-4. Работа газа в изохорических процессах равна нулю. Сравним работы газа в изотермических процессах. Для этого удобно построить график зависимости давления от объема в рассматриваемом процессе, поскольку работа газа есть площадь под этим графиком. График зависимости давления от объема для заданного в условии процесса приведен на рисунке. Поскольку изотерме 2-3 соответствует бóльшая температура, чем изотерме 4-1, то она будет расположена выше на графике . Объем газа в процессе 2-3 увеличивается, в процессе 4-1 уменьшается. Таким образом, график процесса на графике проходится по часовой стрелке, и, следовательно, работа газа за цикл положительна (ответ 1).

Для сравнения работ газа на различных участках процесса в задаче 15.2.9 построим график зависимости давления от объема. Этот график представлен на рисунке. Из рисунка следует, что работы газа в процессах 1-2 и 3-4 одинаковы по модулю (этим работам отвечают площади прямоугольников, «залитых» на рисунке светлой и темной «заливкой»). Работе газа на участке 4-1 отвечает площадь под графиком 4-1, которая меньше площади под графиком 1-2. Работе газа на участке 2-3 отвечает площадь под кривой 2-3 на рисунке, которая заведомо больше площади «залитых» прямоугольников. Поэтому в процессе 2-3 газ и совершает наибольшую по абсолютной величине (среди рассматриваемых процессов) работу (ответ 2.).

Согласно определению коэффициент полезного действия представляет отношение работы газа за цикл к количеству теплоты , полученному от нагревателя . Как следует из данного в условии задачи 15.2.10 графика, и в процессе 1-2-4-1 и в процессе 1-2-3-1 газ получает теплоту только на участке 1-2. Поэтому количество теплоты, полученное газом от нагревателя в процессах 1-2-4-1 и 1-2-3-1 одинаково. А вот работа газа в процессе 1-2-4-1 вдвое меньше (так площадь треугольника 1-2-4 как вдвое меньше площади треугольника 1-2-4-1). Поэтому коэффициент полезного действия процесса 1-2-4-1 вдвое меньше коэффициента полезного действия процесса 1-2-3-1 (ответ 1).

Представлен новый газовый двигатель MAN E3872 с КПД 44% и мощностью 735 кВт – Автосервис, запчасти, шины – АТИ, Центр: Система грузоперевозок

В рамках завершившей вчера свою работу в немецком Нюрнберге выставке по биогазу, компания MAN Engines впервые презентовала новый газовый двигатель MAN E3872, который представляет новую серию стационарных установок и выполнен в виде 4-хтактного газового силового агрегата с искровым зажиганием объемом 29,6 литра, диаметром 138 мм и ходом 165 мм.

Создавая новую серию с высокой удельной мощностью, MAN Engines построил новый 12-литровый 29,6-литровый 12-цилиндровый двигатель MAN E3872 мощностью 735 кВт, основанный на проверенной и компактной платформе 25,8-литрового двигателя MAN E3262,

«MAN Engines — это надежные двигатели, которые занимают очень мало места. Впечатляющая мощность в 735 кВт 12-цилиндрового двигателя – это, ориентированное на клиента решение с неоспоримой добавленной стоимостью с точки зрения удобства обслуживания, технического обслуживания и эксплуатационных расходов», — сказал Райнер Ресснер, руководитель отдела продаж MAN Engines.

Для достижения значительно увеличенной мощности 735 кВт инженеры MAN Engines внедрили множество концептуальных нововведений. Основой для этого является существующий картер двигателя MAN E3262, который используется с 2010 года. Это означает, что доступны эмпирические данные о многомиллионных часах работы. Учитывая тот факт, что диаметр отверстия был увеличен с 132 мм до 138 мм, а ход поршня с 157 мм до 165 мм, одновременно были предприняты шаги по придании дополнительной прочности картера.

Другие принципиальные отличия касаются прежде всего изменений, внесенных в концепцию турбонагнетателя, процесса сгорания и головок цилиндров. Результатом этой обширной опытно-конструкторской работы является то, что механический КПД в варианте с природным газом при 50 Гц был увеличен до 44,0%. «Благодаря такой высокой эффективности рентабельность установки может быть значительно увеличена», — говорит Ресснер.

Новая концепция одинарного турбонагнетателя существенно повлияла на высокий КПД инновационного газового двигателя E3872. Путем точной настройки впускных и выпускных направляющих устройств (диффузора и соплового кольца) турбонагнетатель может работать точно с оптимальным КПД компрессора и турбины, что сокращает время цикла зарядки. Другие модификации, произведенные внутри MAN для повышения эффективности, включают использование времени регулирования на основе принципа Аткинсона, что довольно необычно для стационарных двигателей. Более того, новая конструкция стальных поршней позволяет ускорить сгорание и, таким образом, повысить эффективность. Свечи зажигания с предварительной камерой, которые были специально адаптированы к камере сгорания, также положительно влияют на ускорение сгорания, поскольку они вызывают воспламенение газа в нескольких точках внутри камеры сгорания новой конструкции. Кроме того, стабильность горения при работе с низким уровнем выбросов NOx была улучшена в еще большей степени.

Его высокий КПД делает двигатель особенно подходящим для применений, в которых основное внимание уделяется выработке электроэнергии и дополнительной выработке тепла. Это открывает широкий спектр потенциальных применений в сельскохозяйственном и муниципальном секторах, в отелях, больницах и промышленных предприятиях. Его высокий механический КПД и, следовательно, при производстве электроэнергии, соответственно, положительно сказываются на энергетическом балансе оператора. В качестве дополнительного преимущества для клиентов в E3872 используется гидравлический регулятор зазора клапана, который делает ненужными регулярные проверки и регулировку клапанного механизма. Операторы машин выиграют от устранения интервалов планового технического обслуживания и связанных с этим затрат.

Вариант, работающий на скорости 1800 об / мин (60 Гц), также находится в разработке для определенных рынков. В рамках процесса перевода линейки стационарных двигателей, работающих на природном газе, в состояние «водородной готовности» новый двигатель E3872 также будет спроектирован для работы с добавкой водорода (h3) при работе на природном газе.

Вариант двигателя с турбонаддувом E3872, работающий на природном газе, обеспечивает уровень оксидов азота 250 мг / Нм3 NOx (5% O2), тогда как вариант с биогазом обеспечивает уровень NOx 500 мг / Нм3 (5% O2). Производитель ТЭЦ или генераторной установки может легко достичь будущих предельных значений оксидов азота 100 мг / Нм3 NOx (5% O2), используя систему доочистки выхлопных газов (категория селективного каталитического восстановления).

Газовый двигатель повышенной мощности — Справочник химика 21

    Газовый двигатель повышенной. мощности [c.512]

    Переоборудование грузовых автомобилей на КПГ создает дополнительные трудности из-за повышения собственной массы автомобиля вследствие установки тяжелых газовых баллонов. При существующих соотношениях между грузоподъемностью и собственной массой грузового автомобиля это приводит к увеличению полной массы машины на 5-6 % при сохранении грузоподъемности. Таким образом, конвертация автомобиля с бензина на КПГ требует повышения мощности двигателя при работе на газе на 20-25 %. [c.504]


    К наиболее удачным мероприятиям по повышению эффективности и мощности поршневого агрегата на базе утилизации тепла выпускаемых газов можно отнести газотурбинный наддув, ставший неотъемлемой частью современных поршневых двигателей. Внедрение в производство газотурбинного наддува дало возможность повысить агрегатную мощность поршневых ГПА и газовых мотор-генераторов на 35—65 % с одновременным снижением удельного расхода топлива на 6—10 % и удельного веса таких агрегатов не менее чем на 25%. Газотурбинный наддув двухтактных двигателей получил распространение значительно позднее по сравнению с четырехтактными двигателями. Впервые газотурбинный наддув на двухтактных машинах успешно был применен в 1952 г., тогда как у четырехтактных он уже широко использовался в 40-х годах. Следует заметить, что применение наддува в газотурбинных ГПА, не связанное с утилизацией тепла выпускных газов, а осуществляемое от постороннего двигателя наддува (например, от воздуходувного агрегата на базе авиадвигателя), не нашло широкого практического распространения, хотя оно и обеспечивало существенное увеличение мощности ГТУ. Это объясняется прежде всего тем, что наддув от постороннего источника сжатого воздуха требует затрат энергии на его привод, а также загромождает производственные площади действующей КС. [c.25]

    Тенденцией современного компрессоростроения является снижение металлоемкости машин, рост их производительности и мощности (в одном агрегате), увеличение коэффициента полезного действия (к. п. д.), повышение надежности и долговечности, автоматизация и защита от аварий. С этой целью применяют наддув газовых двигателей, газотурбинные установки делают с регенерацией тепла, в производство внедряются прогрессивные конструктивные решения, используются новые машиностроительные материалы. [c.4]

    Как показали испытания, проведенные в США, применение этой системы на газовых двигателях внутреннего сгорания не только устраняет возможность детонации, но и обеспечивает повышение мощности двигателя на 33 % и снижение удельного расхода топлива на 4% (табл. 7). [c.44]

    Таким образом, экспериментальными исследованиями доказано, что испарительное охлаждение воздуха поршневых газовых двигателей — эффективное средство повышения их экономичности, надежности и долговечности. В результате использования такой системы охлаждения при впрыскивании воды (10 г/кг воздуха) можно увеличить на 15% эффективную мощность двигателя и снизить на 10 % удельный расход тепла. Это изменение эффективных показателей работы двигателя происходит за счет увеличения влагосодержания воздуха и понижения его температуры. [c.161]


    Реализация концепции двигателя, работающего на бедных смесях (а = 1,4-1,6). В этом случае для сохранения мощности и максимального момента в газовом двигателе необходимо применить наддув с промежуточным охлаждением (если базовый дизель наддува не имел) или при внешнем смесеобразовании в газовой модели пересмотреть систему наддува с целью повышения давления наддува и компенсации потери наполнения цилиндров воздухом из-за заметного парциального объема природного газа. Как показали наши исследования, при равной мощности в газовом двигателе с наддувом (а = 1,6) тепловые нагрузки на детали ниже, чем в двигателе без наддува, работающем при а = 1. Преимуществом рассматриваемого варианта конвертации дизеля на питание природным газом является и заметно более высокая экономичность. Максимальное значение эффективного КПД газового двигателя достигает 0,38 и оказывается выше, чем в газовом стехиометриче-ском, на 10-12 %, и ниже, чем в базовом дизеле, лишь на 10-12 %. В [c.17]

    Зависимости мощности иа электродвигателе ( V-,.,) и давления перед турбиной [Pit) от температуры перед турбиной (iir) и от расхода топлива в камере сгорания газовой турбины (Gm) приведены на рис. ХП-5. Эти графики позволили установить, что увеличение температуры перед турбиной на 1 °С дает прирост мощности на двигателе-генераторе примерно на 9 кВт. При повышении температуры газов перед турбиной на 25 °С давление перед турбиной увеличивается на 0,01 МПа. Для увеличения генерируемой мощности в 100 кВт расходуется 20—22 кг/ч природного газа с теплотой сгорания Qpo=2140 Дж. [c.376]

    Несмотря на значительные прямые потери от коррозии, косвенные потери намного их превышают [3, 8—11]1 К косвенным убыткам относятся расходы, связанные с потерей мощности двигателей внутреннего сгорания, паровых и газовых турбин, котлов, агрегатов, и машин, вырабатывающих электроэнергию расходы связанные с простоем техники, машин, станков и оборудования из-за коррозии с выходом из строя трубопроводов и потерями при этом газа, нефти и других продуктов расходы, связанные с прекращением подачи электроэнергии в результате коррозии механизмов электростанций или линий электропередач. Косвенные убытки возникают также при авариях по коррозионным причинам на химических, нефтеперерабатывающих и других предприятиях, на автомобильном, железнодорожном, морском и авиационном транспорте, при выходе из строя средств связи, приборов, компьютеров, управляющих систем. При этом наблюдаются перерасход горюче-смазочных материалов, угля и других энергетических ресурсов, неоправданно увеличенный расход металла с учетом коррозионных допусков при проектировании и изготовлении техники и повышенные затраты на консервацию, расконсервацию, упаковку и другие мероприятия по защите от коррозии [7—9]. Косвенные потери непосредственно связаны с охраной окружающей среды, так как загрязнение воздуха и водоемов химическими веществами, газом и нефтью часто непосредственно связано с коррозией металла. [c.7]

    Действительные расходы обоих видов топлива в определенном двигателе могут быть выявлены только при проведении сравнительных испытаний. При работе на сжиженных углеводородных газах расход масла в двигателе уменьшается, так как топливо поступает в камеру сгорания в газовой фазе и не растворяет в себе масла, что увеличивает межремонтные пробеги двигателя на 100—150 %. Бензин подается в карбюратор двигателя в виде жидкости, для испарения его выхлопной и всасывающий патрубки часто выполняют одной отливкой, так что тепло выхлопных газов используется для подогрева бензовоз-душной смеси. Сжиженные газы после смесителя всегда находятся в виде газа. Подогрев газовоздушной смеси вреден, так как повышение температуры обусловливает уменьшение мощности двигателя. По этой причине двигатели, работающие на [c.165]

    Нагар, обладающий высокой теплоемкостью, нафетый в такте расщирения, сохраняет повышенную температуру в такте впуска. Высокая реакционная способность нефтяного кокса (температура воспламенения порядка 360-380°)определяет возможность возникновения экзотермического окисления в такте сжатия, появления тления (медленного горения), что вызывает поджигание рабочей смеси до момента зажигания от горячей точки на стенке или от отслоившейся тлеющей частицы нагара в объеме камеры сгорания. Преждевременное воспламенение приводит к увеличению давления газовой смеси в такте сжатия в результате выделения тепла реакции, что увеличивает затраты энергии на сжатие — теряется мощность двигателя преждевременное воспламенение аналогично увеличению угла опережения зажигания и в некоторых случаях (при достижении близкой к максимальной температуре при нахождении поршня в верхней мертвой точке) может вызывать детонацию. [c.50]

    Принятое в настоящее время на практике соотношение топлива и масла в рабочей смеси, определяющей смазку газовых и радиальных уплотнений, для автомобильных роторно-поршневых двигателей составляет от 150 1 до 25 1. При избытке масла происходит повышенное нагарообразование на поверхностях ротора, в канавках уплотнений, в выпускных каналах и на свечах зажигания, снижается мощность двигателя и увеличивается дымность (токсичность) отработавших газов. [c.33]


    В газодизельном режиме достигается повышение производительности за час технологического времени на всех операциях от 3 до 11 % за счет увеличения мощности двигателя. При этом достигается снижение погектарного расхода топлива на 5-22 %, в том числе дизельного — на 31-42 %, а если привести газовое топливо к единому эквиваленту — стоимости в рублях, то общее снижение погектарного расхода топлива в стоимостном выражении составляет 11-25 %. [c.10]

    Повышение топливной экономичности газовых автомобильных двигателей может быть достигнуто путем уменьшения относительных потерь теплоты через стенку камеры сгорания за счет повышения плотности заряда, температуры и скорости сгорания, расширения пределов обеднения горючей смеси, возможности использования высоких степеней сжатия при отсутствии детонации. Сочетание высокой степени наддува с высокой степенью сжатия обусловливает повышенные крутящий момент и мощность. [c.70]

    На газопроводе Дашава — Киев па СКЗ применен генератор цеременного трехфазного тока ЕС-52-4С мощностью 5 кет, напряжением 230 в с газовым двигателем ГЧ-8,5/11 мощностью 6 л. с., 1500 об/мин и четырьмя аккумуляторами 10 ЖН-100 м. Двигатель-генератор включается и отключается автоматически в зависимости от напряжения аккумуляторов, а резервный — при отключении и включении сети переменного тока. Аппаратура СКЗ скомпонована в отдельные блоки блок автоматики пуска и остановок блок автоматики защиты блок питания автоматики и пуска двигателя блок включения нагрузки и подогревателя двигателя преобразующее устройство. Система автоматики газового двигатель-генератора 3,5 кет по основному оборудованию унифицирован с дизель-генератором 2Э-4Р. Блок автоматики защиты останавливает двигатель при падении давления масла ниже 1,5 кГ/см , повышении температуры охлаждающей жидкости выше 96 + 4° С, увеличении числа оборотов выше 1700—1800 в минуту, снижении уровня охлаждающей жидкости, перегрузке, коротком замыкании. Блок автоматического управления включает и останавливает двигатель с помощью программного устройства. [c.53]

    В связи с возросшей потребностью газовой промышленности в компрессорах повышенной мощности завод Двигатель революции приступил к выпуску газомотокомпрессоров новых серий 10ГКН на 1300 л. с. в агрегате и 84ГКР1 на 2000 л. с. В табл. 31, 32 и 33 приведены технические характеристики газомотокомпрессоров, выпускаемых заводом Двигатель революции . В табл. 34 приведены рабочие параметры двигателя газомотокомпрессора ЮГК. На рис. 220, 221, 222 и 223 представлены продольные и поперечные разрезы газомотокомпрессоров ЮГК и 8ГК, применяющихся на компрессорных станциях газовой л нефтехимической промышленности. На рис. 224 [c.199]

    В ООО «ВНИИГАЗ» проведена работа по конвертации дизеля RABA MAN, D2156HM6U автобуса «Икарус» в газовый двигатель с искровым зажиганием. Указанный дизель шестицилиндровый без наддува, S/D=150/121, его номинальная мощность N om =141,9 кВт при п о =2100 мин максимальный крутящий момент М их=696 Нм при п =1300 мин . Рабочий процесс организован по схеме М-про-цесса. По своим экологическим характеристикам он относится к числу двигателей с повышенной токсичностью и дымностью отработавших газов. [c.57]

    Нефтяное топливо для газотурбинных установок предназначено для применения в стационарных паротурбинных и парогазовых энергетических установках, а также в газотур шных установках водного транспорта. Газовые турбины являются относительно новым видом теплового двигателя. Ьтагод я сюим специфическим свойствам, таким как сравнительно малая масса на единицу мощности, способность к быстрому запуску и работе без охлаждающей жидкости, возможность полной автоматизации и дистанционного управления, газовые турбины получили широкое применение в авиации, а затем в различных отраслях промышленности и транспорта. Их используют также для покрытия пиков нагрузки на электрических станциях. Общей тенденцией газотурбостроения является увеличение КПД и мощности установок путем повышения температуры газов перед турбиной. Это определяет требования к качеству топлива. [c.101]

    В качестве примера практической реализации на рис. 8.4 приведена характеристика изменения эффективного КПД двухтактного двигателя 6V — 92ТА корпорации Detroit Diesel [8.3] размерностью S/D = 127/123 (степень сжатия =17, мощность iVg = 224 кВт при и = 2 100 мин ) в зависимости от среднего эффективного давления при различных давлениях впрыска газа. Видно, что дизельный двигатель и его газовая модификация имеют близкие показатели притом, что повышение давления впрыска от 13,5 до 18,5 МПа практически ничего не меняет в рабочем процессе. [c.387]

    Развитие техники и особенно реакшвной техники в авиации, постоянное стремление к более широкому внедрению дизельного двигателя, вполне определившаяся тенденция перевода железнодорожного транспорта на тепловозы, стремление к повышению степени сжатия автомобильных бензиновых двигателей, новышение удельных нагрузок на трущихся поверхностях различных механизмов, повышение температурных условий работы газовых и паровых турбин, увеличение объемов механизации и транспортных перевозок в районах Урала и Сибири — все это требует увеличения производства светлых нефтепродуктов бензинов, керосинов, дизельного топлива в 2 раза и производства смазочных масел в 1,8 раза. Такой рост производства светлых нефтепродуктом и масел может быть обеспечен за счет дальнейшего углубления переработки нефти и лучшей организации производства и использования имеющихся производственных мощностей, а такте за счет строительства новых заводов, обеспечивающих прирост мощностей по первичной переработке не менее чем на 45 млн. т и по крекированию сырья не менее чем на 26 млн. т. [c.11]

    Исключение детонации за счет неполного открытия дросселя происходит вследствие снижения наполнения и сопровождается снижением мощности, которое аналогично предыдущему может быть компенсировано повышением степени сжатия. Особо эффективно это мероприятие в двигателях, оборудованных системой рециркуляции выпускных газов. Принципиальная схема устройства, ограничивающего открытие дросселя, приведена на рис.4. Вкшочение устройства может осуществляться электромагнитом при перектшчении на питание бензином, вручную или газовым приводом, как показано на схеме. [c.18]


Газовый двигатель Jenbacher J920 FleXtra

Обзор Jenbacher J920 FleXtra

Новейший и самый большой газовый двигатель Jenbacher имеет самый высокий электрический КПД в 48,7% среди всех газовых двигателей Jenbacher.

  • Уменьшенный углеродный след и большая энергоэффективность.
  • Высокая удельная мощность при низких инвестиционных затратах.
  • Стабильные показатели мощности и надежности при различных климатических условиях.
  • Быстрый запуск для стабилизации сети и простоты обслуживания.

Знаете ли вы, что…

В отличие от раздельного производства тепловой и электрической энергии когенерационное решение J920 FleXtra с общим КПД более 90% разработано для достижения свыше 130 миллионов кВт·ч первичной энергии за год, эквивалентной энергии, которая содержится более чем в 76 000 баррелей нефти.

Характеристики J920

Газовый двигатель INNIO Jenbacher J920 FleXtra спроектирован для надежной работы, несложного монтажа и простого обслуживания. Конфигурация GenSet состоит из трех модулей — генератора, двигателя и модуля турбонаддува, которые в совокупности образуют высококачественную, стандартизированную генераторную установку заводской изготовления. Каждый модуль проходит заводские испытания, затем поставляется отдельно и собирается на месте, значительно сокращая затраты времени на монтаж оборудования. Кроме того, модули газового двигателя имеют стандартные интерфейсы для подключения к ним вспомогательного оборудования электростанции (BoP), что существенно упрощает установку такого оборудования и уменьшает общую длительность строительных работ на площадке электростанции. Чтобы максимально повысить эксплуатационную готовность установки, двигатель J920 FleXtra оптимизирован для работы и обслуживания следующими способами:

 

СИЛОВАЯ УСТАНОВКА

Концепция силового агрегата J920 FleXtra обеспечивает низкое время простоя во время обслуживания, поскольку весь силовой агрегат, состоящий из головки цилиндра, водяной рубашки, гильзы цилиндра, поршня и шатуна, может быть заменен одним цельным узлом.

БЫСТРАЯ НАГРУЗКА И БЫСТРЫЕ ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

С помощью Jenbacher J920 можно обеспечить 10,4 МВт электрической мощности менее чем за 5 минут. Новейшая технология управления обеспечивает минимальные выбросы при запуске двигателя. Вместе с интегрированными системами доочистки и контроля общие выбросы NOx минимизируются во всем диапазоне нагрузок и даже во время быстрых переходных процессов.

СЕГМЕНТИРОВАННЫЙ РАСПРЕДВАЛ

J920 FleXtra оснащен сегментированным распределительным валом для возможности быстрого обслуживания отдельных сегментов через сервисное окно в верхней части картера вместо демонтажа всего распределительного вала.

Сервисное обслуживание J920: от начала до конца

Планирование

Основываясь на нашей модульной концепции и ваших требованиях, наши квалифицированные инженеры будут сопровождать вас на всех важных этапах планирования, в том числе на стадиях подготовки технико-экономического обоснования и разработки проекта, чтобы помочь в выборе лучшего возможного решения для вашей ТЭЦ.

Реализация проекта

Опытные менеджеры по проектам и системные инженеры компании INNIO готовы оказать вам квалифицированную поддержку во время реализации проекта. Процедуры строительства и ввода в эксплуатацию стандартизованы, чтобы максимально снизить возможные риски и обеспечить успешное внедрение проекта. Как часть наших услуг на этапах строительства и монтажа, компания INNIO по всему миру оказывает содействие в проектировании, материально-техническом снабжении и строительстве через свою квалифицированную EPC-сеть. В объем пусконаладочных работ, выполняемых нашей компанией, также входит ряд испытаний, которые производятся нашими квалифицированными специалистами по обслуживанию с целью обеспечить оптимальный монтаж и функционирование газового двигателя J920 на вашей электростанции.

Эксплуатация

Наши договоры на обслуживание предусматривают гибкое и оптимальное наблюдение за вашей установкой во время эксплуатации. С помощью нашей глобальной сервисной сети вы сможете подобрать преданных делу сотрудников, которые помогут вам подсчитать предположительные эксплуатационные расходы для Jenbacher J920 и снизить ваши риски. Инструмент удаленной диагностики обеспечивает вам доступ к вашей установке и оборудованию J920 FleXtra по сети, минимизируя время простоя, повышая эксплуатационную готовность оборудования и снижая затраты на корректирующее техническое обслуживание. Все работы по техническому обслуживанию газопоршневых двигателей J920 FleXtra, в том числе модернизация, ремонт и капитальный ремонт двигателя, выполняются прямо на вашей ТЭЦ, экономя ваше время.

Газовые двигатели в истории и современности

О существовании двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине или дизельном топливе, известно наверно каждому жителю нашей планеты. Однако мало кто знает, что их предшественником является газовый мотор. Его появление послужило основой для создания как дизельных, так и бензиновых двигателей. Попробуем восстановить некоторые исторические факты зарождения зарубежного моторостроения, его главные события, новейшие разработки и достижения, которые произошли за последние десятилетия в этой сфере. Также рассмотрим свойства используемых в качестве топлива видов газа и результаты их продуктов сгорания, проведем анализ систем управления двигателей известных производителей.

***

Бензиновые и дизельные двигатели давно вошли в повседневность нашего общества. Их технические конструкции постоянно развиваются, а то, что их производство ежегодно составляет громадное количество, никого не удивляет. Их применение во всех сферах жизнедеятельности человечества является настолько широким, что перечислять все направления их использования просто нет необходимости. Большой объем производства предъявляет к этим двигателям жесткие требования, заставляя специалистов неуклонно их совершенствовать, и можно сказать, что сегодня бензиновые и дизельные двигатели достигли самого высокого уровня.

Незаменимость газовых двигателей особенно заметно там, где остро возникает вопрос энергонезависимости объекта. Их применяют как механические приводы генераторов для выработки тепла и электрической энергии.

Почему же газопоршневые двигатели стоят обособленно и их выделяют в отдельную категорию, хотя принцип работы и многие характеристики очень близки к своим собратьям? Главное отличие этих двигателей – применение газа в качестве топлива.

Такое топливо организует совершенно другие процессы в двигателе, дает возможность по иному производить их регулировку, заставляет искать технологию подготовки топливной смеси. Газовые двигатели имеют индивидуальные конструктивные характеристики. Основной целью разработки таких моторов, являлась работа, при которой достигается высокий КПД за счет неизменного числа оборотов, а также эксплуатация в длительных временных интервалах с изменяемым режимом нагрузок. Совершенствование современных технологий позволили газовым поршневым установкам не только вплотную приблизиться к дизельным агрегатам, но и на некоторых этапах их даже потеснить.

Газовые двигатели – это и классический ДВС Отто (Gas-Ottomotor), газодизельный (Gas-Dieselmotor) мотор и дизельно-газовый (Diesel-Gasmotor) агрегат, о которых стало известно еще в начале XIX века. Они и положили начало будущему всего моторостроения.

За счет сложившихся экономических и исторических причин, они на некоторое время были не востребованы. Об их существовании вспомнили недавно, когда достаточно остро стала проблема энергонезависимости объектов — локального использования двигателей в виде механических приводов генераторных установок для выработки тепла и электроэнергии. Это было обусловлено с тем, что основным видом топлива во многих странах стал природный газ, который более дешевый и доступный благодаря разветвленным транспортным сетям. А самое главное то, что его продукты сгорания отвечают всем требованиям защиты окружающей среды.

Подытоживая, можно отметить, что газопоршневые установки обладают высоким электрическим КПД, могут утилизировать вредные газы, безвредны и экологически чистые, себестоимость произведенной электроэнергии, и связанные с этим затраты, достаточно низкие.

Прародителем современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является газовый двигатель. Его появление стало базой для проектирования дизельных и бензиновых двигателей.

Идея использования в ДВС принцип действия поршня, принадлежит Христиану Гюйгенсу, голландскому математику, физику, механику и астроному. У нас он известен как основоположник волновой теории света. Сконструированный им в 1673-м году небольшой грузоподъемный агрегат использовал в качестве силы тяги вакуум, который возникал от сгорания порохового заряда.

После этого многие изобретатели работали над возможностью усовершенствования принципа Гюйгенса. Теоретическая основа последующих двигателей, была, впоследствии, изложена в трудах французского физика Сади Николы Леонарда Карно, который вошел в историю своей работой «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».

Первым работоспособным двигателем внутреннего сгорания можно считать агрегат, работавший на светильном газе, созданный в 1860-м году в Париже уроженцем Люксембурга Жан-Жозе-Этьен Ленуром. Газовоздушная смесь в нем не подвергалась сжатию, однако было использоано высоковольтное искровое воспламенение.

Проводя многочисленные эксперименты, основой которых было изготовление двигателя независимого от газовой сети, Николаус Август Отто параллельно с Этьеном Ленуром сделали открытие, что о воздействии силы сжатия на топливно-воздушную смесь. Это привело к созданию в 1861-м году четырехтактного двигателя. Первая в мире моторостроительная компания была основана в 1864-м году Николаусом Августом Отто и Ойгеном Лангеном, N. A. Otto & Ое.

В 1867-м «атмосферная силовая машина» Отто и Лангена получила золотую медаль на Парижской выставке. Стоит отметить, что первый атмосферный газовый двигатель был куплен прямо на выставке, а через 8 лет, выкупленный обратно, использовался в качестве экспоната для коллекции моторов.

Начиная с 1868-го года компания производила атмосферные газовые двигатели (АГД) партиями, в этом же году и в Англии, после получения лицензии, началась эпоха серийного изготовления этой продукции. Спрос на моторы значительно опережал предложение, поэтому сначала был построен завод, а затем образовано акционерное общество.

Н. А. Отто в 1876-м году закончил создание четырехтактного двигателя, работавшего на любом виде топлива, и для всех применения в любой области. Этот двигатель положил началу моторизации на планете. Наблюдательный совет принял решение назвать новые двигатели — двигателями Отто.

Стоит заметить, что до этого времени моторы могли работать только на светильном газе, тем самым, они попадали в зависимость от газоснабжения. Для применения жидкого топлива не было разработана соответствующая система зажигания, а газо-факельное зажигание нельзя было использовать для бензиновых двигателей.

На фото: газовый двигатель внутреннего сгорания

Еще по этой теме

Метки: газ, газовый двигатель, газовый двигатель внутреннего сгорания

Интересная статья? Поделитесь ей с друзьями:

Инженеры находят новые способы повышения эффективности газовых двигателей: инженерное объяснение

По мере того, как электромобили совершенствуются и расширяются, есть некоторые вещи, в которых газовые двигатели работают лучше — многие эксперты согласны с тем, что бензиновые двигатели будут существовать еще несколько десятилетий.

Разработка электромобилей и переработка газовых двигателей не исключают друг друга. Электрификация транспортных средств будет продолжать быстро расширяться, а двигатели внутреннего сгорания могут продолжаться и в будущем, хотя их роль несколько уменьшится.

Если это так, то хорошо, что инженеры находят способы повысить эффективность внутреннего сгорания.

В течение многих лет газовые двигатели застряли на 30-процентном тепловом КПД (показатель того, сколько работы они могут выполнить на галлоне топлива), что примерно на треть меньше, чем у электродвигателя (не считая потерь от электростанций и линий электропередач). )

Некоторые из лучших современных автомобильных двигателей достигли 40-процентного теплового КПД.

Пришло время совершить следующий прыжок, о чем рассказывается в этом видеоролике от Engineering Explained.

ПРОВЕРИТЬ : Вот как работает двигатель Mazda HCCI

Следующим крупным скачком станет то, что инженеры называют HCCI: воспламенение от сжатия гомогенного заряда. Двигатели HCCI работают по тому же принципу, что и дизели, используя тепло от сжатия воздуха в цилиндре для воспламенения топлива. Хитрость заключалась в том, чтобы контролировать температуру в цилиндре и, следовательно, синхронизацию зажигания, поскольку двигатели с чистым HCCI не имеют топливных форсунок в камерах сгорания, как это делают дизели.Например, как запустить двигатель без свечи зажигания?

Двигатели

HCCI перспективны, потому что, как и дизели, они работают на более обедненной смеси воздух-топливо, используя меньше газа, и они используют очень высокие степени сжатия, которые также повышают эффективность.

НЕ ПРОПУСТИТЕ: первая поездка прототипа Mazda 3 2020 года: могут ли безискровые двигатели разжечь наши страсти?

Mazda объявила, что представит версию HCCI, которую она называет Skyactiv-X, которая поступит в производство в 2019 году.Skyactiv-X использует свечу зажигания и запатентованные процессы Mazda для контроля опережения зажигания, одновременно пожиная плоды высокой степени сжатия и обедненной смеси HCCI.

Несколько журналистов, в том числе наши коллеги из Motor Authority , управляли прототипами двигателя и были впечатлены.

Mazda заявляет о 30-процентном улучшении эффективности по сравнению с текущей производственной линией бензиновых двигателей Skyactiv-G.

Mazda 2,0-литровый двигатель SkyActiv-X с искровым воспламенением от сжатия (SPCCI)

Теперь исследователи из Университета Висконсина пытаются сделать Mazda еще лучше: они разработали двухтопливный двигатель HCCI, который работает в основном на бензине с воспламенением от сжатия и частично — когда двигатель холодный или при малых нагрузках — на дизельном топливе. топливо.

Исследователи утверждают, что их двигатель с воспламенением от сжатия (RCCI) достиг 60-процентного теплового КПД на испытательном стенде, что представляет собой примерно 50-процентное улучшение по сравнению с лучшими современными двигателями.

Поскольку дизельное топливо воспламеняется намного легче, чем бензин, двигатель RCCI использует дизельное топливо, когда двигатель холодный или нагрузка низкая. Благодаря очень высокой степени сжатия и низким температурам он позволяет избежать большинства проблем дизельных двигателей, связанных с выбросами оксидов азота и твердых частиц.Двигатель соответствует требованиям Агентства по охране окружающей среды США 2015 года по выбросам для дизелей без необходимости дополнительной обработки выхлопных газов, которая требуется для современных дизелей.

При высоких нагрузках и прогретом двигателе он потребляет в основном бензин, который даже в этих условиях работает чисто.

НЕ ПРОПУСТИТЕ: Mazda получила одобрение Калифорнии на дизель CX-5

Как и Skyactiv-X от Mazda, двигатель RCCI использует свечу зажигания для управления опережением зажигания. Он использует дизельное топливо, чтобы по возможности использовать более бедную смесь, смешивает бензин и дизельное топливо в камере сгорания и постоянно регулирует смесь для достижения максимальной эффективности.

Что плохого? В основном необходимость в двух отдельных топливных баках, за которыми водителям придется следить и заполнять.

Эти типы эффективных двигателей могут быть ключом к повышению эффективности грузовиков, которые должны выполнять тяжелую работу и не тратить время на дозаправку электромобилей (а у большинства автомобилей они есть). Технологии можно даже комбинировать с гибридными системами. чтобы еще больше повысить эффективность.

Бензиновые и дизельные двигатели по экономии топлива: газ или дизель для окружающей среды

Когда дело доходит до преодоления больших расстояний на скоростях по шоссе, более высокая степень сжатия дизельного двигателя и сгорание на обедненной смеси обеспечивают эффективность, с которой в настоящее время не может сравниться ни один газовый двигатель — по крайней мере, без существенной поддержки дорогой гибридной системы.В рабочем диапазоне дизеля средний термодинамический КПД (количество работы, которое двигатель производит за счет топлива) находится в среднем диапазоне 30%, что как минимум на 15% лучше, чем у газового двигателя. Даже не близко, верно?

Реальность такова, что эта зацепка сокращается. Поскольку нормы выбросов ужесточаются, дизели постепенно теряют свое преимущество; те же самые дорогие системы дополнительной очистки, которые очищают дизельные выхлопы, также снижают эффективность. Тем временем газовые двигатели продолжают совершенствоваться.

«Несомненно, существует сходство в уровнях эффективности бензиновых и дизельных двигателей», — говорит Уве Гребе, директор GM по глобальному передовому инжинирингу.«Хотя дизели всегда сохранят небольшое преимущество, разрыв почти сократится всего за 10 лет».

За последнее десятилетие некогда экзотические аппаратные средства, повышающие эффективность, такие как регулируемые фазы газораспределения, непосредственный впрыск топлива и турбонагнетатели, стали обычным явлением в двигателях с искровым зажиганием. Конечно, эти технологии не новы, но постепенные улучшения в электронике и материалах сделали их популярными. На подходе и другие разработки, такие как сгорание на обедненной смеси и воспламенение от сжатия гомогенного заряда (HCCI), технология сжигания газа, которая стирает грань между циклами газового и дизельного двигателя.Рикардо работает над двигателем с турбонаддувом, который использует E85, высокую степень сжатия и высокие уровни наддува для достижения эффективности, подобной дизелю. Род Бизли, вице-президент Ricardo по двигателям с искровым зажиганием, хвастается тем, что «наш концептуальный двигатель, работающий на этаноле, достигает термического КПД в диапазоне низких 40 процентов».

Но не ждите, что дизельный двигатель ляжет и притворится мертвым. «Мы продолжим наблюдать постепенное повышение эффективности дизельных двигателей», — говорит Марк Трэхан, директор Audi по качеству и технологиям в Северной Америке.«Это не будет таким большим, как переход от последовательного впрыска топлива к прямому впрыску, но есть еще много преимуществ». Трэхан говорит, что эти меньшие выгоды будут получены за счет аппаратного обеспечения, такого как система изменения фаз газораспределения и независимое управление сгоранием в цилиндрах, а также усовершенствованные системы доочистки.

Кроме того, есть и другие факторы. Как отмечает Гребе из GM, дизельное топливо содержит примерно на 14 процентов больше энергии по объему, чем бензин. Это дает двигателям с воспламенением от сжатия значительное преимущество в экономии топлива, а не в тепловом КПД.Конечно, все изменится, если и когда двигатели с искровым зажиганием перейдут на более энергоемкое топливо. Эта гонка далека от завершения.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Разница в эффективности между дизельным двигателем и газовым двигателем — дизельная силовая передача

Для большинства дизельных парней не секрет, какой тип двигателя побеждает.

Когда дело доходит до дизельных двигателей по сравнению с газовыми, победитель очевиден. Во всем, от мощности до эффективности, дизельные двигатели часто превосходят своих бензиновых собратьев.

Вопрос… в чем реальные отличия бензиновых и дизельных двигателей? Действительно ли дизели эффективнее? Они действительно мощнее?

Или мы просто предполагаем, что они есть, потому что, ну… мы ездим на таком?

Продолжайте читать, чтобы узнать больше о разнице в эффективности между дизельным двигателем и газовым двигателем.

Все начинается с источника

Если вы ездите на дизеле, вы знаете, что он более эффективен, чем бензовоз или автомобиль. Но знаете почему?

Повышение эффективности дизельных двигателей начинается с самого начала. Само топливо буквально спроектировано так, чтобы быть более эффективным, чем обычный бензин.

Дизельное топливо

имеет большую энергоемкость, чем бензин, и дает от 18% до 30% больше энергии при сжигании в качестве топлива!

Добавьте к этому тот факт, что дизельное топливо легче и дешевле перерабатывать, а также оно менее летучее и его легче транспортировать, и это заставляет задуматься, почему не все мы ездим на дизелях.

Сжатие — король

Еще одним большим преимуществом дизельных двигателей перед своими бензиновыми собратьями является эффективность высокой степени сжатия.

По своей конструкции дизели имеют очень высокую степень сжатия. Разумеется, для работы дизельного двигателя необходима более высокая степень сжатия. Без свечей зажигания или подобных функций дизельные двигатели полагаются на высокое сжатие для воспламенения.

Но более высокая степень сжатия также делает дизельные двигатели более эффективными, позволяя им сжигать топливо более полно и быстрее, потребляя меньше топлива и тратя меньше его впустую.

Сверхвысокий PSI, используемый форсунками в современных дизельных двигателях, также гарантирует, что достаточное количество топлива попадает туда, где оно должно быть, и сгорает быстро и эффективно.

Правда о силе

Мощность — еще одна большая разница между дизельными и газовыми двигателями.

Несмотря на то, что дизели, безусловно, лидируют в игре по крутящему моменту, они не обязательно являются лучшим выбором, когда речь идет о повседневных характеристиках и управляемости. Вероятно, это одна из главных причин, по которой легковые и грузовые автомобили с дизельным двигателем не так популярны в США, как в других частях мира.

Экономия топлива

У дизельных двигателей экономия топлива почти всегда лучше, чем у газовых двигателей. Это верно просто потому, что они более эффективны, чем газовые двигатели.

Как мы указывали выше, дизельные двигатели сжигают топливо более эффективно и полно и в целом работают более эффективно. Это позволяет дизельному двигателю увеличить пробег, зарабатывая вам очки на насосе.

Дизельный двигатель против газового двигателя: какой из них действительно выигрывает?

Когда дело доходит до дебатов о дизельном двигателе и газовом двигателе, победитель очевиден.Если вы ищете более эффективный двигатель, обратите внимание на дизель.

Дизели

работают намного эффективнее, чем бензиновые двигатели, сжигая топливо более чисто и полно. Кроме того, дизель — более простое и эффективное топливо для начала.

Чтобы узнать больше о дизельных двигателях и грузовых автомобилях, ознакомьтесь с оставшейся частью блога.

Высокоэффективные двигатели с чистым сгоранием, работающие на природном газе, для транспортных средств

  • 1.

    Ян, З., Бандивадекар, А.: Стандарты выбросов парниковых газов и экономии топлива для легковых автомобилей (2017 г.).https://ec.europa.eu/clima/policies/transport/vehicles_en.htm

  • 2.

    Dimopoulos, P., Bach, C., Soltic, P., et al.: Смеси водорода и природного газа для двигателей легковых автомобилей: сгорание, выбросы и оценка полного цикла. Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 33 (23), 7224–7236 (2008)

    Google Scholar

  • 3.

    Тонг, Л., Ван, Х., Чжэн, З. и др.: Экспериментальное исследование сгорания RCCI и расширения нагрузки в двигателе с воспламенением от сжатия, работающем на бензине и PODE.Топливо 181 , 878–886 (2016)

    Google Scholar

  • 4.

    Коракианитис, Т., Намасиваям, А.М., Крукс, Р.Дж.: Характеристики и выбросы двигателей с искровым зажиганием (SI) и с воспламенением от сжатия (CI), работающих на природном газе. прог. Энергетическое сгорание. науч. 37 (1), 89–112 (2011)

    Google Scholar

  • 5.

    Бартолуччи, Л., Кординер, С., Мулоне, В., и др.: Стабильное сгорание природного газа в сверхбедных условиях работы в двигателях внутреннего сгорания.Энергетика Procedia 101 , 886–892 (2016)

    Google Scholar

  • 6.

    Zhang, Q., Xu, Z.S., Li, M.H., et al.: Сгорание и выбросы тяжелого газового двигателя Euro VI с использованием EGR и TWC. Дж. Нат. Газовые науки. англ. 28 , 660–671 (2016)

    Google Scholar

  • 7.

    Hu, E., Huang, Z., Liu, B., et al.: Экспериментальное исследование производительности и выбросов двигателя с искровым зажиганием, работающего на смеси природного газа и водорода в сочетании с рециркуляцией отработавших газов.Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 34 (1), 528–539 ​​(2009)

    Google Scholar

  • 8.

    Ниман, Д.Э., Демпси, А.Б., Рейц, Р.Д.: Эксплуатация RCCI в тяжелых условиях на природном газе и дизельном топливе. САЕ Интерн. J. Двигатели 5 (2), 270–285 (2012)

    Google Scholar

  • 9.

    Хванг, Дж., Бэ, К., Парк, Дж. и др.: Воспламенение плазмы с помощью микроволн в камере сгорания постоянного объема.Сгорел. Пламя 167 , 86–96 (2016)

    Google Scholar

  • 10.

    Бёкер, Д., Брюггеманн, Д.: Продвижение обедненной смеси водородно-воздушных смесей с помощью лазерного искрового зажигания. Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 36 (22), 14759–14767 (2011)

    Google Scholar

  • 11.

    Дейл, Дж. Д., Чекель, М. Д., Смай, П. Р.: Применение высокоэнергетических систем зажигания в двигателях.прог. Энергетическое сгорание. науч. 23 (5), 379–398 (1997)

    Google Scholar

  • 12.

    Neher, D., Scholl, F., Teschendorff, V., et al.: Контролируемое воспламенение горячей поверхности при стационарной работе на бензине и природном газе. SAE Technical Paper 2012-32-0006 (2012)

  • 13.

    Attard, WP, Fraser, N., Parsons, P., et al.: Система форкамерного сгорания с турбулентным реактивным зажиганием для значительного улучшения экономии топлива в силовой агрегат современного автомобиля.САЕ Интерн. J. Двигатели 3 (2), 20–37 (2010)

    Google Scholar

  • 14.

    Шлаттер, С., Шнайдер, Б., Райт, Ю.М., и др.: Сравнительное исследование систем зажигания для двигателей, работающих на обедненной смеси, в оптически доступной машине расширения с быстрым сжатием. Технический документ SAE 2013-24-0112 (2013)

  • 15.

    Гентц, Г., Телен, Б., Голарнишири, М., и др.: Исследование влияния диаметра отверстия на турбулентную струйную систему зажигания посредством визуализации сгорания и характеристик производительности в машине быстрого сжатия.заявл. Терм. англ. 81 , 399–411 (2015)

    Google Scholar

  • 16.

    Thelen, B.C., Gentz, G., Toulson, E.: Расчетное исследование системы воспламенения турбулентной струи для работы на обедненной смеси в машине быстрого сжатия. Технический документ SAE 2015-01-0396 (2015)

  • 17.

    Biswas, S., Qiao, L.: Форкамерное воспламенение горячей струи сверхбедной смеси H 2 / воздух: влияние сверхзвуковых струй и нестабильность горения .САЕ Интерн. J. Двигатели 9 (3), 1584–1592 (2016)

    Google Scholar

  • 18.

    Gentz, G.R., Toulson, E.: Экспериментальные исследования воспламенителя турбулентной струи на жидком пропане, работающего на вспомогательном топливе, в машине быстрого сжатия. САЕ Интерн. J. Двигатели 9 (2), 777–785 (2016)

    Google Scholar

  • 19.

    Голамишири, М., Телен, Б., Генц, Г. и др.: CFD-моделирование системы воспламенения турбулентной струи с дополнительным топливом в машине быстрого сжатия.Технический документ SAE 2016-01-0599 (2016)

  • 20.

    Biswas, S., Qiao, L.: Численное исследование воспламенения сверхобедненных предварительно смешанных смесей H 2 /воздух при форкамерном сверхзвуковом нагреве струя. САЕ Интерн. J. Двигатели 10 (5), 2231–2247 (2017)

    Google Scholar

  • 21.

    Гентц, Г., Голамишери, М., Тулсон, Э.: Исследование турбулентной реактивной системы зажигания, работающей на изооктане: анализ следов давления и визуализация сгорания.заявл. Энергетика 189 , 385–394 (2017)

    Google Scholar

  • 22.

    Голамишири, М., Телен, Б., Тулсон, Э.: CFD-моделирование и экспериментальный анализ однородно заряженной турбулентной струйной системы воспламенения в машине быстрого сжатия. Технический документ SAE 2017-01-0557 (2017)

  • 23.

    Ван, Б., Ван, З., Лю, К., и др.: Экспериментальное исследование воспламенения с ускорением пламени на машине быстрого сжатия и двигателе большой мощности .Технический документ SAE 2017-01-2242 (2017)

  • 24.

    Biswas, S., Qiao, L.: Воспламенение сверхобедненной предварительно смешанной смеси H 2 / воздух с использованием нескольких горячих турбулентных струй, создаваемых форкамерным сгоранием . заявл. Терм. англ. 132 , 102–114 (2018)

    Google Scholar

  • 25.

    Qin, F., Shah, A., Huang, ZW, et al.: Детальное численное моделирование нестационарного смешения и горения предварительно смешанных смесей метан/воздух в системе форкамера/основная камера, имеющая отношение к двигатель внутреннего сгорания.Сгорел. Пламя 188 , 357–366 (2018)

    Google Scholar

  • 26.

    Ван, Н., Лю, Дж., Чанг, В.Л. и др.: Численное исследование характеристик сгорания и струи в камере турбулентного горячеструйного зажигания (THJI), работающей на водороде. Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 43 (45), 21102–21113 (2018)

    Google Scholar

  • 27.

    Болла М., Шапиро Э., Тайни Н.и др.: Численное моделирование форкамерного сгорания в оптически доступном RCEM. Технический документ SAE 2019-01-0224 (2019)

  • 28.

    Десантес, Дж. М., Новелла, Р. и др.: Достижение сверхбедного сгорания с использованием форкамерной системы искрового зажигания в машине быстрого сжатия-расширения . Технический документ SAE 2019-01-0236 (2019)

  • 29.

    Голамишери, М., Телен, Б.К., Гентц, Г.Р. и др.: Исследование предварительно смешанной смеси с переменной плотностью на входе и скоростью потока на машине быстрого сжатия, ограниченное турбулентная струя.Сгорел. Пламя 169 , 321–332 (2016)

    Google Scholar

  • 30.

    Gentz, G., Thelen, B., Litke, P., et al.: Визуализация горения, производительность и CFD-моделирование предкамерной турбулентной струйной системы зажигания в машине быстрого сжатия. САЕ Интерн. Дж. Двигатели. 8 (2), 538–546 (2015)

    Google Scholar

  • 31.

    Телен, Британская Колумбия, Тулсон, Э.: Расчетное исследование влияния размера отверстия на характеристики турбулентной струйной системы зажигания. проц. Инст. мех. англ. DJ Автомоб. англ. 231 (4), 536–554 (2017)

    Google Scholar

  • 32.

    Biswas, S., Tanvir, S., Wang, H., et al.: О механизмах воспламенения предварительно смешанных CH 4 /воздух и H 2 /воздух с использованием горячей турбулентной струи, создаваемой предкамерное горение. заявл. Терм. англ. 106 , 925–937 (2016)

    Google Scholar

  • 33.

    Thelen, B.C., Toulson, E.: Расчетное исследование влияния местоположения искры на характеристики турбулентной струйной системы зажигания. Технический документ SAE 2016-01-0608 (2016)

  • 34.

    Эллисон, П.М., Оливейра, М., Джусти, А., и др.: Механизм воспламенения с форкамерой: эксперименты и моделирование турбулентной струйной структуры пламени. Топливо 230 , 274–281 (2018)

    Google Scholar

  • 35.

    Дорофеев С.B.: Водородное пламя в трубках: критические расстояния разбега. Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 34 (14), 5832–5837 (2009)

    Google Scholar

  • 36.

    Сильвестрини, М., Дженова, Б., Паризи, Г. и др.: Ускорение пламени и расстояние добегания ДДТ для гладких и заполненных препятствиями труб. Дж. Потеря Пред. Process Ind. 21 (5), 555–562 (2008)

    Google Scholar

  • 37.

    Рикардо, Х.Р.: Недавняя исследовательская работа по двигателю внутреннего сгорания. Технический документ SAE 220001 (1922)

  • 38.

    Турецкий, MC: 3-клапанные двигатели с послойным зарядом: развитие, анализ и развитие. SAE Technical Paper 741163 (1974)

  • 39.

    Сасаки, Х., Секияма, С., Накашима, К.: Новая система сгорания теплоизолированного двигателя на природном газе с предкамерой с дроссельным клапаном. Междунар. J. Рез. двигателя 3 (4), 197–208 (2002)

    Google Scholar

  • 40.

    Олсен, Д.Б., Адэр, Дж.Л., Уилсон, Б.Д.: Дизайн камеры предварительного сгорания и исследования характеристик для двигателя на природном газе большого диаметра. Весенняя техническая конференция ASME по двигателям внутреннего сгорания, 2005 г., 41847, стр. 415–428 (2005 г.)

  • 41.

    Шах, А., Тунестал, П., Йоханссон, Б.: Исследование рабочих характеристик и характеристик выбросов тяжелого двигатель, работающий на природном газе, работающий с форкамерной свечой зажигания и разбавлением избыточным воздухом и рециркуляцией отработавших газов. САЕ Интерн. J. Двигатели 5 (4), 1790–1801 (2012)

    Google Scholar

  • 42.

    Такашима, Ю., Танака, Х., Сако, Т. и др.: Оценка характеристик двигателя и процесса сгорания в двигателе, работающем на природном газе, с предкамерной заглушкой в ​​условиях сжигания обедненной смеси. САЕ Интерн. J. Двигатели 8 (1), 221–229 (2014)

    Google Scholar

  • 43.

    Toulson, E., Huisjen, A., Chen, X., et al.: Визуализация искрового зажигания пропана и природного газа и воспламенения турбулентной струи. САЕ Интерн. J. Двигатели 5 (4), 1821–1835 (2012)

    Google Scholar

  • 44.

    Шах, А., Тунестал, П., Йоханссон, Б.: Влияние относительной прочности смеси на характеристики метода зажигания с разделенной камерой «лавинно-активируемого сгорания» в тяжелом двигателе, работающем на природном газе. Технический документ SAE 2014-01-1327 (2014)

  • 45.

    Шах, А., Тунестал, П., Йоханссон, Б.: Влияние объема форкамеры и диаметра сопла на форкамерное зажигание в тяжелых условиях естественной газовые двигатели. Технический документ SAE 2015-01-0867 (2015)

  • 46.

    Xiong, Q., Moriyoshi, Y., Морикава, К., и др.: Повышение теплового КПД двигателя с форкамерой, работающей на обедненной смеси, за счет оптимизации системы сгорания. SAE Technical Paper 2017-01-0782 (2017)

  • 47.

    Сакураи Т., Ико М., Окамото К. и др.: Фундаментальные исследования камер сгорания для двигателей, работающих на бедной смеси. Технический документ SAE 932710 (1993)

  • 48.

    Йоханссон, Б., Олссон, К.: Камеры сгорания для двигателей SI, работающих на природном газе, часть I: поток жидкости и сгорание. Технический документ SAE 950469 (1995)

  • 49.

    Олссон, К., Йоханссон, Б.: Камеры сгорания для двигателей, работающих на природном газе, часть 2: сгорание и выбросы. SAE Technical Paper 950517 (1995)

  • 50.

    Yu, X., Liu, Z., Wang, Z., et al.: Оптимизация сгорания двигателя на сжатом природном газе путем улучшения потоков в цилиндрах. Междунар. Дж. Автомот. Технол. 14 (4), 539–549 (2013)

    Google Scholar

  • 51.

    Li, F., Liu, C., Song, H., et al.: Улучшение характеристик сгорания и выбросов в тяжелых двигателях, работающих на природном газе, за счет использования поршней, повышающих турбулентность.Технический документ SAE 201-01-1685 (2018)

  • 52.

    Эванс, Р.Л.: Расширение предела обедненной смеси двигателей, работающих на природном газе. Дж. Инж. Газовые турбины Power 131 (3), 032803–032805 (2009)

    Google Scholar

  • 53.

    Yan, B., Tong, L., Wang, H., et al.: Экспериментальное и численное исследование влияния уровня повторного входа в камеру сгорания на характеристики сгорания и тепловой КПД стехиометрического режима работы двигателя на природном газе с РОГ.заявл. Терм. англ. 123 , 1473–1483 (2017)

    Google Scholar

  • 54.

    Пузинаускас, П.В., Уилсон, Б.Д., Эванс, К.Х.: Оптимизация сгорания природного газа в двигателях с искровым зажиганием путем изменения конфигурации впуска-потока. Технический документ SAE 2000-01-1948 (2000)

  • 55.

    Уиллер, Дж., Штейн, Дж., Хантер, Г.: Влияние движения заряда, степени сжатия и разбавления на одноцилиндровом природном газе средней мощности. исследовательский двигатель.САЕ Интерн. J. Двигатели 7 (4), 1650–1664 (2014)

    Google Scholar

  • 56.

    Севик, Дж., Паммингер, М., Валлнер, Т., и др.: Влияние движения заряда и степени сжатия на эффективность концепции сгорания с использованием смеси бензина и природного газа в цилиндрах. Дж. Инж. Газовые турбины Power 140 (12), 121501–121510 (2018)

    Google Scholar

  • 57.

    Шасби, Б.М.: Альтернативные виды топлива: неполное решение проблем автомобиля. Магистр наук Диссертация, Политехнический институт и государственный университет Вирджинии, США, стр. 5–13 (2004)

  • 58.

    Боммисетти, Х., Лю, Дж., Коорагаяла, Р., и др.: Влияние состава топлива в КИ двигатель переведен на работу на природном газе SI. SAE Technical Paper 2018-01-1137 (2018)

  • 59.

    Вавра Дж., Такац М., Клир В.: Влияние состава природного газа на стехиометрические характеристики двигателя SI с турбонаддувом.SAE Technical 2012-01-1647 (2012)

  • 60.

    Каравалакис Г., Хайбабаи М., Дурбин Т. и др.: Влияние различных смесей природного газа на регулируемые выбросы, количество и размер частиц распределение выбросов от мусоровоза. САЕ Интерн. J. Топливная смазка. 5 (3), 928–944 (2012)

    Google Scholar

  • 61.

    Krisman, A., Mounaim-Rousselle, C., Sivaramakrishnan, R., et al.: Справочное пламя природного газа при номинальном самовоспламенении, соответствующем двигателю.проц. Сгорел. Инст. 37 (2), 1631–1638 (2019)

    Google Scholar

  • 62.

    Schneider, S., Geyer, D., Magnotti, G., et al.: Структура стратифицированного пламени CH 4 с добавлением H 2 . проц. Сгорел. Инст. 37 (2), 2307–2315 (2019)

    Google Scholar

  • 63.

    Huang, Z., Wang, J., Liu, B., et al.: Характеристики сгорания двигателя с непосредственным впрыском топлива, работающего на смеси природного газа и водорода, при различных углах опережения зажигания.Топливо 86 (3), 381–387 (2007)

    Google Scholar

  • 64.

    Баттистони, М., Мариани, Ф., Риси, Ф. и др.: CFD-моделирование сгорания двигателя оптического доступа с искровым зажиганием, работающего на бензине и этаноле. Энергетика Procedia 82 , 424–431 (2015)

    Google Scholar

  • 65.

    Ма, Ф., Ван, Ю.: Исследование расширения предела работы на обедненной смеси за счет обогащения водородом в двигателе с искровым зажиганием, работающем на природном газе.Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 33 (4), 1416–1424 (2008)

    Google Scholar

  • 66.

    Wang, J., Chen, H., Liu, B., et al.: Изучение изменений цикла за циклом двигателя с искровым зажиганием, работающего на смеси природного газа и водорода. Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 33 (18), 4876–4883 (2008)

    Google Scholar

  • 67.

    Ма, Ф., Ван, Ю., Лю, Х. и др.: Экспериментальное исследование теплового КПД и характеристик выбросов двигателя, работающего на обедненной смеси, обогащенного водородом, на природном газе.Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 32 (18), 5067–5075 (2007)

    Google Scholar

  • 68.

    Алгер, Т., Гингрич, Дж., Мангольд, Б.: Влияние обогащения водородом на устойчивость системы рециркуляции отработавших газов в двигателях с искровым зажиганием. SAE Technical Paper 2007-01-0475 (2007)

  • 69.

    Тартаковский Л., Шейнтух М.: Риформинг топлива в двигателях внутреннего сгорания. прог. Энергетическое сгорание. науч. 67 , 88–114 (2018)

    Google Scholar

  • 70.

    Алгер, Т., Мангольд, Б.: Специальная система рециркуляции отработавших газов: новая концепция высокоэффективных двигателей. САЕ Интерн. J. Двигатели 2 (1), 620–631 (2009)

    Google Scholar

  • 71.

    Чедвелл, К., Алгер, Т., Зуэль, Дж.: Демонстрация специальной системы рециркуляции отработавших газов на 2,0-литровом двигателе GDI. САЕ Интерн. J. Двигатели 7 (1), 434–447 (2014)

    Google Scholar

  • 72.

    Ли С., Одзаки К., Иида, Н., и др.: Возможности специальной системы рециркуляции отработавших газов в двигателях SI, работающих на природном газе, для повышения теплового КПД и снижения выбросов NO x . САЕ Интерн. J. Двигатели 8 (1), 238–249 (2014)

    Google Scholar

  • 73.

    Zhu, L., He, Z.Y., Xu, Z., et al.: Термохимическая конверсия топлива в цилиндре (TFR) в двигателе с искровым зажиганием, работающем на природном газе. проц. Сгорел. Инст. 36 (3), 3487–3497 (2017)

    Google Scholar

  • 74.

    Лю, К., Сонг, Х., Чжан, П. и др.: Исследование характеристик самовоспламенения, искрового воспламенения и распространения пламени смесей H 2 /CH 4 /CO/воздух на машине быстрого сжатия . Сгорел. Пламя 188 , 150–161 (2018)

    Google Scholar

  • 75.

    Liu, C., Wang, Z., Song, H., et al.: Экспериментальное и численное исследование образования H 2 /CO и их влияния на характеристики сгорания в двигателе SI на природном газе.Энергетика 143 , 597–605 (2018)

    Google Scholar

  • 76.

    Szybist, J.P., Steeper, R.R., Splitter, D., et al.: Химия риформинга с отрицательным перекрытием клапана в среде с низким содержанием кислорода. САЕ Интерн. J. Двигатели 7 (1), 418–433 (2014)

    Google Scholar

  • 77.

    Wolk, B., Ekoto, I., Northrop, W.F., et al.: Подробная характеристика состава и реакционной способности продуктов риформинга в цилиндрах для конкретных видов топлива и их влияние на характеристики двигателя.Топливо 185 , 348–361 (2016)

    Google Scholar

  • 78.

    Цолакис, А., Торбати, Р., Мегаритис, А., и др.: Двухтопливный двигатель с воспламенением от сжатия (CI) с малой нагрузкой, работающий с бортовым риформером и дизельным катализатором окисления: влияние на работу двигателя и выбросы. Энергетическое топливо 24 (1), 302–308 (2010)

    Google Scholar

  • 79.

    Асад У., Чжэн, М.: Окисление рециркуляции отработавших газов и каталитический риформинг топлива для дизельных двигателей. 48132, стр. 87–97 (2008)

  • 80.

    Гилл, С.С., Чата, Г.С., Цолакис, А.: Анализ реформированного EGR на производительность дизельного сажевого фильтра. Междунар. Дж. Гидрог. Энергетика 36 (16), 10089–10099 (2011)

    Google Scholar

  • 81.

    Чанг, Ю., Шибист, Дж. П., Пихл, Дж. А. и др.: Каталитическое преобразование контура рециркуляции выхлопных газов для повышения эффективности в стехиометрическом двигателе с искровым зажиганием за счет термохимической рекуперации и расширения предела разбавления, часть 2. : производительность двигателя.Энергетическое топливо 32 (2), 2257–2266 (2018)

    Google Scholar

  • 82.

    Yang, B., Xi, C., Wei, X., et al.: Параметрическое исследование впрыска природного газа через порт и пилотного впрыска дизельного топлива на сгорание и выбросы двухтопливного двигателя Common Rail с турбонаддувом при малой нагрузке. заявл. Энергетика 143 , 130–137 (2015)

    Google Scholar

  • 83.

    Флореа, Р., Нили, Г.Д., Абидин, З., и др.: Эффективность и характеристики выбросов при сгорании двойного топлива с частичным предварительным смешиванием путем совместного непосредственного впрыска ПГ и дизельного топлива (DI2). SAE Technical Paper 2016-01-0779

  • 84.

    Papagiannakis, RG, Rakopoulos, CD, Hountalas, DT, et al.: Характеристики выбросов высокоскоростного двухтопливного двигателя с воспламенением от сжатия, работающего в широком диапазоне природного газа. /соотношение дизельного топлива. Топливо 89 (7), 1397–1406 (2010)

    Google Scholar

  • 85.

    Cozzolini, A., Littera, D., Ryskamp, ​​R., et al.: Характеристики выбросов выхлопных газов из тяжелого дизельного двигателя, модифицированного для работы в метан/дизельном двухтопливном режиме. SAE Technical Paper 2013-24-0181 (2013)

  • 86.

    Wagemakers, A.M.L.M., Leermakers, C.A.J.: Обзор влияния работы на двух видах топлива с использованием дизельного и газообразного топлива на выбросы и производительность. Технический документ SAE 2012-01-0869 (2012)

  • 87.

    Герри, Э.С., Райхан, М.С., Шринивасан, К.К. и др.: Влияние времени впрыска на низкотемпературное сгорание двойного топлива с частично предварительно смешанным дизельным топливом и метаном. заявл. Энергетика 162 , 99–113 (2016)

    Google Scholar

  • 88.

    Splitter, D., Reitz, R.D., Hanson, R.: Высокоэффективное сжигание RCCI с низким уровнем выбросов за счет использования присадки к топливу. САЕ Интерн. J. Топливная смазка. 3 (2), 742–756 (2010)

    Google Scholar

  • 89.

    Хэнсон, Р., Карран, С., Вагнер, Р. и др.: Оптимизация камеры сгорания поршня для сжигания RCCI в легком многоцилиндровом двигателе. САЕ Интерн. J. Двигатели 5 (2), 286–299 (2012)

    Google Scholar

  • 90.

    Тан, К., Лю, Х., Ли, М., и др.: Множественная оптическая диагностика влияния степени расслоения топлива на воспламенение от сжатия с регулируемой реактивностью. Топливо 202 , 688–698 (2017)

    Google Scholar

  • 91.

    Лю, Х., Танг, К., Ран, X., и др.: Оптическая диагностика воспламенения от сжатия с регулируемой реактивностью (RCCI) со стратегией микропрямого впрыска. проц. Сгорел. Инст. 37 (4), 4767–4775 (2019)

    Google Scholar

  • 92.

    Золдак, П., Собесяк, А., Викман, Д., и др.: Моделирование сгорания двухтопливного двигателя, работающего на сжатом природном газе, с непосредственным впрыском природного газа и дизельного топлива. САЕ Интерн. J. Двигатели 8 (2), 846–858 (2015)

    Google Scholar

  • 93.

    Neely, GD, Florea, R., Miwa, J., et al.: Эффективность и характеристики выбросов при сгорании двойного топлива с частичным предварительным смешиванием путем совместного непосредственного впрыска ПГ и дизельного топлива (DI2): часть 2. Технический документ SAE 2017-01-0766 (2017)

  • 94.

    Ли, Г., Леннокс, Т., Гуди, Д., и др.: Моделирование сгорания в тяжелонагруженном двигателе на природном газе HPDI. 47365, стр. 405–413 (2005)

  • 95.

    Мамфорд, Д., Гуди, Д., Сондерс, Дж.: Потенциал и проблемы HPDI. Технический документ SAE 2017-01-1928 (2017)

  • 96.

    Мунши, С.Р., МакТаггарт-Коуэн, Г.П., Хуанг, Дж. и др.: Разработка стратегии сгорания с частичным предварительным смешиванием для высокоэффективного двигателя на природном газе с низким уровнем выбросов и непосредственным впрыском. 44427, стр. 515–528 (2011

  • 97.

    McTaggart-Cowan, G., Mann, K., Huang, J., et al.: Прямой впрыск природного газа при давлении до 600 бар в двигатель повышенной мощности с зажиганием SAE Int. J. Engines 8 (3), 981–996 (2015)

    Google Scholar

  • 98.

    Селим, М.Ю.Э., Радван, М.С., Салех, Х.Е.: Улучшение характеристик двухтопливных двигателей, работающих на природном газе/сжиженном нефтяном газе, путем использования пилотного топлива, полученного из семян жожоба. Продлить. Энергетика 33 (6), 1173–1185 (2008)

    Google Scholar

  • 99.

    Шумейкер, Н.Т., Гибсон, К.М., Полк, А.С., и др.: Эксплуатационные характеристики и характеристики выбросов биодизельного (B100) воспламенения метана и пропана в четырехцилиндровом двигателе с воспламенением от сжатия с турбонаддувом.Дж. Инж. Газовые турбины Power 134 (8), 082803–082810 (2012)

    Google Scholar

  • 100.

    Коракианитис, Т., Намасиваям, А.М., Крукс, Р.Дж.: Дизельное топливо и рапсовый метиловый эфир (RME) пилотные топлива для двойного сгорания водорода и природного газа в двигателях с воспламенением от сжатия. Топливо 90 (7), 2384–2395 (2011)

    Google Scholar

  • 101.

    Имран, С., Эмберсон, Д.Р., Диез, А., и др.: Характеристики двигателя с воспламенением от сжатия, работающего на природном газе, и карты выбросов с дизельным топливом и пилотным топливом RME. заявл. Энергетика 124 , 354–365 (2014)

    Google Scholar

  • 102.

    Song, H., Liu, C., Li, F., et al.: Сравнительное исследование использования дизельного топлива и PODEn в качестве пилотного топлива для двухтопливного сжигания природного газа. Топливо 188 , 418–426 (2017)

    Google Scholar

  • 103.

    Nithyanandan, K., Gao, Y., Wu, H., et al.: Оптическое исследование многократного впрыска дизельного топлива при сгорании двойного топлива КПГ/дизеля в легком оптическом дизельном двигателе. Технический документ SAE 2017-01-0755 (2017)

  • 104.

    Сринивасан, К.К., Кришнан, С.Р., Ци, Ю. и др.: Анализ низкотемпературного сжигания дизельного топлива с предварительным зажиганием природного газа с горячими выхлопными газами рециркуляция. Сгорел. науч. Технол. 179 (9), 1737–1776 (2007)

    Google Scholar

  • 105.

    Лю, Дж., Ян, Ф., Ван, Х., и др.: Влияние количества пилотного топлива на характеристики выбросов двухтопливного двигателя, работающего на сжатом природном газе/дизельном топливе, с оптимизированным временем пилотного впрыска. заявл. Энергетика 110 , 201–206 (2013)

    Google Scholar

  • 106.

    Огава, Х., Чжао, П., Като, Т. и др.: Улучшение сгорания и выбросов в двухтопливном двигателе с воспламенением от сжатия с природным газом в качестве основного топлива. Технический документ SAE 2015-01-0863 (2015)

  • 107.

    Дронниу, Н., Кашдан, Дж., Лекойнт, Б., и др.: Оптическое исследование двухтопливных стратегий сжигания КПГ/дизельного топлива для снижения выбросов CO 2 . Технический документ SAE 2014-01-1313 (2014)

  • 108.

    Besch, MC, Israel, J., Thiruvengadam, A., et al.: Характеристика выбросов от двигателей большой мощности, оснащенных различными технологиями, модернизированных для работы на сжатом природном газе/двухдизельном топливе. -эксплуатация топлива. САЕ Интерн. J. Двигатели 8 (3), 1342–1358 (2015)

    Google Scholar

  • 109.

    Xi, Y., Ottinger, N., Liu, Z.G.: Влияние условий восстановительной регенерации на реакционную способность и стабильность катализатора окисления на основе Pd для сжигания бедной смеси природного газа. SAE Technical Paper 2016-01-1005 (2016)

  • 110.

    Jayaratne, E.R., Meyer, N.K., Ristovski, Z.D., et al.: Критический анализ выбросов большого количества частиц от разгона автобусов, работающих на компримированном природном газе. Окружающая среда. науч. Технол. 44 (10), 3724–3731 (2010)

    Google Scholar

  • 111.

    Халек, И.А., Бадшах, Х., Премнат, В., и др.: Количество твердых частиц и выбросы золы от тяжелых двигателей, работающих на природном газе и дизельном топливе с двигателями SCRF. Технический документ SAE 2018-01-0362 (2018)

  • В погоне за большей эффективностью дизельного двигателя

    Предыдущий заряд! статьи, обсуждающие историю внутреннего сгорания , мы рассмотрели все от альтернативной мощности до паровой мощности , до ранних семян двигателя внутреннего сгорания 0 .Итак, что произошло дальше?

    Мы начинаем понимать, что ключевым моментом в достижении более высокой эффективности двигателя внутреннего сгорания является предварительное сжатие. Так почему бы не сжать дальше? Что помешало нашим изобретателям и инженерам раздвинуть границы еще больше? Есть одна основная причина, и даже сегодня она все еще является ограничением для современных бензиновых и газовых двигателей.

    Давайте быстро углубимся в процесс искрового воспламенения.

    Как и в случае с первым двигателем Lenoir, 4-тактные двигатели Beau de Rochas или Otto с искровым зажиганием питаются легким топливом задолго до процесса сгорания (во время фазы впуска).Это означает, что после сжатия, непосредственно перед воспламенением, газовоздушная или газовоздушная смесь имела достаточно времени, чтобы стать совершенно однородной и, таким образом, готовой к горению. При нормальной работе, как только свеча зажигания поджигает смесь, огонь развивается шаг за шагом, следуя сферическому фронту пламени: тепло постепенно выделяется, а пиковое давление остается в пределах, заданных механическими частями.

    Однако при сжатии более определенного коэффициента — примерно в четыре раза выше атмосферного давления на первом двигателе Отто (и даже больше сегодня) — чрезмерно высокое повышение температуры приведет к анархическому самовоспламенению смеси и повреждению или разрушению двигателя.Когда это явление самовоспламенения происходит после искрообразования, оно называется «детонацией». В этом режиме сгорания невозможно сжать больше определенного коэффициента, чтобы еще больше повысить эффективность, обеспечиваемую сжатием. Вот где начинается история Дизеля.

    От увлеченного ребенка до знаменитого изобретателя

    Рудольф Дизель родился в Париже в 1858 году, и юноша особенно интересовался технологиями. Он посещал музей «Консерватории искусств и ремесел», где, среди прочих, были связаны Сади Карно, Альфонс Бо де Роша и Этьен Ленуар, и рисовал недавно выставленные машины.Дизель получил интенсивное образование, особенно у своего отца, переплетчика, который также создавал игрушки с микромеханизмами в семейной мастерской.

    Будучи студентом Königlich Bayerische Technische Hochschule München (сегодня Technische Universität München ), Дизель посещал лекции Карла Линде, известного своими важными работами и инновациями в области сжижения воздуха и охлаждения, а также был основателем Компания Линде. В 1878 году Карл Линде объяснил своим ученикам, что паровые машины могут преобразовывать в полезную работу максимум от 6 до 10% тепловой энергии (в то время было типично 5%), но что цикл Карно — с двумя адиабатическими и двумя изотермические превращения – позволяет преобразовывать в работу гораздо больше тепловой энергии.

    По словам самого Дизеля, это вдохновило его на идею создания высокоэффективного двигателя, который мог бы работать по циклу Карно. С этого момента Дизелем двигало желание построить эффективный «двигатель Карно». Он был бы небольшим и экономичным (мощностью в несколько киловатт). Такие двигатели позволили бы более широко распределять механическую энергию по странам, и они были бы идеальными для семейных мастерских, подобных той, что была у его отца в Париже.  

    После учебы Дизель начал работать в компании Linde в Париже.В 1889 году Дизель вернулся в Германию, и его исследования приблизили его к реализации «рационального двигателя», способного работать в соответствии с идеальным циклом Карно. Ключевым моментом его изобретения в его первоначальном виде было изотермическое горение.

    Дизельный и газовый двигатель: ожидаемый срок службы, выбросы, эффективность

     

    При сравнении дизельных и бензиновых двигателей дизельные двигатели в конечном счете считаются более эффективными, чем газовые двигатели в большегрузных транспортных средствах из-за их улучшенной топливной экономичности и более продолжительного срока службы.Они часто являются предпочтительным типом двигателя для транспортных средств, таких как автомобили скорой помощи, бульдозеры, самосвалы, экскаваторы, корабли, полуприцепы и поезда.

    Дизель и газ: понимание различий

    Хотя и дизельный, и газовый двигатели являются двигателями внутреннего сгорания, существуют различия в их работе, которые делают дизельные двигатели более подходящими для промышленных транспортных средств . Отличия происходят от:

    • Более высокой энергетической плотности дизельного топлива
    • Большей степени сжатия воздуха в дизелях
    • следующие характеристики :

      • Ожидаемая продолжительность жизни.Дизельные двигатели сжимают воздух почти в два раза сильнее, чем газовые двигатели (примерно 20:1 против 10:1). Таким образом, детали двигателя, такие как головки блоков и цилиндров, коленчатые валы, поршни и клапаны в дизельных двигателях, спроектированы так, чтобы быть более надежными, чем газовые двигатели. Это более высокое сжатие также приводит к более полному сгоранию топлива, чем в газовых двигателях, поэтому выхлоп дизельного двигателя менее агрессивен. Это способствует увеличению срока службы компонентов двигателя.

       

      • Расходы на топливо и эффективность. Из-за повышенной степени сжатия воздуха дизельные двигатели также работают при более высоких температурах, чем бензиновые двигатели. Это приводит к более эффективному преобразованию тепловой энергии в механическую энергию. Дизельные двигатели примерно на 15–40 % эффективнее газовых двигателей, а дизельное топливо примерно на 15 % дешевле бензина. Таким образом, стоимость километра пробега дизельных двигателей значительно ниже, чем у бензиновых двигателей.

       

      • Крутящий момент/мощность. Высокая степень сжатия дизельных двигателей дает им возможность создавать более высокий крутящий момент при более низких оборотах двигателя.Также дизельное топливо имеет на 12–16 % большую энергоемкость, чем бензин. Эти факторы делают дизельные двигатели идеальными для работы с большими нагрузками, где требуется постоянный высокий крутящий момент.

       

      • Расходы на техническое обслуживание. Дизельные двигатели не имеют свечей зажигания. Дизель также является гораздо лучшим смазочным материалом, чем бензин. При рассмотрении выбросов дизельного топлива по сравнению с бензином более полное воспламенение дизельного топлива приводит к меньшему количеству загрязняющих веществ и коррозионно-активных веществ. Дизельные двигатели работают на более низких оборотах, чем газовые двигатели.Все эти факторы способствуют снижению затрат на техническое обслуживание дизельных двигателей.

      Важность надлежащего технического обслуживания двигателя

      Дизельное топливо легко впитывает загрязнения из-за его высокой вязкости. Периодическая замена масла и масляного фильтра очищает двигатель от скопившейся грязи. Также важно следить за расходом масла, поскольку это является ранним индикатором вредных утечек масла. Они должны быть быстро обнаружены и оперативно устранены.

      Дизельные двигатели требуют постоянной подачи чистого воздуха для поддержания максимальной производительности.Грязные фильтры уменьшают приток воздуха к двигателю, поэтому важно регулярно осматривать и менять воздушные фильтры. Это особенно важно для самосвалов, военной техники и катеров, которые эксплуатируются в суровых условиях.

      Качественные услуги по обслуживанию дизельных двигателей от Central Diesel

      Central Diesel предлагает услуги по поиску и устранению неисправностей и восстановлению поврежденных или неисправных дизельных двигателей. Наши опытные сотрудники могут помочь вам выявить и устранить проблемы с вашими дизельными двигателями до того, как они приведут к отказу двигателя и его дорогостоящей замене.

      Мы специализируемся на дизельных двигателях и уже более 45 лет поставляем детали и оказываем услуги по техническому обслуживанию государственным учреждениям, военным и предприятиям тяжелой промышленности, например горнодобывающей промышленности и сельскому хозяйству. Пожалуйста, свяжитесь с нами или отправьте запрос на расчет стоимости обслуживания и ремонта вашего дизельного двигателя.

      Впервые в отрасли: GE демонстрирует более чем 50-процентный электрический КПД на своей платформе газового двигателя мощностью 10 МВт

      • Еще один прорыв в технологии поршневых двигателей
      • Газовому двигателю GE Jenbacher Type 9 исполнилось 50 лет.1-процентная электрическая эффективность в отрасли Впервые в отрасли
      • Компания GE инвестирует 1,4 миллиарда долларов в технологию распределения электроэнергии и быстро расширяет предложение поршневых двигателей, особенно технологий дизельных двигателей Подразделение GE Power & Water Distributed Power (NYSE: GE) вновь заявляет о своем лидерстве в области инноваций поршневых двигателей, используемых для удовлетворения быстрорастущего спроса на надежное электроснабжение на месте, сегодня объявляет о 50-летнем технологическом прорыве.1-процентный электрический КПД.

        Компания GE достигла 50,1-процентного электрического КПД своей платформы с газовым двигателем мощностью 10 мегаватт (МВт) в тестовых условиях в Австрии. Этот технологический прорыв следует за долгой историей технологических инноваций в GE. GE инвестирует 1,4 миллиарда долларов в технологии распределенной энергетики и быстро расширяет предложение своих поршневых двигателей, особенно дизельных двигателей, для удовлетворения приоритетов электроснабжения, отопления и защиты окружающей среды в нефтегазовом секторе и других ключевых отраслях.В 2014 году подразделение GE Distributed Power представило свой новый дизельный двигатель 616, а также интегрировало проверенные технологии дизельных двигателей GE Transportation 228 и 250 в свой портфель дизельных двигателей для стационарных электростанций.

        «Являясь технологическим лидером в области распределенной энергетики, GE продолжает вкладывать значительные средства в технологии и компании, которые обеспечивают превосходные показатели производительности, производительности и эффективности в области поршневых двигателей», — сказал Карл Ветцлмайер, генеральный менеджер по поршневым двигателям GE Power. & Water’s Distributed Power.«Электрический КПД 50,1% — это еще один технологический прорыв в поршневых двигателях. Он представляет собой подлинную историческую веху и позволяет нам продолжать играть новаторскую роль в создании новых технологий».

        Газовый двигатель GE Jenbacher J920 FleXtra мощностью 10 МВт разработан для достижения наивысшего уровня электрической эффективности в своем классе. Его уникальная конструкция обеспечивает высокую удельную мощность при меньших инвестиционных затратах. Технология двухступенчатого турбонаддува обеспечивает стабильную выходную мощность и эффективность в тяжелых условиях окружающей среды.Кроме того, инновационная модульная конструкция обеспечивает быструю и беспроблемную установку с более простым обслуживанием как в промышленно развитых, так и в отдаленных районах. Благодаря пятиминутному времени запуска J920 FleXtra можно масштабировать для предприятия любого размера.

        Распределенное электроснабжение становится все более популярным в странах, которым нужны более надежные и эффективные варианты энергоснабжения рядом с местом использования. По прогнозам, в период с 2014 по 2020 год спрос на электроэнергию будет расти на 40 % быстрее, чем мировой спрос на электроэнергию. Подразделение GE Distributed Power состоит из нескольких продуктовых линеек поршневых двигателей и авиационных газотурбинных двигателей, включая многотопливные газовые двигатели и растущий набор дизельных двигателей. генераторы для стационарной выработки электроэнергии.

        С момента приобретения линейки газовых двигателей Jenbacher в 2003 г., а также линейки газовых двигателей Waukesha и решения по рекуперации тепла в 2010 г. для удовлетворения растущего спроса на решения для распределенной энергии GE сосредоточила свое внимание на инновациях, а также на стратегических приобретениях в области поршневых двигателей. космос, в том числе:

        • Приобретение Francesconi — В январе 2015 года GE приобрела австрийского специализированного поставщика свечей зажигания для газовых двигателей Francesconi GmbH, давнего поставщика свечей зажигания для газовых двигателей GE 2, 3 и 4 типа.GE предполагает, что разработка в будущем новых высокоэффективных свечей зажигания для конкретных приложений позволит дополнительно повысить эффективность и выходную мощность газового двигателя.
        • Запуск дизельного двигателя 616 — В 2014 году GE представила дизельный двигатель 616 для стационарного производства электроэнергии, сочетающий в себе и улучшающий межотраслевую технологию газового двигателя Type 6, предлагаемого подразделением GE Distributed Power, и используемого дизельного двигателя P616 GE Transportation. в локомотивных приложениях.
        • Представление газового двигателя J920 FleXtra — В 2013 году GE представила свой самый большой газовый двигатель для стран с частотой 50 герц — J920 FleXtra мощностью 10 МВт. В 2014 году GE представила J920 FleXtra для 60-герцового сегмента Северной Америки.
        • Внедрение сертифицированного EPA оборудования для выработки электроэнергии на мобильных буровых установках . Портфолио компании mobileFLEX*, включающее многотопливные двигатели VHP* L7044GSI-EPA и J320, является последним достижением GE для обеспечения более дешевой мощности с низким уровнем выбросов. к буровым установкам, механизированной добыче нефти и нефтепромысловому оборудованию.Полностью газовая альтернатива дизельным агрегатам, mobileFLEX — это мобильное решение, сертифицированное Агентством по охране окружающей среды США (EPA), которое дает производителям энергии экономическое преимущество, а буровым подрядчикам эксплуатационные преимущества за счет использования природного газа.
        • Представление двигателей GE 275GL+, работающих на обедненной смеси — В 2011 году GE представила газовый двигатель 275GL+, продемонстрировав опыт в области сжатия, выработки электроэнергии на нефтяных месторождениях и механических приводов и укрепив позиции подразделения GE Distributed Power в появляющихся нетрадиционных газовых месторождениях. .
        • Приобретение компании Heat Recovery Solutions — В 2010 году GE приобрела компанию Heat Recovery Solutions и теперь предлагает технологию чистого цикла * по производству энергии на отработанном тепле, которую можно использовать в паре с поршневыми двигателями GE для повышения эффективности электростанции или работают как автономные генераторы.
        • Представление газового двигателя J624 с двухступенчатым турбонаддувом — В 2007 году GE представила первый в мире 24-цилиндровый газовый двигатель J624 мощностью 4 МВт, способный снабжать электричеством почти 10 000 типичных европейских домохозяйств.Затем GE модернизировала J624, добавив двухступенчатый турбонаддув, увеличив его мощность на 10 процентов до 4,4 МВт и улучшив его максимальный электрический КПД до 46,5 процента (улучшение на 1 процент) — самый высокий КПД в своем классе.
        • Сертификат энергосистемы . Чтобы соответствовать европейским нормам, GE одной из первых разработала технологии, соответствующие нормам энергосистемы, для новых технологий газовых двигателей, а также для двигателей, прошедших капитальный ремонт в Технологическом центре капитального ремонта в Йенбахе, Австрия.

        О подразделении GE Distributed Power

        Подразделение GE Power & Water Distributed Power является ведущим поставщиком энергетического оборудования, двигателей и услуг, направленных на выработку электроэнергии в точке потребления или рядом с ней. Ассортимент продукции Distributed Power включает высокоэффективные промышленные поршневые двигатели и авиационные газовые турбины, которые генерируют от 100 кВт до 100 МВт электроэнергии для различных отраслей промышленности по всему миру. Кроме того, Distributed Power предлагает услуги жизненного цикла и поддержку более 37 000 продуктов распределенного питания по всему миру, чтобы помочь клиентам решать свои бизнес-задачи в любом месте и в любое время.

        Компания Distributed Power со штаб-квартирой в Цинциннати, штат Огайо, насчитывает около 5000 сотрудников по всему миру.

        О компании GE

        Компания GE (NYSE: GE) придумывает то, чего не могут другие, создает вещи, на которые другие не способны, и обеспечивает результаты, благодаря которым мир работает лучше. GE объединяет физический и цифровой миры так, как не может ни одна другая компания. В своих лабораториях и на заводах, а также на местах с клиентами GE изобретает новую индустриальную эру, чтобы двигать, снабжать энергией, строить и лечить мир.www.ge.com

        О компании GE Power & Water

        GE Power & Water предоставляет клиентам широкий спектр технологий производства электроэнергии, доставки энергии и обработки воды для решения их задач на местном уровне. Power & Water работает во всех областях энергетики, включая возобновляемые источники энергии, такие как ветер и солнце, биогаз и альтернативные виды топлива; и уголь, нефть, природный газ и ядерная энергия. Бизнес также разрабатывает передовые технологии, помогающие решать самые сложные мировые проблемы, связанные с доступностью и качеством воды.Шесть бизнес-подразделений Power & Water включают распределенную энергетику, ядерную энергию, продукты для производства электроэнергии, услуги по производству электроэнергии, возобновляемые источники энергии и водные и технологические процессы. Компания Power & Water со штаб-квартирой в Скенектади, штат Нью-Йорк, является крупнейшим промышленным подразделением GE.

        Следите за новостями GE Power & Water в Твиттере @GE_PowerWater и на LinkedIn.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *