Особенности эксплуатации двигателей с турбиной * ООО Декорт
Автолюбители часто спорят, какая турбина лучше и дольше прослужит. При этом совсем немногие уверены, что качество агрегата напрямую зависит от соответствующей эксплуатации двигателя с турбиной. А ведь простые правила о том, когда заглушить мотор и сколько прогревать двигатель, также важны, как выбор и замена масла.
Как правильно глушить двигатель с турбиной?
Опытные водители, которые бережно относятся к своему авто, стараются никогда не глушить движок сразу. Даже если это привычный бензиновый или дизельный агрегат атмосферного типа. Автолюбители со стажем знают: справляясь с существенными нагрузками, мотор нагрелся до максимально высокой рабочей температуры. Поэтому дают ему время охладиться, оставив работать на холостых оборотах. Обычно хватает 15 – 20 секунд.
Как же обстоит дело с турбо-версиями?
Турбированный двигатель — и дизель, и бензиновый — сразу глушить нельзя. И, в отличие от атмосферных моторов, это правило действует независимо от степени нагрузок и предпочтений владельца.
Вот что происходит с турбокомпрессором после резкой остановки движка:
- предельно нагретый выхлопными газами ТКР также останавливается;
- моторное масло, необходимое для охлаждения и смазки подшипников, не поступает;
- элементы турбины продолжают двигаться по инерции без смазочного материала;
- остатки закачанного масла внутри устройства остаются единственной смазкой для подшипников;
- от перегрева и без кислорода масло между деталями затвердевает и повреждает их.
Результат — чрезмерный нагрев отдельных составляющих двигателя, преждевременный износ и поломки как компонентов турбины, так и ТКР в целом.
Чтобы избежать подобных неприятностей, следует дать мотору поработать на холостых оборотах одну-три минуты и только потом заглушить его. Это убережет и турбину, и движок.
Нужно ли прогревать дизельный двигатель с турбиной?
В 21 веке предварительный прогрев движка запрещен во многих государствах.
Причина — забота об окружающей среде. Негативное влияние нагрева на ходу на сроки эксплуатации мотора, в целом, не ключевой показатель. Сменить авто на новую модель через пару-тройку лет в развитых странах — привычное явление.
Наши же водители, как правило, покупают личный транспорт, рассчитывая на более длительный термин использования. К тому же свою роль играет климат — низкие температуры могут держаться по 4-6 месяце. Поэтому прогрев дизеля — обязательный «ритуал» для долговечной работы агрегата. Он нормализует температуру топлива и масла и позволяет разжижить их до нужной консистенции, а также равномерно прогреть все детали двигателя.
Для турбированных дизельных и бензиновых моторов прогрев — важный и нужный этап в холодное время года. На исправную работу турбодизеля непосредственно влияет поступление высококачественного масла определенной температуры. Если смазочный материал холодный, его вязкость затрудняет прокачку в люфты. К тому же замерзшие элементы турбины нагреваются не одновременно.
Учитывая аналогичность конструкции турбокомпрессора для бензиновых агрегатов, в прогреве нуждаются и они. Поэтому 5-10 минут работы двигателя на холостых оборотах в мороз и 1,5-2 минуты в теплый сезон — это забота об авто, которой не стоит пренебрегать.
Срок службы бензиновой и дизельной турбины
Производители, как правило, позиционируют ресурс турбины как не уступающий моторесурсу. Действительно, изначально спрогнозированный инженерами график работы турбокомпрессора может даже превосходить ресурс движка. Тем не менее, при реальном использовании ТКР могут возникать неисправности, которые без должного внимания владельца приведут к выходу из строя.
В среднем ресурс бензиновых турбированных двигателей составляет от 200 до 250 тысяч километров пробега. Ориентировочный же срок службы турбины дизеля начинается со 150 тыс. км и достигает «потолка» на отметке 250 тыс. км.
Впрочем, заранее угадать, сколько ходит конкретная турбина на конкретном моторе — практически невозможно.
Исправность турбоагрегата в большой мере зависит от правильного обращения, своевременной диагностики и качественных горюче-смазочных материалов. Поэтому основная ответственность — на владельце.
Основные причины поломок ТКР и их профилактика
Перед тем как озаботиться заменой деталей или капремонтом, нужно убедиться, что возможная неисправность в авто касается именно турбины. Разобраться поможет информация о наиболее часто встречающихся факторах, которые провоцируют нарушение работы ТКР. Их — четыре:
- нехватка масла;
- подача грязной смазочной жидкости;
- износ или поломка деталей;
- неумеренные нагрузки на агрегат.
Чтобы исправить ситуацию, придется заменить поврежденные элементы и масляный фильтр, залить новую смазку. При значительных поломках компрессора сменой запчастей можно не обойтись — возможно, понадобится новый.
Предупредить возникновение поломок поможет правильный уход за турбиной:
- Следует заливать в движок только то масло, которое рекомендует производитель.
Экономия на смазке хуже всего отражается на ТКР. - Менять масло нужно регулярно, особенно в случае частой езды по дорогам, сильно пыльным или загрязненным.
- Замена масляного и воздушного фильтров также должна быть своевременной.
- Агрессивное вождение и постоянные перегрузки двигателя — путь к капремонту или замене агрегата. Его службу продлит разумное распределение нагрузок и аккуратное вождение.
- Несколько минут на прогрев перед выездом и на холостой ход перед тем, как заглушить мотор, продлят ресурс турбины.
Турбодвигатель станет надежным помощником на долгие годы или — игрушкой на пару месяцев. Все зависит от того, как ездить и заботиться о турбокомпрессоре.
Как прогревать дизельный двигатель зимой. Нужно ли прогревать дизельный двигатель зимой Сколько прогревается дизельный двигатель зимой
В некоторых европейских странах за длительный прогрев полагается штраф, и не важно насколько холодно было на улице, поэтому большинство зарубежных производителей не рекомендуют прогревать свои авто.
Главная причина этому — загрязнение окружающей среды.
Ниже попытаемся разобраться, нужно ли прогревать дизельный двигатель с турбиной, укажем все преимущества и недостатки прогрева, а также нюансы функционирования движка в разное время года.
Особенности прогрева дизеля
Осуществлять прогрев двигателя с турбиной на ходу, по мнению многих лучше не стоит, как раз из-за турбины, поскольку она включается только при требуемой частоте вращения коленвала, которая появляется на большой скорости. А высокую скорость на непрогретом движке развивать воспрещается. Езда с отключенной турбиной может привести к перегреву мотора, вследствие чего произойдет перегрев головок цилиндра и их скорый износ.
Дизельному мотору требуется функционировать на холостом ходу не меньше 5-ти минут, этого хватит, чтобы все составляющие нормально смазались (если конечно свечи накала находятся в рабочем состоянии). Разработчики советуют осуществлять прогрев свечей дважды. Гашение их индикатора на панели говорит о том, что напряжение в них отключилось, хотя большинство думает, что это происходит, если набирается максимальная температура.
Чересчур длительный прогрев приведет к появлению осадков смолы на клапане, из-за этого клапаны в дальнейшем могут начать стопориться.
Многие специалисты утверждают, что долго прогревать двигатель нет смысла, если при этом залито высококачественное масло и жидкость для охлаждения. Было выявлено, что при холодном двигателе амортизация элементов практически отсутствует, если автомобиль едет на небольшой скорости. Обороты соответственно тоже не превышают двух тысяч, благодаря чему необходимая температура может быть достигнута быстро.
Дизтопливо при прогреве испаряется намного хуже. После запуска агрегата в охлажденном движке горючее начинает оседать на поверхности цилиндров и сгорает не до конца. Как только температура достигает нормы, ТВС в камере сгорает равномерно и полностью.
Помните, что составляющие ДВС нагреваются не одинаково некоторым из них необходимо больше времени. Время нагрева также зависит от того, из какого материала сделаны детали агрегата (обычно поршни, цилиндры, валы изготавливают из алюминиевого сплава, все остальное делают из металла).
Хорошее смазывание трущихся элементов и оптимальная установка зазоров осуществляется исключительно, после того как ДВС наберет требуемую температуру.
Прогрев мотора зимой и летом
Летом прогревать мотор настоятельно рекомендуется. Движение нужно начинать только спустя минуту, после того как двигатель завелся, так как именно за этот промежуток времени все элементы смазываются маслом. Чтобы снизить чрезмерную нагрузку на двигатель лучше не совершать резких движений и передвигаться плавно, до того как температура приблизиться к отметке в пятьдесят градусов.
Эксплуатация дизельного двигателя в зимнее время года требует полного прогрева, поскольку масло в моторе и КПП при низкой температуре начинает густеть. Масло должно стать жидким и только после этого можно набирать большие обороты. Длительность прогрева зависит от температуры воздуха, чем она ниже, тем дольше потребуется ждать.
Движение стоит начинать, когда температура достигнет 60-ти градусов. При этом рекомендуется не набирать оборотов более двух тысяч, а скорость не должна превышать двадцати км/ч до набора нормальной температуры.
Помимо этого лучше не включать салонную печку пока движок не нагреется до шестидесяти градусов, иначе идущий из нее воздушный поток будет холодным.
Все вышеперечисленные советы помогут водителю сэкономить время и избежать дальнейших проблем с дизельным агрегатом, а также значительно продлить срок его службы.
Плюсы и минусы прогрева
Большинство производителей на вопрос нужно ли или нет прогревать дизельный двигатель с турбиной заявляют, что современные агрегаты обладают системой впрыска, которая позволяет сразу же начать движение, поскольку масло с поверхности гильз не смывается горючим за счет правильной реализации распыла топлива. Но все же при холоде солярка становится вязкой и менее текучей и поэтому требует прогрева.
Отечественные производители же наоборот советуют начинать движения только того, как двигатель нагреется до сорока пяти градусов.
Говоря о недостатках прогрева дизеля, прежде всего, стоит отметить следующие явления:
- Выброс вредных веществ;
- Слишком большое потребление горючего;
- Быстрое изнашивание составляющих системы осуществляющей отработку газов;
- Свечи накала подвергаются высокой нагрузки.

Преимущества прогрева дизеля:
- Масло распределяется оптимально, важнейшие системы машины изнашиваются меньше, за счет того, что все основные детали тщательно смазываются. Например, сам силовой агрегат может работать существенно дольше;
- Транспортное средство передвигается плавно и без рывков.
Необходимо правильно подбирать дизельное горючее для определенного времени года. Помимо зимнего и летнего топлива также есть арктическое, которое понадобится только при самых низких температурах от −40 градусов по Цельсию. При использовании летнего горючего зимой солярка превратится в своеобразное желе, из-за чего прогреть ее будет невозможно, помимо этого это приведет к засору фильтров для воздуха и топлива.
Чтобы оптимизировать температуру в камере сгорания во время сильного холода можно попробовать три-пять раза переключить зажигание. Тогда прогреть движок будет проще и быстрее.
Зимой для прогрева дизеля с турбиной понадобится пять-десять минут, а в летнее время около 2-х минут.
Больше не нужно, так как это приведет к перегреву движка.
Для того чтобы осуществить прогрев необходимо сначала запустить мотор, в течение первых двух-трех минут он должен функционировать на холостых оборотах и только после этого можно трогаться с места. Он не сможет достичь нужной температуры за это время и продолжит нагреваться уже на ходу.
Почему необходим прогрев масла
На функционирование движка немалое влияние оказывает октановое число ТВС, качество топлива, наличие дополнительных присадок. Для более легкого запуска многие используют предпусковые устройства, свечи накаливания и др. Но все же насколько эффективно дизельные форсунки будут распылять горючее, зависит только от температуры силового агрегата.
Если в автомобиле установлена коробка-автомат, то прогревать движок нужно обязательно, поскольку масло в коробке должно разогреться до необходимой температуры.
По своему устройству дизели отличаются от бензиновых движков, прежде всего тем, что у них зазоры между поршнем и цилиндром не такие большие.
Двигатель, работающий на дизеле, обладает повышенной степенью сжатия, из-за чего серьезные нагрузки выпадают на цилиндры и поршни. Быстрое изнашивание этих составляющих понижает масло, которое при низкой температуре воздуха густеет и требует прогрева.
Масло для агрегатов с турбиной должно подаваться еще более качественно для смазывания турбированного компрессора, так как от него зависит функционирование самой турбины. Масло прогревается на холостом ходу, не стоит сильно нагружать двигатель до его полного разогрева.
Довольно часто у автомобилистов (особенно у начинающих) возникают вопросы по эксплуатации их железного коня И многие ответы на появляющиеся вопросы они ищут продолжительное время, а иногда и не находят. В данной статье будут рассмотрены основные вопросы о том, как правильно нужно прогревать двигатель автомашины и для чего это необходимо.
Этот вопрос важен для каждого автолюбителя, и незнание некоторых нюансов может привести к нехорошим последствиям. При непрогретом двигателе увеличивается амортизация деталей.
Это происходит из-за различий в размерах запчастей двигателя (пока мотор не нагреется до оптимальной температуры) и небольшого количества смазки.
После того, как важнейший агрегат автомобиля полностью будет прогрет, все детали мотора начинают правильно работать. В рассуждениях «Нужно ли прогревать двигатель автомобиля?» начинаются некоторые разногласия и споры между автомобилистами, которые приводят следующие доводы:
- На холостом ходу двигатель автомобиля довольно долгое время прогревается. Если ждать нормального температурного режима в моторе, то это означает, что он будет работать немалое время в неблагоприятных условиях.
- Если же нагревать основной агрегат машины быстро, нажимая педаль газа во время движения или стоянки, то тогда износ деталей будет меньшим. Но результатом такой напряженности может стать заклинивание поршней или поломка головки блока.
Для решения данных разногласий нужно следовать рекомендациям производителей автомобилей. На авто отечественного производства согласно заводским инструкциям можно начинать движение, когда двигатель прогрет до 45 градусов.
Иностранные производители машин ставят превыше всего экологические нормы, т.е. рекомендуют ехать при непрогретом моторе.
Во многих европейских странах на владельцев автомобилей налагаются штрафы, если они прогревают двигатель. Но, несмотря на это, прогревать двигатели перед поездкой необходимо.
Нужно ли летом прогревать двигатель?
Летом прогревать мотора нужно обязательно, но необходимо учесть некоторые нюансы. После того, как машину завели, водитель может трогаться с места через минуту. За это время все детали успевают смазаться маслом. Для меньшего износа ДВС необходимо ехать плавно, без резких движений до увеличения температуры 50 о С.
Также водителю стоит следить за оборотами. Они не должны превышать 2000. Соблюдение всех рекомендаций приведет к экономии ГСМ и времени. Этот совет подойдет для двигателей, в которых вовремя меняют и приобретают качественное масло, а также масляный щуп должен показывать рекомендуемый уровень.
Сколько нужно прогревать двигатель зимой?
Даже водитель-новичок знает, что зимой мотор своего железного коня необходимо прогревать полностью.
Так как масло в двигателе и коробке густеет при минусовых температурах. Пока масло не станет жидким, ездить на больших оборотах ни в коем случае нельзя. Чем ниже температура на улице или помещении, где стоит транспортное средство, тем больше должен прогреваться двигатель.
Оптимальная температура, когда можно начать движение зимой, — это шестьдесят градусов. Но нельзя забывать о вышеназванной рекомендации: «Не превышать оборотов до 2000, ехать от 10 до 20 км/ч до рабочей температуры двигателя (практически на всех автомобилях около 90 0)» . Также автовладельцам стоит учесть, что пока мотор не нагрелся до 50-60 градусов, печку в салоне включать не нужно, так как из нее будет идти только холодный воздух.
Нужно ли прогревать инжекторный двигатель?
Довольно многие автолюбители считают, что инжекторные моторы прогревать не нужно. Особенно это мнение бытует среди европейцев, которые тем самым заботятся об экологии.
Автомобилю с инжектором необходимо проработать хотя бы 1-2 минуты в зимнее время.
Если обороты стали стабильными и небольшими, мотор работает ровно, то можно начать движение. Но ни в коем случае нельзя выжимать газ полностью, это может испортить поршневую систему. Синтетическое масло — это лучший выбор для машин с инжекторными двигателями. Если топливная система работает нормально, и залито рекомендуемое масло, то прогревать двигатель в летнее время можно в течение нескольких секунд. За это время разогреется датчик кислорода, и давление масла придет в норму.
Нужно ли прогревать дизельный двигатель?
Многие владельцы автомобилей с дизельными моторами и различные инструкции утверждают, что их прогревать не нужно. Но эти уверения не правильны. При непрогретом ДВС железный конь будет передвигаться плавно, без каких-либо нареканий. Но в важнейшем агрегате автомобиля все детали будут работать в напряженном режиме, и срок их службы будет резко снижаться.
Для владельцев турбодизельных автомобилей необходимо соблюдать следующую рекомендацию: «Для избежание поломки и меньшей амортизации турбины необходимо прогревать двигатель в течение одной-двух минут».
Сколько нужно прогревать дизельный двигатель?
Данный двигатель должен работать на холостом ходу минимум три-пять минут. За это время все детали хорошо смажутся, но при условии, что свечи накаливания работают правильно. Производители рекомендуют прогревать их два раза. Когда на панели приборов погасает индикатор свечей накала, то это означает, что отключается напряжение в них. Многие думают, что этот индикатор гаснет, когда достигается самая высокая температура.
Если прогревать дизельный мотор достаточно долго, то на клапанах образуются осадки смол и нагара. Что впоследствии может привести к стопорению клапана или его прилегания к седлу.
Таким образом, необходимо соблюдать все правила по эксплуатации и прогреванию дизельного мотора. Соблюдение этого правила позволит избежать ненужной амортизации запасных частей двигателя. Также владельцам автомобилей с такими характеристиками стоит избегать езды на больших оборотах.
По вопросу прогрева двигателей автомобиля эксперты Волжского автомобильного завода отвечают, что при условии хорошего качества масла и охлаждающей жидкости прогревать автомобиль долгое время нежелательно.
Так как эксперименты показали, что амортизация деталей при непрогретом ДВС во время умеренного движения практически не происходит. Это объясняется тем, что при небольшой нагрузке, когда автомобиль движется от 10 до 20 км/ч, и обороты держаться не выше 2000, оптимальная температура достигается намного быстрее.
Таким образом, автолюбитель, следуя вышеперечисленным рекомендациям, сколько нужно прогревать двигатель и как это правильно делать, значительно продлит работоспособность двигателя в течение долгого времени.
У многих начинающих автомобилистов возникает вопрос, нужно ли прогревать дизельный двигатель перед поездкой. И если на карбюраторных силовых установках подобная необходимость очевидна, то при использовании современных бензиновых, а также дизельных моторов ситуация для водителей не такая однозначная.
Во всех руководствах по эксплуатации автомобилей четко указана необходимость прогревать двигатель в движении. Однако это не так. Производители дают такие рекомендации с целью снижения уровня выбросов их автомобилями. Но при этом быстрее изнашивается сам двигатель. С технической стороны перед поездкой требуется прогревать силовую установку именно на холостых оборотах. Это также требуется и любой коробке передач, для их корректного функционирования.
Среди водителей распространено заблуждение, что хорошее моторное масло позволяет обеспечить эффективную защиту всем трущимся элементам силовой установки вне зависимости от температуры на улице. Однако, при сильных морозах смазочные материал теряют свои свойства, поэтому им тоже требуется прогрев.
Прогрев двигателя позволяет уменьшить износ агрегатаПричины, по которым требуется прогревать двигатель, заключаются в следующих факторах:
- Любое используемое масло для силовой установки при отрицательных температурах начинает загустевать. Из-за этого трущиеся детали более подвержены износу в процессе работы двигателя. Поэтому прогревание мотора позволяет повысить уровень вязкости, а также защищенности важных деталей силовой установки. Но прогрев должен осуществляться только на малых оборотах, чтобы не повредились трущиеся элементы.
- При отрицательных температурах зазоры, которые существуют между деталями, увеличиваются. Это обусловлено физическими свойствами металлов. Поэтому холодный двигатель должен прогреваться на холостых оборотах, перед ездой.
- Движение на непрогретой силовой установке, даже если она является инжекторной, не позволяет обеспечить стабильную тягу. В этом случае обороты мотора плавают, зависают, а также будут присутствовать чрезмерные вибрации. При этом после нажатия на педаль газа, резкость отклика существенно ниже, чем при прогретом двигателе.
Сколько и до какой температуры прогревать
Определив, нужно ли прогревать зимой дизельный двигатель, следует разобрать какое количество времени должен происходить прогрев силовой установки, а также до каких температур её требуется нагревать. Так, при осенней погоде, когда на улице не меньше +10 градусов, достаточно всего пары минут работы мотора на холостых. После этого движение требуется начинать на пониженных оборотах (в районе 1200), постепенно их повышая.
Другой вопрос, сколько нужно прогревать дизельный двигатель с турбиной при наличии сильного мороза на улице. В таких ситуациях силовая установка должна быть прогрета до состояния, пока не начнет функционировать максимально стабильно. Это будет проявляться в корректной реакции мотора на нажатие педали газа, а также уменьшении количества оборотов при работе вхолостую. С этой целью прогрев должен осуществляться до тех пор, пока температура двигателя не достигнет примерно 40 градусов.
Как прогревать дизель
Главным отличием прогрева дизельного агрегата от бензинового в том, что у первого температура повышается существенно медленнее. После 5-10 минут работы мотора на холостых можно начинать движение уже с 15-20 градусов на малых оборотах и в движении уже догревать двигатель. При сильных морозах солярка может вовсе кристаллизоваться, из-за чего завести мотор будет невозможно. В результате автомобиль если и запустится, то заглохнет, проехав всего пару десятков метров. Это обусловлено использованием остатков дизтоплива в системе, которое не замерзло.
Вконтакте
04.12.2017, 22:49 69972 1 Ассамблея Автомобилистов
Одна из самых обсуждаемых тем среди автомобилистов – необходимость . Актуален этот вопрос для силовых установок с турбиной и «атмосферников» в равной степени. Почти все водители разделились на два лагеря – тех, кто прогревает автомобиль, и тех, кто считает это напрасной тратой топлива и времени.
На вопрос надо ли прогревать дизельный двигатель зимой производители сегодня дают однозначный ответ – «прогрев ДВС не требуется». Стоит разобраться, на чем основано это утверждение. Почему раньше те же производители советовали прогревать моторы, а теперь резко поменяли свою точку зрения.
Многие производители автомобильных двигателей утверждают, что их продукция настолько совершенна, что безупречно работает даже без прогрева. Начинают объяснять, что раньше и двигатели были примитивные, и масло минеральное, что научно-технический прогресс не стоит на месте. Хорошо, про воду не говорят, что мокрее была.
Где же на самом деле зарыта собака? Первое: производителям не выгодно, чтобы двигатель работал дольше гарантийного срока. Чем быстрее автомобиль придет в негодность, тем быстрее владелец купит новую машину. Продажа запчастей и ремонт – дополнительные источники дохода для корпораций. Зачем же упускать эту прибыль? Поэтому производителям выгодно рассказывать басни, что «сверхнадежные» современные дизели не требуют прогрева.
Вторая причина, почему специалисты от больших компаний не советуют прогревать двигатели – забота об экологии. За время, пока прогревается дизель, в атмосферу выбрасывается большое количество выхлопных газов. В городах не редкой бывает ситуация, когда владелец греет машину 30 минут, чтобы проехать 10 минут до работы. В Европе вопросы экологической безопасности стоят впереди экономической целесообразности. У нас наоборот. Не утверждаем хорошо это, или плохо, просто приводим факты.
Интересно, что те же самые специалисты подтверждают, что основной износ деталей двигателя (около 75%) происходит в момент холодного запуска. То есть, они знают, что мотору не полезно работать, пока он холодный, но и греть не советуют. Чудно и непонятно.
Теория прогрева дизельного двигателя зимой
Двигатели делают из металла. Поршни, как правило, изготавливаются из легких алюминиевых сплавов, цилиндры – из стали или чугуна. При нагреве и охлаждении эти детали соответственно расширяются или сжимаются. Все компоненты двигателя изготовлены с высокой точностью, чтобы обеспечить минимальный зазор между поршнем и цилиндром. Это залог эффективного использования энергии топлива.
Когда двигатель холодный, зазоры между поршнями и цилиндрами не соответствуют расчетным параметрам. Пока температура не поднимется до рабочего уровня, мотор работает не в том режиме, как предусмотрел производитель. Если дать полную нагрузку, износ деталей увеличится, что приведет к уменьшению рабочего срока или аварии.
Кроме фактора теплового расширения существует еще одна проблема. Вязкость масла. Этот параметр сильно влияет на работу двигателя. Если смазка загустела на морозе, она не может полноценно смазать детали, что приводит к увеличению силы трения во всех парах. Износ многократно увеличивается, если двигатель работает под нагрузкой.
Очевидно, что двигаться с холодным дизельным двигателем – не лучшая идея. Возникает другой вопрос: . Можно ли сделать это на холостых оборотах? Какая продолжительность оптимальна? Разбираемся вместе.
Сколько нужно прогревать дизельный двигатель зимой
Среди «дизелеводов» на этот счет нет единого мнения. В этом лагере спорят о том, сколько прогревать дизельный двигатель зимой так же, как и среди владельцев авто с бензиновыми двигателями.
Греть до победного
Некоторые автовладельцы уверены, что дизельный двигатель необходимо греть на холостых оборотах до тех пор, пока температура охлаждающей жидкости не поднимется до 70°C. Другой вариант – пока обороты не упадут до холостых. Целесообразность подобного подхода кажется сомнительной. Разберемся.
Из-за конструктивных особенностей дизель меньше греется на холостых оборотах, чем бензиновый мотор, хуже прогревается вообще вся машина. Чтобы добиться заметного повышения температуры зимой приходится выполнять прогрев дизельного двигателя в течение 30 – 40 минут. За это время расходуется заметное количество горючего. Например: трехлитровый дизель за 20 минут прогрева на холостых оборотах «сожжет» примерно 200 мл топлива.
Заметное повышение температуры силовой установки происходит в первые две минуты после запуска. В дальнейшем прогресс совсем незначителен. Следует ли тратить топливо и время ради небольшого улучшения показателей? Сомнительно.
Греть, но без фанатизма
Другие водители на вопрос «как прогревать дизельный двигатель зимой », отвечают коротко и ясно: «с умом». По их мнению, достаточно дать мотору поработать пару минут, чтобы прогрелось масло в картере, а затем начинать движение. Главное – не давать двигателю полную нагрузку, пока его температура не поднимется до оптимального уровня. Следить за этим показателем можно по датчику охлаждающей жидкости.
Сторонники этого способа прогрева дизельного двигателя зимой считают, что в движении двигатель прогревается быстрее. Также, когда автомобиль движется, активнее греется трансмиссия и ходовая часть. Все выглядит разумно.
Объективно: как правильно прогревать дизельный двигатель зимой
Если смотреть с технической точки зрения, прогрев дизельному двигателю зимой жизненно необходим. Если учитывать технические особенности и механику работы систем автомобиля, можно разобраться, как прогревать дизели.
Двигатель при отрицательных температурах следует запускать при полной подаче горючего. Сцепление выжато. Запущенный двигатель прогревается в течение двух – трех минут. Частота вращения коленвала поднимается постепенно до средней. Когда прибор покажет, что охлаждающая жидкость нагрелась до 40°C, значит, мотор подготовлен к нагрузкам.
Чтобы облегчить запуск дизеля, нужно несколько раз включить свечи накаливания. Эти приспособления встроены в конструкцию современных дизельных силовых агрегатов. Они помогают подогреть воздух, попадающий в камеру сгорания. В дизеле воспламенение происходит в результате нагрева сильно сжимаемой в цилиндре топливно-воздушной смеси. Подогрев воздуха облегчит запуск.
Что получаем при выполнении такого алгоритма прогрева дизеля? В первые две минуты после запуска двигателя масло в картере разогревается достаточно, чтобы полноценно смазывать цилиндропоршневую группу. Плавное начало движения помогает разогреть смазку трансмиссии, «разработать» подвеску. На ходу дизель прогревается быстрее. Расход топлива уменьшается. После 5 минут движения можно включить печку салона, что ускорит нагрев двигателя.
С точки зрения работы двигателя, «ходовки» и других систем автомобиля подобный способ является наиболее логичным. Практические наблюдения показывают эффективность данного метода. Щадящий режим начала движения помогает защитить дизельный двигатель от поломки в морозную погоду.
Как делать зимой прогрев дизельного двигателя с турбиной
Рекомендации в отношении турбированных дизелей ничем не отличаются от таковых для атмосферных аналогов. Точно так же следует завести мотор, прогреть его в течение нескольких минут, и начать движение с низких оборотов на первой передаче. Продолжительность прогрева на ходу – около 5 минут, в течение этого времени использовать не выше третьей передачи. Контролировать прогрев дизеля по температуре охлаждающей жидкости.
Хороший результат дает применение специальных предпусковых подогревателей. Также совсем не лишним будет облегчить жизнь своему двигателю, применив специальные присадки – антигели. Они не позволяют дизельному топливу густеть на морозе. У многих автовладельцев возникают сложности с запуском дизелей именно из-за загустевшего топлива. Особенно сложно зимой приходится, если автомобиль заправлен летней соляркой.
Мы постарались дать полный ответ на вопросы, зачем и как прогревать дизельный двигатель зимой . Надеемся, вы сможете сделать правильные выводы, чтобы защитить «сердце» своего автомобиля от поломок в морозные дни.
В холодную погоду существенно падает испаряемость дизельного топлива; оседая на стенках цилиндров, оно теряет способность к воспламенению, поэтому прогрев двигателя автомобиля зимой в течение нескольких минут не прихоть, а необходимость. Постараемся разобраться во всех тонкостях этой операции, чтобы сохранить «сердечную мышцу» автомобиля в целости и сохранности.
Надо ли прогревать дизельный двигатель и почему?
В некоторых странах прогревание автомобиля запрещено. Например, в Австрии даже за очистку лобового стекла от снега руками при запущенном моторе можно заработать штраф. Таким вот образом европейцы заботятся о чистоте окружающей среды. А нужно ли прогревать дизельный двигатель вообще? Как запускается холодный мотор в зимних условиях?
Как было сказано ранее, при низкой температуре воздуха существенно повышается вязкость , что отрицательно сказывается на качестве его распыления форсунками. Попав в камеру сгорания, оно мгновенно оседает на стенках цилиндра. К тому же, подача в двигатель холодного воздуха снижает температуру воздушно-топливной смеси, что значительно усложняет его запуск.
Существенное влияние имеет прогрев дизельного двигателя зимой, он определяет запуск и работу мотора, влияет также и цетановое число топлива, его вязкость, степень чистоты, присутствие различных примесей и температура воспламенения. Поэтому для эксплуатации таких моторов в холодное время года выпускается зимний вид топлива, который рекомендуется использовать при температуре воздуха до -30 °С.
При более низких температурах требуется заправка арктической соляркой.
Устанавливаем время прогрева дизельного двигателя
Итак, сколько нужно прогревать дизельный двигатель в зимний сезон? Оптимальное время составляет около семи минут. В течение этого времени мотор работает на минимальных оборотах. Этого достаточно, чтобы охлаждающая жидкость прогрелась до 50 °С. Весной и летом время прогрева дизельного двигателя можно сократить до 1-2 минут – этого хватает для того, чтобы открыть ворота гаража, протереть лобовое стекло и перекинуться несколькими словами с соседями.
Для облегчения запуска в современных дизельных устанавливаются свечи накаливания, без которых даже при температуре воздуха 5 °С их запуск затруднен. После включения зажигания на приборном щитке загорается лампочка, сигнализирующая, что свечи работают, и начался подогрев воздуха в цилиндрах. После его завершения индикатор гаснет, и двигатель запускается без каких-либо затруднений.
В холодное время года в дизельном топливе происходят процессы парафинизации , то есть выпадение парафиновых кристаллов, а при снижении температуры воздуха до -14 °С его прохождение через фильтры практически невозможно. Как показывает опыт, наиболее оптимальным решением в этой ситуации является применение локального подогрева фильтра или топлива непосредственно перед входом в фильтрующие элементы, то есть использование предпускового подогревателя.
Что еще дает прогрев двигателя автомобиля?
Для подогрева топлива в автоматическом режиме при работающем двигателе в ряде случае рекомендуется использовать проточный подогреватель. Современные системы впрыска топлива позволяют начинать движение сразу же после запуска двигателя, при этом распыление солярки в цилиндрах осуществляется таким образом, что она не смывает смазку с поверхности гильз. К тому же, синтетическое масло даже при низкой температуре не густеет и прекрасно смазывает все узлы двигателя сразу же после его запуска. Так надо ли прогревать дизельный двигатель в современных авто?
Ответ утвердительный, потому что совершенно по-другому происходят процессы в автоматической трансмиссии, у которой масло служит не только для смазки механизма, с его помощью также осуществляется включение передач и передается крутящий момент в гидротрансформаторе. По этой причине его подача происходит под давлением, и потому нагружать КПП сразу же после пуска двигателя нежелательно. Даже если мотор прогрет, не рекомендуется начинать движение без небольшой задержки после включения передачи.
5 правил обращения с турбомоторами
Вы — счастливый обладатель автомобиля с «холодными умом и горячим сердцем»? Поздравляем! Следующие советы познакомят вас, как продлить жизнь вашему наддутому мотору. Советы касаются как бензиновых, так и дизельных моторов.
1. Ни в коем случае не “раскручивайте” двигатель до предельных оборотов, пока он полностью не прогреется до рабочей температуры. Дело в том, что охлаждающая жидкость, ограниченная термостатом, прогревается значительно быстрее масла. Турбина предъявляет повешенные требования к состоянию масла и в частности — к его текучести. Текучесть масла заметно увеличивается с прогревом, что крайне критично для смазки подшипников турбины, крутящейся на запредельных оборотах. Собственно, это касается любых двигателей, однако для турбо-версий это особенно критично. Так что, перед тем, как начать “отжиг” подождите пару лишних минут.
2. Не глушите двигатель сразу после поездок на высоких оборотах. После остановки циркуляция масла прекращается. В турбированном двигателе есть участки с очень высокой температурой, которые охлаждаются маслом. После остановки двигателя масло в этих местах сильно нагревается. Результатом такого точечного нагрева становится закосовка масляных каналов и разложение масла на фракции, что ведет к ухудшению циркуляции масла и отведению тепла, а также необходимости более частой замены масла. Перед тем, как заглушить двигатель, лучше остудить масло. При этом совершенно не обязательно делать это на холостых оборотах, вполне достаточно во время движения не раскручивать двигатель в районе 2000/мин.
3. Не перегружайте двигатель на низких оборотах. Иначе говоря — не ездите “в натяг”. Во-первых, вы требуете от двигателя высокой отдачи на тех оборотах, на которых он просто не может развить нужную мощность. Лучше просто переключиться на низшую передачу. Во-вторых, и это касается в основном дизельных двигателей, пытаясь разогнать двигатель с низких оборотов, мы сильно обогащаем топливную смесь. Обогащенная смесь не сгорает полностью и попадает в выпускной тракт, крайне негативно влияя на системы нейтрализации. И в-третьих, это особенно касается малолитражных бензиновых турбомоторов, в условиях высокой загрузки на низких оборотах блок управления двигателя выставляет раннее зажигание. Раннее зажигание категорически негативно влияет на механические системы двигателя и может разрушить свечи, поршни, вкладыши. Собственно, это касается всех двигателей, не только с наддувом, однако на турбированных моторах этот эффект особенно опасен в тех случаях, когда водитель не хочет раскручивать турбину и предпочитает ехать на “раннем зажигании”.
4. Заправляйте машину лучшим топливом, которое вы только можете найти. Это касается не столько октанового числа, сколько качества топлива. Выясните, где в вашем городе бензин или дизель лучшего и главное — стабильного качества, и не просто из сетей АЗС, но и конкретных заправок. Не заливайте низкооктановый бензин, регулярно меняйте топливные фильтры. Старайтесь избегать сомнительных заправок на трассах. Турбированные двигатели более требовательны к топливу, чем атмосферные собратья.
5. Не перегазовывайте в поворотах. Далеко не на всех моторах турбина начинает работать плавно, в некоторых случаях турбокомпрессор “вступает в игру” резко и мощно. Неумелое обращение с газом, “продавливание” турбоямы вполне логично может привести к сносу или заносу автомобиля на скользком покрытии.
Расходные материалы и детали двигателей — у нас на сайте https://www.drive18.ru
Просмотров ( 2156 )
Правила и рекомендации по уходу за дизельным двигателем зимой
Распространенное мнение о том, что дизельные автомобили надежнее бензиновых, довольно субъективно. Его можно назвать справедливым лишь при обсуждении силовых установок, которые подходят только для тяжелых грузовиков. Если речь идет о легковушках с дизельным мотором, моторесурс таких двигателей практически идентичен бензиновым. Дизельный мотор требует надлежащего ухода и соблюдения правил эксплуатации во избежание появления неисправностей и проблем в работе, которые могут обернуться существенными финансовыми затратами. Итак, как ухаживать за дизельным двигателем?
Дизель с турбиной: правильная эксплуатация
Несмотря на обилие схожих черт, дизельные моторы разительно отличаются от бензиновых. Соответственно, их эксплуатация также имеет свои особенности.
- Если на дизеле установлен турбонаддув, то его характеристики будут сходны с высокооборотистыми двигателями на бензине. Однако, система дизельного агрегата изначально не рассчитана на езду на высоких оборотах, как большая часть бензиновых аналогов.
- Процесс управления дизельным автомобилем отличается: он хорошо тянет на пониженных оборотах, дополнительная раскрутка на требуется. Кроме того, рационально будет раньше повышать передачу, тогда как в случае с бензиновым авто это следует делать на более высоких оборотах.
- Если автомобиль был куплен недавно, стоит грамотно его обкатать, соблюдая все рекомендации специалистов и производителя.
- При холодном запуске откажитесь от перегазовки, даже если на улице стоит мороз. В такой ситуации давление масла пониженное, а смазка не идет в масляные каналы мотора. Давление на турбину резко взлетает вверх из-за недостаточного уровня масла в системе. Именно поэтому в холодное время необходимо тщательно прогреть дизмотор на холостых оборотах, а затем плавно начать медленное движение без внезапного ускорения.
- После окончания поездки следует дать мотору еще немного поработать вхолостую. Резкая остановка и выключение двигателя могут вызвать проблемы. Дело в том, что крыльчатка прогретой турбины продолжает быстро вращаться. При резком падении давления масла падает и мощность охлаждения турбины. В итоге турбокомпрессор может перегреться, а разгоряченное масло в системе турбонаддува начнет коксоваться. Во избежание таких проблем рекомендуется дать мотору функционировать на холостом ходу в течение 4 минут, и только потом заглушить двигатель. Выполнение этой задачи можно доверить автоматизации – просто купите турботаймер, который оставит двигатель работать в течение требуемого времени после того, как вы заберете ключ зажигания и закроете авто.
Оптимальный режим работы дизеля зимой – движение на средних оборотах с периодическими ускорениями и раскруткой оборотов до максимума. Такие нагрузки обеспечат качественную прочистку турбокомпрессора и активируют режим восстановления сажевого фильтра. Однако, высокие обороты рекомендованы лишь на краткие промежутки, поскольку длительные нагрузки может не выдержать ротор турбины. При этом нужно знать, что для активации такой функции необходимо будет каждый раз ставить машину на ручник, включая нейтральную передачу на механике.
Помните о том, что длительная работа мотора на холостом ходу (более 15 мин) и привычка ездить «на низах» может привести к постепенной закоксовке турбокомпрессора, в особенности при оснащении двигателя турбиной. При таком стиле вождения масло может проникнуть в камеру сгорания, что приведет к закоксовке дизеля.
Устранить эту проблему можно и своими руками, но, в любом случае, лучше избежать такого развития событий. Если вы застряли в пробке, и стоящий на месте дизель нельзя заглушить, следует намеренно разгонять обороты до показателя 1400 в минуту каждые 10 минут.
Выбор топлива и масла для дизельного авто
Ключевой плюс дизельного мотора – скромный расход топлива. Владельцы таких машин обязаны следить за качеством потребляемого автомобилем дизтоплива и проверять состояние фильтров. Дело в следующем: система питания дизеля чувствительна к попаданию мелких частиц, примесей и воды. Добавляется и необходимость замены дизельного топлива в соответствии с погодой – заправляйтесь соляркой для зимы или для лета согласно сезону.
Дизельное топливо густеет при минусовой температуре воздуха. Невысокое качество солярки на территории стран СНГ в сочетании с заморозками может сделать запуск дизельного мотора проблематичным. Чтобы избежать такой проблемы, следует производить простые манипуляции:
- Используйте специальные присадки-антигели;
- Контролируйте работоспособность свечей и своевременно меняйте вышедшие из строя элементы на новые;
- Установите подогреватель дизтоплива (проточный или предпусковой).
Кроме того, не стоит экономить на масле для дизельного двигателя. Отдайте предпочтение качественной продукции и регулярно меняйте масло – в случае с дизелем это нужно делать чаще, чем на бензиновых авто.
Следует учитывать, что в составе российской солярки содержится солидный объем серы, что вызывает ускоренное окисление масла. Следовательно, замену масла в дизельных автомобилях лучше делать каждые 7000 км пробега.
Характеристики масла также определяют срок службы турбины дизельного мотора, поскольку масло смазывает не только части двигателя, но и подшипники турбокомпрессора. Турбированный дизель плохо работает из-за недостаточного количества масла и требует использования высококачественного продукта. Зимой следует регулярно мониторить уровень масла. Если ваш двигатель турбирован, выбирайте масло с особым составом – он отличается от состава средств для атмосферных моторов. Турбонаддув повышает нагрузку на двигатель, поэтому для бесперебойной работы системы требуется масло со специальными присадками.
При необходимости добавить масла в мотор и отсутствии того же самого продукта, смешивать масла разных производителей или продукцию с разными характеристиками нельзя. Это обязательно приведет к перебоям в работе двигателя.
Важные рекомендации по эксплуатации дизеля зимой
Мы рассмотрели основные правила ухода за дизельным мотором в холодный сезон. Подведем итоги, выделив фундаментальные рекомендации для обеспечения продуктивной работы дизеля зимой:
- Перед каждой поездкой тщательно подогревайте мотор на холостых оборотах.
- Покупайте масло проверенного бренда, в качестве которого вы не сомневаетесь. Выбирайте продукцию, соответствующую конкретному типу мотора (наличие или отсутствие турбонаддува), поскольку «универсальные» масла не учитывают особенности работы и характеристики двигателей разной конструкции.
- Меняйте моторное масло в два раза чаще, чем рекомендовано производителем автомобиля.
- Заправляйтесь соляркой только на фирменных АЗС, подбирая тип топлива с учетом текущего сезона.
- Контролируйте функциональность свечей накала и своевременно меняйте перегоревшие или слабо работающие элементы на новые.
- Старайтесь ездить на средних оборотах, периодически повышая их для прочистки турбокомпрессора.
- Не забывайте проводить регулярную диагностику мотора и сервисное обслуживание системы питания в профилактических целях.
- Соблюдайте специальные правила эксплуатации двигателей, оснащенных турбонаддувом.
При соблюдении перечисленных правил хозяева дизельных авто смогут продлить службу двигателя и повысить его производительность. Грамотная эксплуатация позволит избежать ремонта дизельной системы, который может влететь в копеечку.
Каждый год осенью споры про прогрев двигателя опять возобновляются. После того, как пришли первые заморозки ночью, автомобили начали требовать повышенного внимания к себе. Необходимо ли прогревать автомобиль, имеется ли разница между такими агрегатами ка
Каждый год осенью споры про прогрев двигателя опять возобновляются.
После того, как пришли первые заморозки ночью, автомобили начали требовать повышенного внимания к себе.
Необходимо ли прогревать автомобиль, имеется ли разница между такими агрегатами как атмосферный, турбированный, дизельный и гибридный? В каких ситуациях надо, чтобы машина поработала немного на холостых оборотах и как стоит на ней ехать после запуска двигателя? На все эти вопросы отвечают эксперты.
Андрей Конев технический директор сервисного центра «Автоглобус» заявляет, что если морозы несильные, то нет надобности, дополнительно прогревать двигатель автомобиля. По его словам, если морозы в пределах минус 12–15 градусов, прогрев не нужен. Так как сейчас используются в основном современные масла, которые позволяют любому двигателю работать исправно и сохранять ресурс даже в небольшие холода.
Но если морозу более крепкие, то такие условия накладывают некоторые ограничения на запуск турбодвигателей. Так по его словам, при довольно крепких морозах бензиновый атмосферный двигатель прогревать не надо. Проблем не возникнет. А вот бензиновый двигатель с турбиной надо прогреть предварительно около одной минуты, это необходимо, чтобы нагрелась сама турбина и система смазки начала работать полноценно.
Вот дизельный двигатель придется прогревать подольше и тут без разницы с турбиной он или без. Если мороз минус 15 градусов, то, по словам Конева, дизель необходимо прогреть около 3-5 минут. Так как солярка имеет такое свойство, как загустевание в холодное время года. И прогрев требуется, чтобы топливо стало более жидким в фильтрах. Не делая этого, страшного тоже ничего не произойдет.
Гибридные агрегаты способны сами определять режим работы и поэтому в холода электроника приводит в запуск двигатель сразу после включения авто. По прогреву тут действуют точно такие же рекомендации и специальный прогрев тоже не нужен, объяснения дает технический директор сервисного центра Hybrids.ru Владимир Когут. По его словам, после нажатия на кнопку запуска, можно подождать несколько секунд, как бы для своего спокойствия и после того, как фары и приборы зажглись, можно спокойно ехать. Чтобы масляная система ДВС работала хорошо, даже при сильных морозах хватает пару секунд прогрева.
У электрического же двигателя, вопрос про прогрев, вообще не стоит, объясняет Владимир Когут, электромотор прогревать запрещено в инструкции по эксплуатации. Его разрешается только охлаждать. Для электромотора вообще хорошо, когда холоднее. Идеальная же температура для него минус 273 градуса. В таком случае наступит сверхпроводимость. В реальности же, такой температуры не будет никогда.
Нынешние двигатели не нуждаются в прогреве, и ждать на холостых оборотах пока машина прогреется не надо. Единственное, сразу после запуска автомобилю надо дать хорошую нагрузку. По совету экспертов, старт нужно производить очень плавно, а ехать спокойно, чтобы при движении без необходимых нагрузок, двигатель нагрелся до необходимый температуры, как и другие узлы авто.
У нынешнего двигателя само устройство такого, что за его работу отвечают множество датчиков. И масла, которые используется на сегодняшний день, во много раз превосходят те, что заливали в машины в прежние времена. Кроме этого, прогрев мотора происходит гораздо быстрее именно при езде, а не на холостых. Также в сильные морозы не надо резко трогаться, особенно если полный привод. Старт с места нужно производить очень плавно и спокойно.
практически идеальный дизель от Renault, но с риском износа вкладышей.
17853 | 29.07.2019
Двигатели Renault, как дизельные, так и бензиновые, семейства M были созданы в сотрудничестве с компанией Nissan. Дизельный 2-литровый агрегат, известный под индексом M9R, появился в 2006 году на рестайлинговой Renault Laguna 2. Он заменил турбодизели объемом 1,9 (F9Q) и 2,2-литра (G9T).
Кстати, он выпускается до сих пор, но в 2018 году его обновили для соответствия самым строгим экологическим нормам. В ходе той модернизации немного изменился диаметр цилиндров и ход поршней.
Двигатель 2.0 dCi устанавливали практически на все модели Renault от Megane до Vel Satis, Koleos и Trafic. А также на кроссоверы Nissan Qashqai и X-Trail, и на фургон Primastar и его клон Opel Vivaro.
На нашем YouTube-канале вы можете посмотреть разборку двигателя 2.0 dCi (M9R 700), снятого с Renault Scenic 2.
Выбрать и купить бензиновый или дизельный двигатель Renault вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.
Двигатель M9R развивает от 90 до 178 л.с., а его самый современный вариант выдает 200 л.с. От своих чисто французских предшественников он отличается наличием цепи в приводе ГРМ.
Интересная особенность двигателя M9R – при 2-литровом рабочем объеме заправочный объем масла составляет 7,4 литра. На первых версиях этого мотор для Renault Laguna мощностью менее 150 л.с. заправочный объем составляет 6,6 литра.
Выбрать и купить дизельный двигатель Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных моторов.
2-литровый дизель M9R очень надежен и способен пройти более 500 000 км. Главное, не экономить на моторном масле и расходниках, иначе этот двигатель может огорчить серьезной механической поломкой. Проблемы с работой этого мотора также возникают при неквалифицированном чип-тюнинге и перепрошивке для отключения EGR. В этом случае возможны самые непредсказуемые симптомы и неполадки, вплоть до «слетания» кривой прошивки, залитой в ЭБУ.
Двухмассовый маховик
Почти все версии двигателя M9R оснащены двухмассовым маховиком. Он отнюдь не вечный и стоит очень дорого. Изношенный двухмассовый маховик быстро «убивает» сцепление: оно начинает срываться в пробуксовку на высоких передачах. Также при износе демпфера маховика ощущается биение на педали сцепления.
Для экономии на двухмассовом маховике владельцы ставят одномассовый, который шел на различные бусы Renault, Nissan и Opel с двигателем M9R. Вместе с простым маховиком нужно менять и весь комплект сцепления от тех же бусов.
Выбрать и купить двухмассовый маховик для дизельного двигателя Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Сальник коленвала
Задний сальник коленвала вмонтирован в крышку и меняется вместе с ней. При установке крышку нужно герметизировать герметиком. Сам сальник современной конструкции – без пружинки.
Шкив коленвала
Шкив коленвала (8200767762) с демпфером крутильных колебаний подлежит замене при каждой замене ремня привода вспомогательного оборудования и его роликов. При сильном разрушении резинового демпфера шкив начинает издавать скрипы при работающем двигателе. Характер скрипа, его частота и громкость может меняться при включении и отключении муфты компрессора кондиционера.
Выбрать и купить сальник коленвала для дизельного двигателя Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Вентиляция картерных газов
Сепаратор картерных газов, призванный отсеивать пары масла от газов, не совсем справляется со своей работой. Пары масла отделяются плохо и могут долетать до воздушного фильтра, оставляя на нем характерное черное пятно. Это особенность двигателя M9R, наиболее очевидно проявляется на двигателе в исполнении для Nissan. Некоторые владельцы для устранения этого симптома устанавливают дополнительный маслоотделитель.
EGR
Клапан EGR двигателя M9R идет в сборе с дозирующей (дроссельной) заслонкой. Привод клапана и заслонки электронный. Клапан создает привычные хлопоты. Если сам клапан подвисает в приоткрытом положении, то при высоких нагрузках двигателю не хватает кислорода. Следовательно, мощность падает. Также может наблюдаться троение на холостых оборотах. Клапан EGR оснащен обратной связью, его подклинивание сопровождается соответствующей ошибкой. Также есть редкие случаи перетирания токопроводящих дорожек в механизме определения положения заслонки.
Дозирующая заслонка оснащена датчиком ее положения, в ее приводе несколько пластиковых шестеренок. С этим механизмом обычно поломок не случается, если вокруг заслонки не собирается слишком много отложений сажи и масла. Если нарушается ход заслонки, то фиксируются соответствующие ошибки.
Обычно клапан EGR на двигателе M9R просто глушат и «отшивают». Правильная перепрошивка c корректировкой параметров топливо-воздушной смеси обязательна.
Если двигатель M9R эксплуатируется с EGR, его приходится снимать и чистить примерно каждые 80 000 км.
Выбрать и купить клапан EGR для дизельного двигателя Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Топливная система Bosch
Двигатель M9R оснащен топливной системой Bosch c пьезоэлектрическими форсунками. Максимальное давление в топливной рампе и давление впрыска достигает 1600 бар. Высокое давление регулируется двумя регуляторами, один из которых установлен на топливной рампе, а второй – на ТНВД.
Регулятор на рампе отвечает за регулирование давления топлива в момент запуска двигателя, для прогрева топлива до температуры выше 15°С и на холостом ходу. Во всех остальных режимах регулирование осуществляется регулятором на ТНВД.
Обычно проблемы с запуском двигателя M9R связаны с выходом из строя клапана на топливной рейке. Если он выходит из строя и теряет герметичность, то стравливает топливо в обратку в момент прокручивания стартера. При такой неисправности в рампе не возникает нужного давления топлива. Также из-за неисправности одного из регуляторов могут плавать холостые обороты, разумеется, на фоне скачков и падений давления в топливной рампе.
На неисправность одного или другого регулятора указывают соответствующие ошибки. Кроме того, низкое давление в топливной рампе также может быть вызвано сливом форсунками в обратку или износом ТНВД, но это редкость.
Форсунки
Пьезофорсунки Bosch очень надежны и относительно просты. Но ремонтопригодность их низкая. При больших пробегах – порядка 300 000 км – одна или несколько форсунок могут потерять гидроплотность. Говоря простым языком, начнут сливать много топлива в обратку. При этом ТНВД и регуляторы с трудом будут поддерживать необходимое давление в рампе. Это будет сказываться на запуске двигателя.
При сильном износе пьезофорсунки Bosch может подклинивать ее распылитель.
При снятии шлангов обратки с форсунок и последующей установке нужно менять резиновые колечки в штуцерах обратки, иначе очень скоро они дадут течь – и тогда все под клапанной крышкой будет в солярке.
Пьезофорсунки на двигателе сливают топливо в отдельную рампу с механическим клапаном, поддерживающим в ней давление в 10 бар. Это особенность топливной системы с пьезофорсунками на двигателе M9R.
Также двигатель M9R известен тем, что форсунки могут намертво прикипеть к ГБЦ из-за влаги, попадающей на двигатель. Обычно такая неприятность случается на минивэнах.
Выбрать и купить форсунки для дизельного двигателя Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
ТНВД
ТНВД Bosch CP3 очень надежный и служит не менее 300 000 км при заправке хорошим дизтопливом. Если в дизтопливе присутствует вода, то на плунжерах насоса может появиться ржавчина, а вслед за ней и задиры.
Выбрать и купить ТНВД для дизельного двигателя Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Турбина
На двигатель M9R в зависимости от года выпуска и мощности установлена турбина Garrett, модели GT1749, GT1752 и GT1549 различных модификаций. В исполнении для легковых автомобилей все турбины с изменяемой геометрией, а на дефорсированных двигателях M9R для коммерческой техники применяется турбина с перепускным клапаном.
Турбины надежные и ходят несколько сотен тысяч километров, если владелец не экономит на обслуживании. Случаи выхода из строя турбины или ситуации, когда турбина гонит масло во впуск или выпуск довольно редкие. Опять же, ресурс турбины может сильно сократить некачественным маслом или проблемами с прожигом сажевого фильтра, когда некоторое количество дизтоплива попадает в масло.
Обычно какие-то проблемы с наддувом случаются из-за подклинивания лопаток геометрии или из-за негерметичности впускного тракта. В этом случает наддутый воздух может уходить по соединениям патрубков или трещинам в них.
Также может подвести вакуумная система, электровакуумный клапан или датчик наддува. Из-за внешних проблем турбина не выдает заданных показаний наддува, из-за чего по ощущениям двигатель сильно теряет в мощности. Если мотор не развивает более 3000 об/мин, то это говорит об аварийном режиме его работы из-за неисправности датчика наддува.
Выбрать и купить турбину для дизельного двигателя Renault 2.0 dCi вы можете в нашем каталоге контрактных запчастей.
Цепь ГРМ
О цепном приводе ГРМ ходят противоречивые слухи. Действительно, много двигателей 2.0 dCi с пробегами более 300 000 км все еще ходят с оригинальной цепью и намеков на ее износ и растяжение не подают.
В то же время, встречаются двигатели, у которых цепь начинала греметь на пробегах до 200 000 км. Тут либо имеет место скрученный пробег, либо сильная экономия на моторном масле.
Одним словом, есть случаи сильного растяжения цепи на двигателе M9R. Часто растяжение цепи соседствует с сильным износом ее звезд на валах и выработкой на успокоителях. В самых запущенных случаях цепь может перескочить.
Помимо постороннего лязгающего шума на растяжение цепи ГРМ также указывает рывок при запуске двигателя, ухудшившаяся из-за смещенных фаз газораспределения работа двигателя – появление тракторного тарахтения.
Замена цепи ГРМ на двигателе M9R довольно хлопотная: двигатель приходится вынимать из моторного отсека из-за плотной компоновки. Разве что на Renault Espace моторный отсек просторнее и там можно поменять цепь без демонтажа двигателя.
Вкладыши
Двигатель M9R также унаследовал проблему с проворотами вкладышей коленвала, присущую другим дизелям Renault (например, 1.5 dCi, 1.9 dCi). Но можно сказать, что проблема стоит не так остро. Опять же, у владельцев, не экономящих на обслуживании, вкладыши ходят более 300 000 км. Но известны случаи, когда вкладыши проворачивало при меньших пробегах и даже в гарантийный период на совсем свежих автомобилях при своевременном обслуживании.
Проблемы со вкладышами на больших пробегах могут быть вызваны разбавлением моторного масла дизтопливом. Бывает, что из-за частых прожигов сажевого фильтра уровень масла увеличивается на треть. Такая смесь не обеспечивает нормальной смазки вкладышей. Частая смена и использование правильного масла защищает вкладыши от сильного износа.
Здесь по ссылкам вы можете посмотреть наличие на авторазборке конкретных автомобилей Renault Laguna 2, Renault Laguna 3, Renault Scenic 2, Renault Espace 4, Renault Vel Satis и других моделей и заказать с них автозапчасти.
Отзыв владельца лёгкого коммерческого транспорта Hyundai Starex 2010 года
Автомобиль приобрел в марте 2010 года у дилера новым.Никогда не ездил на корейских машинах.Брал как для себя так и коммерческих поездок.Являюсь поклонником формы Мерседес,однако не страдаю брендовой болезнью.По практике знаю что не все модели у любой фирмы хороши.Данная модель позиционируется как минивен.Однако он оказался большим минивеном и посадка и повадки у него легковые.Конечно все сделано на азиатский манер и проигрывает он немцам только в азиатской эргономике. Тот же мерседес виано или вито,фольксваген каравела на которых я тоже ездил сделаны как автобусы и посадка там автобусная.Но надо отдать должное инженерам из Кореи в остальном минивен получился замечательным.Его большой плюс в том что он является модернизированной версией Митсубиси Спейс Вэгон.Все расходные материалы уже давно выпускаются японцами и стоят на порядок дешевле корейских.Дизельный рядный четырехцилиндровый двигатель простой и надежный и вероятно основа его от Митсубиси.Корейцы установили на него интеркулер и турбину с изменяемой геометрией и разогнали его мощность до 170 лошадей,что очень хорошо.С тягой у автомобиля все в порядке.Терзают меня сомнения что данную версию старекса разрабатывали с оглядкой на коммерческие модели Мерседеса.Продольное расположение двигателя,задний привод и очень перекликается дизайн кузова.От предидущей полноприводной версии достался большой ход подвески, что очень хорошо сказывается при движении по плохим дорогам.Подвеска проста и надежна.Двигатель спокойно поглощает нашу солярку. Поработали над шумоизоляцией.На торпеду не пожалели мягкий пластик. В автомобиле есть все необходимое.Две отдельные системы обогрева и кондиционирования как водительского места,так и салона.Конечно АБС,пробуксовочная система и система курсовой устойчивости.В связи с этим зимой никаких проблем нет.Едет он мягко и тихо.Прогревается зимой быстро а с подогревом мотора вообще все замечательно.Радует расположение агрегатов в подкапотном пространстве.Все удобно и доступно.Генератор вынесен наверх.Прекрасный доступ к самостоятельному обслуживанию свечей накала,воздушного и топливного фильтров,замены лампочек в фарах.Проехал на нем около 55000 км.обслуживал сам в гараже.Поменял передние тормозные колодки и конечно все масляные и тормозные жидкости через каждые 8000 км.Простой доступ к фильтрам салона через бардачек.Никаких технических или электрических проблем не было.Искренне могу заявить что рад за корейцев. Они движутся в правильном направлении.Заявленный расход в 9 литров на сотню правда.Очень понравидось что весь кузов по низу покрыт пластиком,очень хорошо для наших условий.Из выявленных минусов:брякали крепления ремней безопасности к кузову,открутил болты и поставил резиновые прокладки,брякание исчезло.В потолке салона перегорел светодиодный плафон освещения.Один поменяли по гарантии. Оказалось что при перепадах температур образуется на внутренней части кузова крыши конденсат и вода капает на электрическую плату светильника,корпус которого имеет отверстия.Я снял светильники и заклеил липкой лентой эти отверстия.Теперь никаких проблем.В остальном минивен получился замечательный.Простой надежный не дорогой в обслуживании и беспорно стоящий своих денег.Очень порадовало, что привод ГРМ цепной.Из личных пожеланий изготовителям я был попросил увеличить длину кузова,как например у длиннобазной Тойоты, и сидения салона сделать пошире,благо кузов позволяет.Думаю что следующая версия Старекса будет совсем похожа на Мерседес виано,ведь не даром в Германии находится одно из подразделений Хюндая.Тем более что последние модели мерседеса по дизайну очень напоминают корейские.Глобализация.Читал в отзывах о том что у дизельного двигателя D4CB ломает шатун. У меня проблем не было.Вероятно это происходит из-за неправильной эксплуатации.В инструкции написано что обороты двигателя должны быть от 2 до 4 тыс..Те водители, кто постоянно пускают дизель в натяг, совершают ошибку.Двигатель любит нагрузку и обороты. Ну и конечно масло надо заливать нормальное и не экономить на замене фильтров.Надеюсь мой отзыв поможет другим в выборе автомобиля.Не буду врать люблю немецкие автомобили и консервативный немецкий дизайн, однако меня разочаровывает,что современные немецкие модели с обилием электроники и весьма приличной ценой не приспособлены к нашим диким условиям эксплуатации и не отрабатывают свои бренды. Старые немецкие модели до сих пор бегают и не доставляют их владельцам проблем,чего не скажешь о современных моделях.Короче тачки из будущего, а мы вероятно еще в прошлом. На этом фоне корейцы заняли свое достойное место.
Рекуперация отходящего тепла
Рекуперация отходящего теплаHannu Jääskeläinen
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
Реферат : Рекуперация отходящего тепла — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Примеры двигателей внутреннего сгорания включают использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева кабины, турбонаддув для увеличения удельной мощности, нижние циклы для получения дополнительной работы от выхлопных газов или встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя.
WHR в двигателях внутреннего сгорания
Рекуперация отходящего тепла (WHR) — это использование тепловой энергии, которая в противном случае передавалась бы в окружающую среду для выполнения полезной функции. Во многих случаях WHR позволяет избежать или уменьшить потребность в дополнительном вводе топливной энергии, которая в противном случае потребовалась бы для достижения этой функции. Примеры двигателей внутреннего сгорания:
- Использование охлаждающей жидкости двигателя для обогрева кабины
- Турбонаддув для увеличения удельной мощности
- Нижние циклы для получения дополнительной работы от выхлопных газов
- Встроенный выпускной коллектор для облегчения прогрева двигателя
Основные пути отвода тепла в двигателе внутреннего сгорания, которые являются потенциальными кандидатами на WHR, включают горячие выхлопные газы, выпускаемые из выхлопной трубы, радиатор охлаждающей жидкости двигателя, а также охладители рециркуляции отработавших газов и наддувочного воздуха.
Во многих случаях цель WHR — произвести дополнительную работу. Источники тепла более высокого качества позволяют преобразовать большую часть отработанного тепла в работу. «Качество» конкретного источника тепла для целей WHR в значительной степени зависит от его температуры. Чем выше температура среды, тем выше ее энтропия, что позволяет преобразовать большую часть тепла в полезную работу (т.е. эффективность выше или выше эксергия). Например, можно ожидать, что система WHR, приводимая в действие теплом от охладителя EGR в контуре EGR высокого давления, будет иметь более высокий КПД, чем аналогичная система, рекуперирующая тепло из выхлопных газов выхлопной трубы.
Отработанное тепло от теплового двигателя или электростанции отводится в окружающую среду либо через теплообменник, либо непосредственно за счет выброса горячей рабочей жидкости. В двигателе внутреннего сгорания используются оба из них: горячий выхлопной газ, рабочая жидкость двигателя, выбрасывается непосредственно в окружающую среду, а теплообменники используются для отвода тепла в окружающую среду от охлаждающей жидкости двигателя, охладителя системы рециркуляции отработавших газов, охладителя наддувочного воздуха и масляный радиатор.
На рисунке 1 показаны основные пути отвода тепла в дизельном двигателе большой мощности, которые являются потенциальными кандидатами на утилизацию отработанного тепла [3706] .Полезность этих источников тепла для целей WHR зависит от:
- их температура,
- количество тепла, доступное от каждого источника и
- количество тепла от каждого источника, которое может быть восстановлено.
На рис. 2 более подробно показана температура различных потоков отвода тепла, показанных на рис. 1, для тяжелого дизельного двигателя в зависимости от мощности двигателя.Данные были собраны при частоте вращения двигателя 53 и условиях нагрузки, и изменения в рециркуляции отработавших газов и температуре выхлопных газов представляют собой эффекты скорости / нагрузки, не улавливаемые влиянием мощности двигателя [3709] .
Рисунок 2 . Температура различных потоков отходящего тепла в дизельном двигателе большой мощностиДвигатель: 2011 12,8 л Mack MP8-505C 505 л.с. (377 кВт) при 1800 об / мин / 1810 фут-фунт (2454 Нм) при 1100 об / мин. Выбросы EPA 2010. ВД EGR / DOC-DPF-SCR.
На рисунке 3 показана доля энергии топлива, производящей тормозную работу, и теряется через различные потоки отходящего тепла для трех режимов мощности двигателя, показанного на рисунке 2.Также показаны более подробные сведения о потоках отходов, которые доступны для WHR, включая долю тепла выхлопных газов, остающегося в выхлопном газе после системы дополнительной обработки, и количество тепла, переданного от охладителя EGR к охлаждающей жидкости двигателя [3709] . Таблица 1 суммирует энергию и первое приближение эксергии — на основе фактора Карно — различных источников отходящего тепла для двух рабочих условий, показанных на рисунке 3 ( эксергия представляет собой объем работы, который теоретически может быть произведен из поток энергии).
Рисунок 3 . Доля топливной энергии, потерянной через потоки отработанного тепла на Рисунке 2| Мощность двигателя, кВт | 136 | 348 | |
|---|---|---|---|
| EGR | Температура, ° C | 500 | 600 |
| Тепло, кВт | 21 | 51 | |
| Exergy, кВт | 13 | 33 | |
| Выхлоп, пост SCR | Температура, ° C | 400 | 400 |
| Тепло, кВт | 64 | 187 | |
| Exergy, кВт | 35 | 101 | |
| Охладитель наддувочного воздуха | Температура, ° C | 100 | 200 |
| Тепло, кВт | 14 | 68 | |
| Exergy, кВт | 2 | 24 | |
| Охлаждающая жидкость двигателя (без тепла EGR) | Температура, ° C | 90 | 90 |
| Тепло, кВт | 21 | 34 | |
| Exergy, кВт | 3 | 5 | |
| Всего | Тепло, кВт | 122 | 340 |
| Exergy, кВт | 53 | 163 | |
Отработанное тепло охладителя системы рециркуляции ОГ представляет собой тепло с самой высокой доступной температурой и, следовательно, имеет высокий приоритет для WHR.Более 60% отработанного тепла EGR доступно в виде эксергии. В приложениях без высокоэффективных систем SCR скорость потока EGR может быть выше, а рекуперация тепла из системы EGR более значительной [3711] . Выхлопные газы после SCR также важны, и, учитывая, что поток выхлопных газов обычно намного выше, чем поток EGR, представляет собой значительные потоки энергии и эксергии. Около 50% тепла выхлопных газов доступно в виде эксергии и, следовательно, также является приоритетом для WHR. Охлаждение наддувочного воздуха и охлаждающая жидкость двигателя имеют значительно более низкие температуры и представляют собой тепло относительно низкого качества.Однако при более высоких нагрузках наддувочный воздух все еще содержит значительное количество эксергии.
Некоторые из важных технологий, которые используются и / или разрабатываются для WHR, приведены в Таблице 2.
| WHR Technology | Принцип работы | Статус |
|---|---|---|
| Теплообменники | Прямая передача тепла между двумя средами. | Коммерческий (например, обогрев кабины с использованием охлаждающей жидкости двигателя и тепла выхлопных газов). |
| Турбо-компаундирование | Преобразование тепла выхлопных газов в механическую или электрическую энергию с помощью турбины с приводом от выхлопных газов. | Механическое турбонагнетание — коммерческая технология. |
| Нижний цикл | Термодинамический цикл, такой как цикл Ренкина или Брайтона, который включает в себя рекуперацию и отвод тепла через рабочую жидкость (воздух, пар или органическую жидкость) для рекуперации отработанного тепла и привода турбины для производства механических или электрическая энергия. | Реклама для больших стационарных и судовых двигателей. Рабочие прототипы цикла Ренкина и органического цикла Ренкина, разработанные несколькими производителями двигателей для тяжелых условий эксплуатации (например, в рамках программы DOE SuperTruck США). Системы WHR цикла Брайтона менее развиты, чем системы, основанные на цикле Ренкина. |
| Термоэлектрические генераторы | Твердотельные устройства, которые преобразуют тепло непосредственно в электрическую энергию посредством эффекта Зеебека. | Коммерческое применение для обогрева и охлаждения автомобильных сидений.В разработке для двигателя WHR. |
| Термохимическая рекуперация | Используйте отходящее тепло для проведения парового риформинга топлива для увеличения его LHV. | В разработке. |
| Термоакустическое преобразование | Технология на основе цикла Стирлинга, работающая на высокой частоте для преобразования пульсаций давления в рабочей жидкости в электрическую энергию. | В разработке. |
###
Двигатель внутреннего сгорания и газовая турбина — время запуска
Электростанции, которые можно запустить в течение нескольких минут, являются важными активами для балансировки нагрузок электрической системы и поддержания надежности сети.Технология генерации влияет на время, необходимое электростанции для запуска и выхода на полную нагрузку. В то время как для запуска газовых турбин с комбинированным циклом может потребоваться более 30 минут, электростанции с двигателями внутреннего сгорания могут запускаться и достигать полной нагрузки менее чем за 10 минут, что обеспечивает гибкость и возможность быстрого запуска.
Электростанция Wärtsilä 34SG в условиях горячего пуска: температура охлаждающей воды 70º; предварительная смазка подшипников двигателя и генератораЭлектростанция Wärtsilä 50SG в условиях горячего пуска: температура охлаждающей воды 70º; предварительная смазка подшипников двигателя и генератора
Промышленная газовая турбина простого цикла (для тяжелых условий эксплуатации) в условиях горячего пуска: GE, Alstom
ПГУ FlexEfficiency GE в условиях горячего пуска: кредит на продувку; Быстрый ответ; запуск в течение 8 часов после остановки
ПГУ Siemens F-класса в условиях горячего пуска: вспомогательный пар, дымовые заслонки поддерживают температуру ПГРТ и обеспечивают предварительное давление
Растущее проникновение возобновляемых источников энергии создает проблемы для операторов передающих сетей по поддержанию электрической надежности, несмотря на непостоянство ветровой и солнечной энергии.Эта изменчивость управляется резервными генерирующими мощностями, которые могут быстро реагировать на колебания спроса, и в основном обслуживаются угольными и газовыми установками, которые синхронизированы с сетью, но работают с частичной нагрузкой. Гибкое производство электроэнергии, которое можно быстро включить, снижает неэффективность работы с частичной нагрузкой. Системные операторы, такие как PJM, California ISO и ERCOT, определяют такой «быстрый запуск» или «не вращающийся» резерв как генерирующую мощность, которая может быть синхронизирована с сетью и увеличена до мощности в течение 10 минут.
В то время как обычным генераторам парового цикла (основанным на цикле Ренкина) для достижения полной нагрузки может потребоваться более 12 часов, запуск двигателей внутреннего сгорания может занять несколько минут. Две основные технологии двигателей внутреннего сгорания, используемые для производства электроэнергии, — это двигатели внутреннего сгорания и газовые турбины. Различия между двумя технологиями влияют на время запуска и их пригодность для обеспечения гибкого энергоснабжения.
Время запуска является важным показателем гибкости, но сравнение различных технологий и конструкций осложняется тем, как время запуска измеряется разными производителями.Указанное время запуска может быть от нажатия команды запуска или от зажигания. В случае газовых турбин эта разница в определении «запуска» может достигать 20 минут. Кроме того, важно различать время достижения полной и частичной нагрузки.
Пуск газотурбинной электростанции
Во время запуска газовая турбина (ГТ) подвергается последовательности увеличивающегося раскрутки компрессора для достижения скорости зажигания, зажигания, ускорения турбины до самоподдерживающейся скорости, синхронизации и нагрузки.Во время пуска ГТ существуют многочисленные термомеханические ограничения, в том числе ограничения скорости воздушного потока через лопатки компрессора для предотвращения срыва, пределы колебаний и ограничения температуры сгорания для предотвращения усталости лопаток турбины, при этом важным параметром является температура на входе в турбину.
При работе в комбинированном цикле парогенератор-утилизатор (HRSG) накладывает дополнительные тепловые ограничения на газотурбинную электростанцию, поскольку высокотемпературная среда подвергает компоненты HRSG тепловым нагрузкам.HRSG напрямую соединен с газовой турбиной, поэтому изменения в выхлопных газах турбины вызывают градиенты потока, температуры и давления внутри HRSG. Эти градиенты необходимо тщательно контролировать, чтобы предотвратить неблагоприятные воздействия, такие как усталость материала, ползучесть (повреждение, вызванное высокими температурами) и коррозия. Во избежание ударов запуск ПГРТ из холодных условий занимает больше времени, чем из жарких. Определение «горячих» условий варьируется в зависимости от производителя, но обычно определяется как период от восьми (8) до 16 часов после отключения HRSG.В результате время, прошедшее с момента последнего выключения, сильно влияет на время запуска. Некоторые производители используют прямоточные котлы-утилизаторы для преодоления ограничений по температуре и давлению при пуске, которые существуют в паровых барабанах.
ПГУтакже подлежат очистке для предотвращения самовоспламенения от возможного скопления горючих газов в газовой турбине, HRSG и выхлопных системах. Перед перезапуском агрегата требуется продувка. Время продувки зависит от объема котла и потока воздуха через HRSG и обычно составляет около 15 минут.Это время продувки добавляет к общему времени начала. Кроме того, паровая турбина может ограничивать скорость загрузки ГТ, если температура пара на выходе из ПГРТ превышает пределы для паровой турбины. Чтобы избежать этого, может потребоваться согласование температуры с использованием удержания GT при увеличении нагрузки.
Чтобы обеспечить более быстрый запуск, производители ПГУ попытались отделить запуск газовой турбины от ПГРТ и прогрева паровой турбины. Были разработаны варианты пуска с улучшенными технологическими процессами и оборудованием, которые можно использовать в условиях горячего пуска.«Кредит на продувку» позволяет завершить очистку системы при выключении, устраняя необходимость в дополнительной продувке при следующем запуске. Кредит на продувку можно использовать только в некоторых ПГРТ, которые не имеют канальных горелок и где ГТ работает только на природном газе. Байпасные заслонки могут использоваться для ограничения потока выхлопных газов в HRSG. Однако оборудование по контролю за выбросами оксидов азота (NOx) и оксида углерода (CO) обычно интегрировано в HRSG, и экологические нормы для этих выбросов могут запрещать запуск ГТ без HRSG.В другом способе отделения ПГРТ и паровой турбины от выхлопного газа ГТ используются регуляторы распыления воды или регуляторы подачи воздуха для регулирования температуры пара, так что нагрузка газовой турбины не ограничивается согласованием температуры. Это обеспечивает параллельную загрузку газовой турбины и паровой турбины.
Хотя условия горячего запуска ПГУ несколько различаются в зависимости от производителя, поддержание под напряжением электрических систем, продувка и контроль температуры пара обеспечивают время запуска ПГУ примерно от 30 до 35 минут с момента начала последовательности запуска.Это примерно вдвое меньше, чем при обычном горячем пуске, который требует продувки и удержания газовой турбины. В простом цикле опубликованное время запуска газовых турбин составляет от 10 до 15 минут.
Запуск электростанции с двигателем внутреннего сгорания
Электростанция с двигателем внутреннего сгорания может запускаться и выходить на полную нагрузку очень быстро из-за быстрого воспламенения топлива в цилиндрах и скоординированного запуска нескольких генераторных установок. В электростанциях с двигателями внутреннего сгорания Wärtsilä используется высокоэффективная технология сжигания обедненной смеси, позволяющая достичь полной нагрузки всего за две (2) минуты в условиях «горячего запуска».Для выполнения условий «горячего пуска» охлаждающая вода предварительно нагревается и поддерживается на уровне выше 70 ° C, подшипники двигателя постоянно смазываются, самоподъемный насос обеспечивает предварительную смазку подшипников генератора, а двигатель медленно вращается (циклически). Электростанции Wärtsilä 34SG требуется всего 30 секунд для завершения подготовки к запуску, ускорения скорости и синхронизации с сетью. Загрузка на полную мощность происходит быстро, всего за 90 секунд. Время запуска не зависит от количества времени, в течение которого устройство было ранее выключено.Электростанции 50SG требуется семь (7) минут для выхода на полную нагрузку. В условиях холодного пуска электростанция 34SG может достичь полной нагрузки за 10 минут, а 50SG — за 12 минут. Электростанции с двигателями внутреннего сгорания также обладают преимуществами комбинированного цикла, поскольку достаточное давление пара может быть создано только при работе только части двигателей.
Быстрый запуск для гибкой выработки электроэнергии
На рисунке 1 показано сравнение времени запуска электростанций Wärtsilä 34SG и 50SG с газотурбинными установками простого и комбинированного цикла от производителей GE, Alstom и Siemens.Все времена запуска измеряются с момента инициирования последовательности запуска оператором. Как видно из графика, электростанции Wärtsilä обеспечивают возможность быстрого запуска менее чем за 10 минут, что соответствует требованиям системного оператора. В отличие от ПГУ, условия горячего пуска на электростанции Wärtsilä могут поддерживаться независимо от того, как долго двигатели ранее не работали.
: Технологии, способствующие развитию тяжелых транспортных средств — Cummins 55BTE (Технический отчет)
Кочер, Лайл. Заключительный научно-технический отчет: Технологии, способствующие развитию тяжелых транспортных средств - Cummins 55BTE . США: Н. П., 2018.
Интернет. DOI: 10,2172 / 1474075.
Кочер, Лайл. Заключительный научно-технический отчет: Технологии, способствующие развитию тяжелых транспортных средств - Cummins 55BTE . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1474075
Кочер, Лайл.Чт.
«Заключительный научно-технический отчет: Технологии, способствующие развитию тяжелых транспортных средств - Cummins 55BTE». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.2172/1474075. https://www.osti.gov/servlets/purl/1474075.
@article {osti_1474075,
title = {Заключительный научный / технический отчет: Технологии использования для тяжелых условий эксплуатации - Cummins 55BTE},
author = {Кочер, Лайл},
abstractNote = {Программа Cummins 55% BTE (55BTE) завершила запланированные технические работы по проекту.Эта работа включает запланированную демонстрацию системы двигателя с целью демонстрации максимальной тепловой эффективности тормозной системы (BTE) 55%. Система двигателя включала высокоэффективный дизельный двигатель, интегрированный с современной системой рекуперации отработанного тепла (WHR) и усовершенствованной системой последующей обработки, способной соответствовать действующим стандартам выбросов. Хотя конечная цель программы - 55% BTE - не была полностью достигнута из-за проблем с оборудованием во время заключительного этапа испытаний, программа продемонстрировала значительное увеличение заявленных показателей BTE системы двигателя для двигателя большой мощности.Предыдущие демонстрации в программах SuperTruck 1, финансируемых Министерством энергетики, варьировались от 50% до 51% BTE. Программа Cummins 55% BTE продемонстрировала 54% BTE. Кроме того, программа установила пересмотренный путь к цели, показывающий, как можно улучшить систему для достижения конечной цели программы - 55% BTE с некоторыми незначительными изменениями в системе двигателя. Изменения в пересмотренном пути к цели не удалось завершить в ходе этой программы из-за ограничений по времени и деньгам, наложенных на программу.Цели программы были сложными как по масштабу, так и по срокам. Хотя цель программы может быть просто сформулирована в терминах демонстрации КПД системы 55%, достижение сверхмощного дизельного двигателя, способного работать с полной кривой крутящего момента, адекватных переходных характеристик, низких выбросов и высокого теплового КПД тормозов (> 51% BTE) ранее не демонстрировались в двигателе большой мощности. Наиболее близкие к настоящему времени усилия включали упомянутые ранее программы SuperTruck 1. Программа сделала несколько улучшений во всех системных областях.Система сгорания была переработана для более короткой продолжительности сгорания и меньших тепловых потерь в цилиндрах. Это было достигнуто за счет оптимизации формы расхода топлива, количества распылительных отверстий, формы корпуса поршня, степени сжатия, охлаждения поршневого масла, теплового потока через поршень и движения заряда в цилиндре. Система обработки воздуха была модернизирована, чтобы обеспечить охлаждение системы рециркуляции ОГ практически без потерь от откачки. Это было достигнуто за счет внедрения двухконтурной системы рециркуляции ОГ, снижения падения давления в системе рециркуляции ОГ и внедрения передовых технологий повышения эффективности турбонагнетателя.Программа резко снизила трение двигателя и паразитные характеристики за счет применения насосов с регулируемым расходом, усовершенствованных колец и покрытий, роликового механизма клапанов, использования смазочных материалов с низкой вязкостью и уменьшения деформации канала цилиндра. Система дополнительной обработки была оптимизирована за счет использования субстратов с низким dP и системы впрыска газообразного аммиака. При разработке системы WHR использовались турбина с двойным входом и охладитель смешанного типа. Поиск и внедрение этих решений в рамках короткой двухлетней программы при бюджетном финансировании стало самой сложной задачей для программы.},
doi = {10.2172 / 1474075},
url = {https://www.osti.gov/biblio/1474075},
журнал = {},
номер =,
объем =,
место = {США},
год = {2018},
месяц = {9}
}
Super Turbocharging the Direct Injection Diesel Engine
В настоящем исследовании моделируется устойчивая работа дизельного двигателя с прямым впрыском (TDI) с турбонаддувом и механизмом изменения передаточного числа, соединяющим вал турбонагнетателя с коленчатым валом.Ключевыми параметрами механизма с регулируемым передаточным числом являются диапазон передаточных чисел, эффективность и инерция, а также возможность управления относительной скоростью и потоком мощности. Устройство получает энергию от коленчатого вала или турбонагнетателя или передает энергию им. Таким образом, помимо поршней двигателя внутреннего сгорания (ДВС), также турбокомпрессор вносит свой вклад в общую механическую мощность двигателя. Подача энергии от коленчатого вала в основном необходима во время резких ускорений, чтобы избежать турбонаддува и увеличить крутящий момент на низких скоростях.На низких скоростях резко увеличивается максимальный крутящий момент, радикально расширяя диапазон нагрузок. Кроме того, приближаясь к точкам работы сбалансированного турбонагнетателя, также можно улучшить как КПД η , определяемый как отношение мощности коленчатого вала поршня к мощности потока топлива, так и общий КПД η * , определяемый как отношение мощности на поршневом коленчатом валу, увеличенной мощности от вала турбонагнетателя, к мощности потока топлива, даже если она минимальна.Подача энергии к коленчатому валу возможна в основном при высоких скоростях и высоких нагрузках, когда в противном случае турбина могла бы быть закрыта впустую, а также во время замедления. Использование энергии в турбине в противном случае приводит к увеличению общего КПД преобразования топлива на η * больше, чем КПД η . Гораздо меньшие улучшения достигаются для максимального крутящего момента, опять же, приближаясь к точкам работы сбалансированного турбонагнетателя. Принятие гораздо большего турбонагнетателя (целевой рабочий объем x скорость на 30% больше, чем у обычного турбокомпрессора), лучший выходной крутящий момент и эффективность преобразования топлива η * и η возможны на любой скорости vs.двигатель с меньшим сбалансированным турбонагнетателем. Этот результат мотивирует дальнейшие исследования механизма, который может значительно улучшить традиционные силовые агрегаты на базе дизельных двигателей.
1 Введение
Нагнетатели повышают давление на впуске за счет работы сжатия, снимаемой с коленчатого вала. Полностью теряется энергия выхлопных газов. Турбокомпрессоры повышают давление на впуске за счет энергии выхлопных газов, которые расширяются через коаксиальную турбину за счет повышенного противодавления.
Турбокомпрессорыобычно более эффективны, чем нагнетатели, и имеют лучшие характеристики во всем диапазоне скоростей и нагрузок. Поскольку нагнетатели приводятся в движение коленчатым валом через механизмы с регулируемым передаточным числом, наддув не зависит от энергии выхлопных газов. В турбонагнетателе наддув зависит от энергии выхлопных газов, поскольку работа в турбине равна работе в компрессоре при равновесной скорости. Обычно турбокомпрессор управляется перепускным клапаном на турбине, который снижает количество энергии, рекуперированной в турбине для работы компрессора.В то время как на высоких скоростях турбина является закрытой, на низких скоростях энергия, доступная в турбине, минимальна, и наддув уменьшается. Отсутствие наддува также наблюдается во время резких ускорений, поскольку энергии турбины недостаточно для выполнения требуемой работы компрессору (турбо-задержка). Таким образом, турбокомпрессор расходует часть рекуперируемой энергии в выхлопе на высокой скорости или во время резких замедлений и не имеет достаточной энергии на турбине во время резких ускорений и на низких скоростях.В нагнетателе вся энергия выхлопных газов теряется.
В то время как в турбокомпрессоре скорость вращения может изменяться в широких пределах, в случае нагнетателя скорость компрессора ограничена характеристиками механизма, соединяющего коленчатый вал с валом компрессора. В нагнетателях помимо центробежных компрессоров также используются объемные компрессоры.
В традиционных турбонагнетателях вал турбонагнетателя не соединен с коленчатым валом, и мощность компрессора идеально сбалансирована мощностью от турбины, при этом перепускной клапан турбины дает возможность контролировать рабочую точку, уменьшая поток через турбину.Если вал турбокомпрессора соединен с коленчатым валом через механизм с изменяемым передаточным числом, это открывает новый мир возможностей, поскольку турбокомпрессор может работать со скоростью, отличной от равновесной, а мощность может подаваться на коленчатый вал или отводиться от него. Это нововведение, которое изучается здесь, направлено на улучшение рекуперации наддува и отходящего тепла и, в конечном итоге, на повышение общей эффективности преобразования топлива и крутящего момента на любой скорости.
Поскольку дополнительная работа турбины может быть собрана на коленчатом валу, турбокомпрессор может быть выбран намного большего размера, чем в традиционной установке турбокомпрессора.
Управление частотой вращения турбонагнетателя и, следовательно, потоком мощности к коленчатому валу или от вала турбонагнетателя, а также повышением давления теперь достигается за счет управления передаточным числом через механизм.
1,1 VanDyne Super Turbocharger
Название супер турбокомпрессор не новость. VanDyne Super Turbocharger (или SuperTurbo) [1–4] — это турбокомпрессор, соединяющий вал турбокомпрессора с коленчатым валом. В изобретении [2] турбокомпрессор доводится до определенной скорости или давления во впускном коллекторе.Когда энергия выхлопных газов обеспечивает больше работы, чем требуется для приведения в действие впускного компрессора, изобретение восстанавливает эту избыточную энергию, чтобы добавить крутящий момент на коленчатый вал. Изменяя передаточное число бесступенчатой трансмиссии (CVT), SuperTurbo в принципе может потреблять энергию от коленчатого вала, работающего как нагнетатель, или передавать энергию коленчатому валу, работающему как турбокомпрессор. Функция нагнетателя SuperTurbo улучшает переходные характеристики двигателя с уменьшенным размером и турбонаддувом, а функция турбонаддува дает возможность извлекать доступную энергию выхлопных газов из турбины, а не открывать перепускной клапан.
В практическом применении ссылки [4] высокоскоростной тяговый привод используется для обеспечения снижения скорости от вала высокоскоростной турбины, в то время как второй тяговый привод обеспечивает бесступенчатое регулирование передаточных чисел через вариатор. Однако передаточное отношение вала турбонагнетателя к коленчатому валу двигателя ограничено. Механизм состоит из зубчатых пар, насоса с наклонной шайбой, рычага управления, электродвигателя, гидравлических линий, но в нем отсутствует современный вариатор, такой как тороидальный вариатор Tototrak [5, 6] или тороидальный вариатор Nissan Extroid [7] для управления. передаточное число и поток энергии между турбонагнетателем и коленчатым валом.
1.2 Нагнетатель с регулируемой скоростью Torotrak
В 2012 году Torotrak предложила технологию наддува с регулируемой частотой вращения [5], позволяющую запускать нагнетатель в широком диапазоне оборотов в минуту и наддува независимо от частоты вращения двигателя. Механизм состоит из вариатора тягового привода (TDV) и эпициклического тягового привода (TDE), которые изменяют скорость центробежного нагнетателя. Механизм получает от двигателя повышающую передачу 3: 1. TDV регулирует передаточное число от 0,35: 1 (понижающая передача) до 2.82: 1 (овердрайв). TDE обеспечивает фиксированное увеличение передаточного отношения 12,67: 1. Механизм может вращать центробежный компрессор от 13,3 до 107,2 оборотов двигателя в бесступенчато регулируемой величине [5]. Вариатор из [5] аналогичен по конструкции тороидальному вариатору, предложенному для чисто механических систем рекуперации кинетической энергии (KERS) F1 [6] на основе маховика. Двухсторонний двойной тороидальный вариатор был ранее предложен Торотраком для F1 KERS [6]. С Torotrak V-Charge [5] скорость компрессора может быть в пределах 4.В 43 и 35,73 раза больше оборотов двигателя. Таким образом, для частоты вращения двигателя 3000 об / мин скорость компрессора может быть изменена между 13 300 и 107 200 об / мин. Передаточное отношение вала турбонагнетателя к коленчатому валу двигателя широкое. Этот вариатор подходит для управления передаточным числом и потоком энергии между турбонагнетателем и коленчатым валом.
1,3 F1 MGU-H
Бензиновый двигатель с непосредственным впрыском (DI) с турбонаддувом, входящий в состав гибридной электрической трансмиссии, с установленным на валу турбокомпрессора двигателем-генератором типа F1 (MGU-H) был недавно исследован в [8].На рисунке 1 представлена схема турбонагнетателя со стороны компрессора (а) или между компрессором и турбиной (b) со стороны блока двигателя / генератора (b), как это используется в Формуле-1, например, Renault или Ferrari в сезоне 2014 года. MGU-H принимает или подает энергию в тот же накопитель энергии (ES) гибридного силового агрегата, который включает в себя мотор-генератор на трансмиссии (MGU-K) в дополнение к двигателю внутреннего сгорания (ICE). Подача энергии от ES в основном необходима во время резких ускорений, чтобы избежать турбо-лага и увеличить крутящий момент на низких скоростях.На низких оборотах он также улучшает отношение мощности коленчатого вала двигателя к мощности потока топлива, а также отношение мощности коленчатого вала двигателя плюс мощность вала турбонагнетателя к мощности потока топлива. Подача энергии к ES возможна при высоких скоростях и нагрузках, когда в противном случае турбина могла бы быть закрытой, а также во время замедления. Это улучшает соотношение мощности коленчатого вала двигателя и вала турбонагнетателя к мощности потока топлива. Однако в этом случае мощность, подаваемая на вал турбонагнетателя, идет на подзарядку аккумулятора через MHU-H и не поступает непосредственно на колеса.Точно так же мощность, потребляемая от вала турбонагнетателя, вырабатывается путем разряда батареи через MHU-H и не влияет на поток мощности к колесам. Поскольку каждое изменение формы энергии, с механической на электрическую, на химическую и наоборот, происходит с КПД менее 100%, чисто механический супер-турбонаддув также имеет преимущества по сравнению с гибридным электрическим супер-турбонаддувом. Эти преимущества рассматриваются здесь для дизельного двигателя, в котором повышение давления не ограничивается детонацией.
Рис.1
Схема турбонагнетателя со стороной компрессора (а) или между компрессором и турбиной (b) со стороны двигателя / генератора, как используется в F1.
2 Предлагаемый супер-турбонагнетатель с широким диапазоном частоты вращения
В предлагаемом нововведении турбонагнетатель увеличенного размера соединен с коленчатым валом через другой механизм изменения передаточного числа. Конструкции да Винчи бесступенчатого вариатора датируются 1490 годом.В 1886 году был подан первый патент на тороидальный вариатор. Конструкция полутороидальной бесступенчатой трансмиссии (CVT), используемая здесь, предлагается во многих статьях, таких как [9]. В этой статье предлагаются геометрические и кинематические величины, силы, крутящий момент и эффективность, контактное давление и смазка полутороидального вариатора. Устройство с регулируемым передаточным числом, аналогичное характеристикам Torotrak V-Charge, может быть использовано для запуска турбокомпрессора увеличенного размера в предлагаемом приложении. А 13.В настоящей заявке рассматривается механизм передаточного отношения от 2 до 107,2. CVT должен обеспечивать непрерывное передаточное число переменной скорости от понижающей передачи 1: (2,85) до повышающей передачи (2,85): 1, хотя и имеет тороидальную конструкцию. Конечное передаточное число достигается за счет использования одной или нескольких зубчатых пар с общим передаточным числом 37,6: 1. Этот механизм позволяет передавать на коленчатый вал положительную разницу между работой турбины и компрессора или получать от коленчатого вала отрицательную разницу между работой турбины и компрессора с оптимальной скоростью.Механизм действует в двух направлениях, то есть может передавать мощность на коленчатый вал или от коленчатого вала и турбокомпрессора, и он соединен с валом турбокомпрессора, а не с валом компрессора. Существование продукта — нагнетателя с регулируемой скоростью Torotrack — с бесступенчатой трансмиссией с таким же передаточным числом, как у предлагаемого здесь, является доказательством возможности создания этого устройства.
Рабочая скорость турбонагнетателя — это скорость, которая максимизирует общий выходной крутящий момент на коленчатом валу и общую топливную эффективность. η *, определяемую как отношение мощности на поршневом коленчатом валу, увеличенной мощности от вала турбонагнетателя к мощности потока топлива. .В случае традиционного турбонагнетателя работа турбонагнетателя направлена только на максимизацию работы поршня и КПД η , определяемого как отношение мощности поршневого коленчатого вала к мощности потока топлива.
В данной работе рассматривается дизельный, а не бензиновый двигатель, как в ссылках [1–4] (или [8]). Турбина может рекуперировать намного больше энергии, чем энергия, необходимая для компрессора, и вносить вклад в общий выходной крутящий момент на коленчатом валу с разницей между работой турбины и компрессора.Точно так же, когда компрессору требуется больше энергии, чем энергия, доступная в турбине, именно эта разница обеспечивается коленчатым валом. Эффективность механизма только весит на разнице между работой компрессора и турбины. При работе турбокомпрессора на более высокой скорости, чем уравновешивающая скорость, компрессор выполняет больше работы, давление на впуске увеличивается, больше воздуха задерживается внутри цилиндра, больше топлива впрыскивается при сгорании, больше работы совершается поршнями, и больше работы совершается выхлопными газами, расширяющимися через турбину.Это увеличивает общий крутящий момент и общую эффективность преобразования топлива.
На рис. 2 представлена схема турбонагнетателя со стороной компрессора CVT для механического соединения с желобными шестернями коленчатого вала (a, b), рассматриваемыми в настоящем исследовании. Здесь рассматриваются варианты компрессора со стороны вариатора для механического соединения с коленчатым валом через двойной тороидальный вариатор и 3 пары шестерен или один тороидальный вариатор с 1 парой зубчатых колес к / от коленчатого вала. Бесступенчатая трансмиссия состоит из входного и выходного диска (дисков) и приводных роликов, передаточное число которых равно отношению радиусов входного и выходного контакта.Также может быть добавлено сцепление для обеспечения сбалансированной работы турбонагнетателя без привязки к скорости двигателя, если / когда это будет сочтено целесообразным. Конструкции бесступенчатой трансмиссии (а) и (b) — это лишь две из множества возможностей, которые необходимо дополнительно изучить в механической конструкции вала трансмиссионного турбонагнетателя от / к коленчатому валу.
Рис.2
Схема турбонагнетателя со стороной вариатора компрессора для механического соединения с коленчатым валом через двойной тороидальный вариатор, тороидальный и 3 пары шестерен (а) или одиночный тороидальный вариатор с 1 парой зубчатых колес (б).
Механическая система имеет недостатки в упаковке и гибкости по сравнению с электрической системой. Однако его преимущества заключаются в полной механической интеграции, увеличивающей выходную мощность коленчатого вала.
CVT должен обеспечивать непрерывное передаточное число переменной скорости от понижающей передачи 1: (2,85) до повышающей передачи (2,85): 1 посредством тороидальной конструкции, такой как предложенная на Рисунке 1 (b). Если r 1 — радиус контакта на входном диске, а r 2 — радиус контакта на выходном диске, (симметричный) тороидальный вариатор работает от r 2 / r 1 = 2.85 по r 1 / r 2 = 2,85. Поскольку поток мощности через вариатор ограничен, конструкция двойного тороидального вариатора, показанная на Рисунке 1 (а), типичная для трансмиссий двигателя или гоночного механического маховика KERS, не нужна. При изменении r 1 / r 2 изменяется относительная скорость турбокомпрессора и компрессора, и, следовательно, наддув и мощность на коленчатый вал или от него.
3 Вычислительный метод
Моделирование рабочих характеристик двигателя (например, хорошо известные из справочников [10, 11], лидеры отрасли в этой области) позволяют рассчитать работу двигателя для заданной геометрии при различных условиях эксплуатации.Точность моделирования повышается за счет применения передового опыта и обширных проверок по сравнению с экспериментами. Настоящее моделирование выполнено для шестицилиндрового дизельного двигателя TDI V с соотношением диаметр цилиндра / ход поршня 0,829, отношение длины шатуна к ходу хода 1,896, степень сжатия 18,5: 1, максимальное отношение давлений через компрессор 4,0, рабочий объем 3,8 литра. Этот двигатель предназначен для гоночных автомобилей, а не для легковых автомобилей.
Критическим аспектом моделирования, в остальном довольно простым, является моделирование горения.Сгорание здесь моделируется с помощью функции дизельного топлива Wiebe, состоящей из табулированных параметров в зависимости от скорости и нагрузки. Скорость горения задается с помощью трехчленной функции Вибе. Константы Вибе должны соответствовать скорости тепловыделения, рассчитанной на основе измеренного давления в цилиндре. Константы Вибе включают в себя: задержку зажигания (задержка в градусах угла поворота коленчатого вала между началом впрыска и началом сгорания), предварительно смешанная фракция (фракция топлива, которая смешивается до начала сгорания и сгорает предварительно смешанной), хвостовую фракцию (долю топлива, которая ожоги за пределами основного диффузионного ожога), продолжительность предварительно смешанного ожога (продолжительность в градусах угла поворота кривошипа для предварительного ожога), основная продолжительность (продолжительность в градусах угла поворота коленчатого вала основного диффузионного ожога) и, наконец, продолжительность хвостового ожога (продолжительность в градусах угла поворота кривошипа хвостового ожога изгиб).Модель также требует указания предварительно смешанной экспоненты, главной экспоненты и хвостовой экспоненты. Функция Wiebe для дизельного двигателя представлена в виде таблицы для воспроизведения экспериментальной скорости тепловыделения, рассчитанной на основе давления в цилиндре для базового дизельного двигателя, который работает с другим турбонагнетателем и другими наддувами. Поскольку предполагается, что температура и давление внутри цилиндра увеличатся, это в конечном итоге приведет к более высокой скорости сгорания. Модель аппроксимирует одним эквивалентным событием впрыска тепловыделение более сложного впрыска, состоящего из нескольких фаз, поскольку стратегия впрыска в современных дизельных двигателях с прямым впрыском основана на последовательности событий впрыска.Дальнейшее улучшение точности моделирования возможно только после экспериментов с двигателем.
4 Результаты
Здесь представлены моделирование двигателя с воспламенением от сжатия, работающего с валом турбонагнетателя, соединенным с коленчатым валом с помощью механизма изменения передаточного числа. Турбокомпрессор намеренно увеличен в размерах, а также увеличены размеры портов, диаметров клапанов и подъемников. Турбокомпрессор предназначен для использования с максимальной скоростью x рабочий объем, который на 30% больше нынешнего 3.8 литров × 4500 об. / Мин. Предполагается, что эффективность механизма с изменяемым передаточным числом, обеспечивающего передаточное число от 13,3 до 107,2, составляет 90%.
На рисунке 3 представлены карты турбины и компрессора. a) и b) карты компрессора, c) и d) карты турбины. Значения скорректированы на 298 К и 100 кПа. Уменьшенные значения соответствуют формулам:
р п M р е d ты c е d знак равно р п M а c т ты а л Т я п л е т — т о т а л м ˙ р е d ты c е d знак равно м ˙ а c т ты а л ⋅ Т я п л е т — т о т а л п я п л е т — т о т а л
Фиг.3
Карта компрессора. Скорость (a) и эффективность (b) в зависимости от степени давления и скорректированного массового расхода. Линии скорости компрессора от 8 644 до 102 000 об / мин. Карта турбины. Скорость (c) и эффективность (d) в зависимости от степени давления и скорректированного массового расхода.
С частотой вращения турбонагнетателя, давлением P, температурой T и массовым расходом. Турбонагнетатель имеет области оптимальной работы, области, в которых он работает менее эффективно, и области, где он не может работать. Соединение коленчатого вала с помощью механизма переменного передаточного числа позволяет искать оптимальную рабочую точку, изменяя передаточное число и, следовательно, скорость турбокомпрессора в дополнение к другим типичным параметрам управления традиционного турбокомпрессора.
На рис. 4 представлена созданная модель. Вал турбины и компрессора через шестерни соединены с коленчатым валом двигателя. Передаточное число задано различным для каждой частоты вращения двигателя и нагрузки, но одинаково для турбины и компрессора. На максимальной скорости компрессор работает в зоне между линией помпажа с левой стороны и линией дросселирования с правой стороны для всех значений массового расхода в диапазоне скоростей двигателя. Компрессорная система, включающая вариатор и шестерню, соединяющую вал с коленчатым валом, выбирается таким образом, чтобы расчетные рабочие точки не выходили за пределы линий помпажа и дросселирования.
Виртуальные модели двигателей разработаны с использованием программного обеспечения GT-SUITE [11, 17]. GT-SUITE — это один из ведущих в отрасли инструментов моделирования характеристик двигателя, применяемый производителями оригинального оборудования (OEM), исследовательскими центрами и академическими учреждениями и предлагаемый на многих курсах бакалавриата и магистратуры по автомобильной инженерии. Этот конкретный инструмент существует уже 3 десятилетия. Почти 800 из множества опубликованных статей, посвященных разработке, проверке и применению моделей GT-SUITE разработчиками, перечислены в [17].Рисунок 4 позволяет оценить детали модели. В дополнение к элементам потока, в которых решается зависимое от времени уравнение сохранения массы, импульса, энергии и компонентов, на эскизе также показаны специальные элементы, такие как цилиндры двигателя и форсунки, а также элементы компрессора и турбины, имеющие более сложное определение. . Следует отметить, что компрессор и турбины связаны с коленчатым валом отдельными механическими звеньями. Это требует ручной постобработки результатов, чтобы уменьшить механические потери турбонагнетателя, пропорциональные полезной мощности, подаваемой на турбонагнетатель или от него.Более подробную информацию о моделировании можно найти в [11] и [17].
Кинематическое передаточное число и механический КПД, которые представляют собой потери на трение в зубчатом соединении между коленчатым валом и валом турбокомпрессора, предписываются для каждой рабочей точки нагрузки (BMEP) x скорости. Механический КПД трения также определяется для вала как отношение выходной мощности к входной мощности. Этот параметр также предписывается для каждой рабочей точки нагрузка × скорость.
Аналогично тому, что было сделано в [8], настройка модели не позволяет напрямую вычислить поток мощности к / от коленчатого вала, поскольку только разница между мощностью турбины и компрессора проходит через вариатор и зубчатая пара до коленвала.В [8] только разница между мощностью турбины и компрессора подавалась на MGU-H для зарядки или разрядки батареи. Общая мощность на коленчатом валу, а также вклад поршней и турбонагнетателя корректируются во время постобработки. Если P t — это полная мощность турбины, а P c — полная мощность компрессора, тогда Δ P t , c = (P t −P c )> 0, то мощность, передаваемая на коленчатый вал, составляет Δ P t , c ⋅ η CVT , где η CVT , является КПД вариатора и зубчатой пары.И наоборот, когда Δ P t , c = (P t −P c ) <0, то мощность, потребляемая от коленчатого вала, составляет Δ P t , c / η CVT .
На Рисунке 5 представлены предварительные результаты работы. a) и b) — это степень давления в компрессоре и турбине, а c) и d) — это соотношение скоростей турбокомпрессор / двигатель и частота вращения турбонагнетателя.e) и f) — отношение мощности турбонагнетателя к общей мощности и общий КПД преобразования топлива η *, отношение мощности на коленчатом валу и валу турбонагнетателя к мощности потока топлива в зависимости от среднего эффективного давления и скорости в тормозной системе.
Рис.5
Предварительные результаты расчетов, различные рабочие характеристики двигателя в зависимости от частоты вращения двигателя в об / мин и среднего эффективного давления в тормозной системе в барах. Соотношение давлений в компрессоре (а) и турбине (б).Отношение частоты вращения турбокомпрессора к коленчатому валу двигателя (c) и частота вращения турбонагнетателя (d). Отношение мощности турбонагнетателя к мощности коленчатого вала (e) и общий КПД двигателя η * (отношение мощности на коленчатом валу плюс мощность на валу турбонагнетателя к мощности потока топлива) (f).
Максимальная частота вращения турбокомпрессора 150 000 об / мин. При средней нагрузке на любой скорости обеспечивается очень высокий коэффициент давлений около 4, при этом это отношение лишь минимально снижает, увеличивая скорость двигателя выше 3000 об / мин.При высокой нагрузке максимальная частота вращения турбокомпрессора разрешена выше 1500 об / мин. Только в диапазоне низких нагрузок частота вращения турбокомпрессора может быть чрезмерной.
Это результат предписанного минимального передаточного числа 13,3, так как турбокомпрессор, отсоединенный от механизма, мог бы лучше работать ниже этого передаточного числа. Более широкое передаточное число или сцепление могут решить эту проблему.
С традиционным турбонагнетателем максимальный крутящий момент составляет около 3000 об / мин, при очень плохих характеристиках двигателя ниже этой частоты вращения, а максимальная мощность составляет 4500 об / мин.Увеличиваются и максимальный крутящий момент, и максимальная мощность. Широко распространена область с КПД выше 40%, от 15 до 40 бар и от 2000 до 4000 об / мин. При максимальной нагрузке считается λ 1,4.
При частоте вращения выше 4000 об / мин эффективность снижается в основном из-за зависимости трения от скорости и усложнения процесса сгорания (4500 об / мин — это технологический предел для дизельного сгорания с диффузионным регулированием). Ниже 2000 об / мин эффективность снижается, поскольку выхлопные газы не поддерживают более высокие скорости компрессора.Однако КПД по-прежнему выше, чем можно было бы достичь без подачи энергии на вал турбонагнетателя. При частичной нагрузке турбокомпрессор продолжает получать энергию на низких скоростях — средне-высоких нагрузках, в то время как на высоких скоростях — средне-высоких нагрузках турбокомпрессор обычно выдает энергию. Турбонагнетатель вносит значительный вклад в общую мощность двигателя, особенно при высоких скоростях и нагрузках. Для конкретного двигателя и турбонагнетателя дополнительная мощность турбонагнетателя может приближаться к 10% мощности коленчатого вала двигателя.На низких оборотах мощность турбонагнетателя отрицательная, требуя почти 20% мощности коленчатого вала двигателя. Минимальное значение λ для полной нагрузки составляет 1,4. λ увеличивается до 6,5–7, снижая нагрузку до 1 бар BMEP. Поскольку карта передаточного отношения не полностью оптимизирована, дальнейшие улучшения в общей карте эффективности преобразования топлива все еще возможны.
Не показан в статье, предлагаемый двигатель с автономным турбонагнетателем увеличенного размера (не соединенным с коленчатым валом через шестерню и вариатор) имеет очень низкий крутящий момент и очень низкую эффективность преобразования топлива в диапазоне низких скоростей.В предлагаемом устройстве крутящий момент на низкой скорости увеличивается до значений средней скорости, рис. 5f, в то время как эффективность лишь незначительно снижается при снижении скорости с 2000 до 1000 об / мин.
На рис. 6, наконец, представлена мощность, подаваемая на коленчатый вал от вала турбонагнетателя (положительное значение для работы турбины больше, чем для работы компрессора) плюс отношение радиусов впуска к выпускному в вариаторе. Мощность максимальная при высоких скоростях и нагрузках и минимальная при низких скоростях и средних и высоких нагрузках. Передаточное число CVT максимально при низкой скорости и средних и высоких нагрузках и минимально при низких нагрузках.Он также уменьшается за счет увеличения скорости. Эти данные являются рабочими входными данными, необходимыми для проверки механической правильности конструкции вариатора.
Фиг.6
Предварительные результаты расчетов в зависимости от частоты вращения двигателя в об / мин и среднего эффективного давления в тормозной системе в барах. Мощность на валу турбокомпрессора (а) и передаточное число (или отношение радиусов впуска к выпускному) на вариаторе (b).
5 Обсуждение и заключение
Здесь предлагается супертурбонагнетатель, соединяющий вал турбонагнетателя с коленчатым валом через вариатор и шестерню.Этот супертурбонагнетатель отличается от системы VanDyne, где вал турбонагнетателя соединен с коленчатым валом через шестерню, или нагнетателя с регулируемой скоростью Torotrak, где вариатор и шестерня соединяются с коленчатым валом только валом компрессора.
Предлагаемое нововведение позволяет достичь максимального среднего эффективного давления в тормозах 40 бар в дизельном двигателе на обедненной смеси с минимальным давлением λ 1,4. Нововведение обеспечивает высокий наддув на любой скорости, а также высокую эффективность преобразования топлива, превышающую 40%, на большей части графика нагрузки x скорости, отсутствие турбо-лага и снижение потерь тепла выхлопных газов.
Нововведение включает теоретически готовые компоненты (конечно, турбокомпрессор, более сомнительно устройство с регулируемым передаточным числом).
Результаты расчетов должны быть проверены во время экспериментов с двигателем.
Что касается выхлопного тепла блока двигателя-генератора типа F1 (MGU-H), соединяющего вал турбонагнетателя с тяговой батареей, такой как [8], то предлагаемая конструкция имеет значительное преимущество, заключающееся в подаче энергии на коленчатый вал, а не на батарею, тем самым увеличивая мощность двигателя в остальном не изменилась.С точки зрения эффективности чисто механическое соединение лучше, чем преобразование механической энергии в электрическую, затем химическую, затем обратно в электрическую и, наконец, в механическую энергию, как в MGU-H в стиле F1. Предлагаемое нововведение превосходит MGU-H типа F1 [8] как по мощности двигателя, так и по эффективности преобразования топлива и не требует гибридной электрической силовой передачи.
Этот результат мотивирует дальнейшие исследования механизма, который может значительно улучшить традиционные силовые агрегаты на базе дизельных двигателей.
Утверждение об электрическом MGU-H в стиле F1 следует из того факта, что предложенный механизм передает или получает энергию непосредственно от коленчатого вала или к нему без какого-либо преобразования энергии. В MGU-H в стиле F1 турбокомпрессор подает или получает энергию от накопителя энергии, батареи, с преобразованием механической энергии в электрическую, а затем в химическую, или преобразованием химической энергии в электрическую, а затем в механическую. энергия, с эффективностью каждого процесса преобразования энергии все, кроме единства.Кроме того, в то время как в предлагаемом устройстве турбонагнетатель передает дополнительную энергию, в конечном итоге доступную для коленчатого вала, и, следовательно, увеличивает чистую выходную мощность двигателя, в MGU-H типа F1 дополнительная мощность турбонагнетателя направляется в накопитель энергии, который может быть разряжен путем подачи энергия поступает в турбонагнетатель, когда баланс энергии восстанавливается, или на колеса через MGU-K системы рекуперации кинетической энергии, в этом случае снова возникают проблемы с преобразованием энергии. Хотя турбокомпрессор увеличенного размера имеет смысл с предлагаемым механическим соединением вала турбокомпрессора с коленчатым валом, нет никаких оснований использовать турбокомпрессоры увеличенного размера с электрическим MGU-H.
С максимальной эффективностью преобразования топлива в диапазоне от 40% для легковых автомобилей и выше 50% для грузовиков большой грузоподъемности и незначительными потерями эффективности в большей части диапазона нагрузок традиционные силовые агрегаты с дизельными двигателями превосходят всех других конкурентов. для экономии топлива по сравнению с реальными условиями вождения, с возможностью использования механической или электрической системы рекуперации кинетической энергии, необходимой для тяжелых городских условий вождения, характеризующихся частыми запусками и остановками [12].
Что касается выбросов оксидов азота, ахиллова пята дизельного двигателя, работающего на обедненной смеси, все еще не имеющего дополнительной обработки, которая может конкурировать с трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором стехиометрического бензина, следует отметить, что следует сравнивать различные альтернативы массового транспорта все соответствующие критерии, экологические, экономические и рабочие характеристики, на протяжении всего жизненного цикла транспортного средства, включая производство, эксплуатацию, техническое обслуживание и утилизацию, а также с помощью объективных испытаний [13].
В дополнение к дальнейшему развитию доочистки, образование оксидов азота также может быть уменьшено путем использования прямого впрыска воды [14–16] в дополнение к рециркуляции выхлопных газов, поскольку эта мера может не только снизить тенденция к детонации и ограничению потерь тепла в бензиновых двигателях, а также к снижению температуры дымовых газов там, где / когда это необходимо, в дизельном топливе с обедненным сжиганием.
Эта статья — лишь еще один пример того, что еще есть значительные запасы для улучшения двигателя внутреннего сгорания.Если политически будущее двигателя внутреннего сгорания находится под угрозой [13], поскольку электромобиль предлагается для массовой мобильности до того, как будут решены проблемы с аккумулятором и производство возобновляемой электроэнергии, технически все еще нет лучшего варианта, чем внутренний двигатель внутреннего сгорания, при этом все еще возможны значительные улучшения в конструкции двигателя внутреннего сгорания и в гибридизации трансмиссии.
- BMEP
среднее эффективное давление тормоза
- Вариатор
Бесступенчатая трансмиссия
- ЛЕД
двигатель внутреннего сгорания
- KERS
система рекуперации кинетической энергии
- МГУ-Н
Мотор-генератор тепла выхлопных газов
- МГУ-К
мотор-генератор кинетической энергии
- η
мощность на коленчатом валу vs.мощность потока топлива
- η *
Зависимость мощности от коленчатого вала и вала турбонагнетателя от мощности потока топлива
- λ
относительное соотношение воздух-топливо
Ссылки
[1] VanDyne, E.A. и Вагнер Р., Компания Woodward Governor Company, 2008. Презентация супертурбокомпрессора.На конференции DEER, Детройт (Мичиган), август. energy.gov/sites/prod/files/2014/03/f8/deer08_vandyne.pdf Поиск в Google Scholar
[2] Ван Дайн, Э. и Гендрон, Т.А., Woodward Governor Company, 2009. Супер-турбонагнетатель. Патент США 7,490,594. Поиск в Google Scholar
[3] Chadwell, C.J. and Walls, M., 2010. Анализ уменьшенного двигателя с наддувом с использованием 1-D моделирования CFD. Технический документ SAE № 2010-01-1231. Искать в Google Scholar
[4] Riley, M.B., VanDyne, E.и Браун, Дж. У., Vandyne Superturbo, Inc., 2015. Супертурбонагнетатель с высокоскоростным тяговым приводом и бесступенчатой трансмиссией. Патент США 9, 217, 363. Искать в Google Scholar
[5] www.enginelabs.com/news/inside-look-variable-speed-supercharging-technology/ Искать в Google Scholar
[6] Cross, D. и Brockbank, C., 2009. Механическая гибридная система, включающая маховик и вариатор для автоспорта и основных автомобильных приложений, технический документ SAE No.2009-01-1312. 10.4271 / 2009-01-1312 Искать в Google Scholar
[7] www.nissan-global.com/PDF/tcvt_e.pdf Искать в Google Scholar
[8] Boretti, A., 2017. F1 style MGU-H применяется к турбокомпрессору бензинового гибридного легкового электромобиля, Нелинейная инженерия, 10.1515 / nleng-2016-0069. Поиск в Google Scholar
[9] Карбоне, Г., Мангиаларди, Л. и Мантриота, Г., 2004. Сравнение характеристик полнотороидальных и полутороидальных тяговых приводов. Теория механизмов и машин, 39 (9): 921–942.10.1016 / j.mechmachtheory.2004.04.003 Поиск в Google Scholar
[10] www.software.ricardo.com/Products/WAVE Поиск в Google Scholar
[11] www.gtisoft.com/gt-suite-applications/ propulsion-systems / gt-power-engine-Simulation-software / Поиск в Google Scholar
[12] Боретти, А., 2010, Сравнение топливной экономичности высокоэффективных дизельных и водородных двигателей, приводящих в движение компактный автомобиль с кинетической системой на основе маховика. системы рекуперации энергии, Международный журнал водородной энергетики 35 (16): 8417–8424.10.1016 / j.ijhydene.2010.05.031 Поиск в Google Scholar
[13] Боретти А., 2017, Будущее двигателя внутреннего сгорания после «дизельных ворот», Техническая статья SAE № 2017-28-1933. Поиск в Google Scholar
[14] Boretti, A. (2011), Стехиометрические измерения с закачкой воды, Международный журнал по водородной энергии 36: 4469–4473.10.1016 / j.ijhydene.2010.11.117 Поиск в Google Scholar
[ 15] Боретти, А., Осман, А. и Арис, И. (2011), Прямой впрыск водорода, кислорода и воды в новый двухтактный двигатель, International Journal of Hydrogen Energy 36: 10100–10106.10.1016 / j.ijhydene.2011.05.033 Поиск в Google Scholar
[16] Боретти А. (2013), Впрыск воды в двигатели с искровым зажиганием с прямым впрыском и турбонаддувом, Прикладная тепловая инженерия, 52 (1): 62–68.10.1016 /j.applthermaleng.2012.11.016 Искать в Google Scholar
[17] Gamma Technologies LLC, «GT-SUITE Publications». https://www.gtisoft.com/gt-suite/publications, 2015 (по состоянию на 15 октября 2015 г.). Искать в Google Scholar
Поступила: 20.11.2016
Принято к печати: 2017-8-10
Опубликовано в сети: 16.09.2017
Опубликовано в печати: 2018-3-26
© 2017 Walter de Gruyter GmbH, Берлин / Бостон
Эта статья распространяется на условиях некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает неограниченное некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.
Двигатель круизного лайнера, силовая установка, расход топлива
Вот некоторые из наиболее интересных данных и фактов, связанных с технологией круизных судов: двигатели, мощность, судовые силовые установки, расход топлива круизных судов и кое-что о загрязнении ссылки).
В 2020 году ИМО (Международная морская организация) вводит глобальный предел содержания серы 0,5% для судового топлива. Если не используются скрубберы (устройства контроля загрязнения), владельцы старых судов должны использовать в качестве судового топлива либо MGO (судовой газойль), топливо категории ECA (низкосернистое MGO), новое модифицированное топливо и смеси, СПГ (сжиженный природный газ) или электрическое топливо. /заряд батареи.Каждый вариант топлива зависит от типа и возраста судна, маршрутов / маршрутов и силовой установки. Большинство новых пассажирских судов работают на СПГ. Крупнейшие морские порты мира, а также многочисленные более мелкие порты уже установили береговые электростанции, обеспечивающие энергоснабжение от берега к судну для пришвартованных судов. Во многих портах береговая мощь дополняет возможности по бункеровке СПГ.
Двигатель круизного лайнера
Без источника энергии эти огромные круизные суда были бы не чем иным, как бесцельно дрейфующими отелями.Большое количество старых кораблей используют дизельные поршневые двигатели для выработки энергии для движения. Мощность двигателя круизного лайнера передается через трансмиссию на гребные валы. Эти трансмиссии определяют обороты гребных винтов. Современные корабли используют либо дизель-электрические двигатели, либо газовые турбины в качестве источника энергии для движения и судовых систем. Некоторые из более крупных кораблей зависят от двух источников энергии — одного для электрической энергии, а другого для движения.
Газотурбинные двигатели (являющиеся производными от самолетов) вырабатывают тепло, которое преобразуется из механической энергии в электричество.Для этого в камере сгорания сжигается сжатый воздух. Горячий выхлоп производится через турбину, которая вращается, чтобы механически приводить в движение вал. Энергию можно использовать для вращения генераторов. Точно так же работают дизель-электрические двигатели, но в них используется система прямого привода, а не турбина. Выходные валы для выработки электроэнергии подключены к генераторам.
Оба типа двигателей требуют много топлива. Например, Cunard QE2 потребляет ежедневно 380 тонн топлива при скорости 29 узлов и перевозит топливо, достаточное для плавания в течение 12 дней.Обычно суда заправляются в разных морских портах и используют заправочные баржи в качестве плавучих заправочных станций. На судах используется низкосортное дизельное топливо, которое, как правило, не горит так же чисто, как дизельные дорожные транспортные средства.
Все суда полагаются на гребные винты / винты, которые толкаются через воду, обеспечивая прямое и обратное движение. Самолеты, например, требуют огромных скоростей винта для обеспечения движения вперед, но гребным винтам корабля не нужно вращаться так быстро и полагаться на крутящий момент. Поэтому корабли идут медленно и редко развивают скорость до 30 узлов (для получения дополнительной информации перейдите по нашей ссылке выше).
Машинное отделение круизного лайнера
Основная деталь машинного отделения круизного лайнера — его расположение. Для обеспечения устойчивости наибольший вес корабля должен находиться на его нижней возможной палубе, и обычно двигатели устанавливаются над килем. Нижние палубы корабля почти полностью заполнены техникой. Область, создающая достаточно энергии для движения такого огромного судна по воде, должна быть действительно большой — очень часто машинные отделения занимают как минимум три палубы. Вместо длинных залов, вытянутых по длине корпуса, механизмы почти всегда разделены на меньшие отсеки — один для главных двигателей, другой для системы отопления / кондиционирования.Это разделение на разделы сделано по соображениям безопасности. Если произойдет пробой корпуса или пожар, несколько отсеков помогут сдержать повреждение. На следующем фото показано машинное отделение судов класса Oasis компании RCI.
В редких случаях двигатели не размещаются на днище корабля. Четыре главных дизельных двигателя RMS Queen Mary 2 расположены над килем, а две газовые турбины меньшего размера находятся на верхней палубе (позади воронки). В старых лайнерах не было ничего необычного в наличии двух машинных отделений. Постепенно технологии позволили объединить эти пространства.Однако действующее морское законодательство требует, чтобы суда имели дублирующее оборудование и 2 машинных отделения.
В мае 2015 года Wartsila Corporation и Carnival Corporation объединились для оптимизации работы машинного отделения круизных лайнеров на всех 101 лайнере 9 глобальных брендов корпорации. Сделку подписали Мики Арисон (председатель Carnival) и Бьорн Розенгрен (президент и главный исполнительный директор Wartsila). План включал установку новейших морских решений Wartsila, сначала испытанных на нескольких судах Carnival Cruise Line в пилотных проектах.Новые системы и технологии включали системы контроля и управления двигателем, оборудование для обеспечения безопасности и экономии топлива.
Пакет Wartsila «Решение по оптимизации производительности активов» позволяет получить оптимальную производительность судовых дизельных двигателей Wartsila, рекомендует способы решения потенциальных проблем, максимизирует производительность судна, обеспечивает работу систем на полную мощность, повышает предсказуемость управления топливом и потребности в техническом обслуживании. Пакет топливного двигателя Wartsila был специально разработан для снижения расхода топлива.
Технологии Wartsila Marine направлены на оптимизацию работы судов, но также позволяют обнаруживать отклонения от нормальных параметров оборудования и двигателей. Это позволяет устранить возникающие проблемы и источники неисправностей двигателя до их возникновения.
Обычный дизельный двигатель для круизных лайнеров
Сегодняшние дизели с прямым приводом имеют одно главное преимущество — возможность использования валогенератора, который представляет собой устройство, использующее круговое движение гребного вала для выработки электроэнергии, необходимой для гостиничных услуг, таких как приготовление пищи. и освещение.
Валовые генераторы можно использовать только тогда, когда судно движется с довольно постоянной крейсерской скоростью. Вот как выглядит двигатель круизного лайнера NCL Epic:
Дизель-электрический двигатель круизного лайнера
Почти все новые корабли имеют дизель-электрическую силовую установку. На этих судах главные двигатели не соединены с гребными валами, а вместо этого они напрямую подключены к большим генераторам для выработки электроэнергии, которая, в свою очередь, отправляется на электродвигатели, которые затем приводят в действие и помогают вращать гребные винты.Основным преимуществом дизель-электрических систем двигателей круизных судов является эффективность, поскольку они позволяют основным двигателям работать с максимальной скоростью, независимо от того, движется ли судно со скоростью 5 или 25 узлов.
Потеря электроэнергии губительна для кораблей. Главным двигателям и генераторам требуется электричество, и оно необходимо для их работы. Насосы с электрическим приводом забирают холодную океанскую воду для охлаждения двигателей, а электрические насосы получают топливо из топливных баков и подают его в двигатель.Электроэнергия жизненно важна для многих операционных функций — без нее корабли останавливаются.
Для крупного оборудования (маршевый двигатель, носовые подруливающие устройства) требуется электричество высокого напряжения. Что касается меньшего оборудования (освещение кабины, оборудование камбуза), электричество проходит через трансформатор и, таким образом, понижается до более низкого напряжения. Через все корабли протянуты большие кабели для распределения электроэнергии. Они передают электроэнергию от генераторов к распределительным щитам, проходам, общественным помещениям, каютам экипажа и пассажирам.Кабельная разводка может быть слабым местом в системе распределения. Если электрические кабели на самом деле не дублируют, даже на судах с двумя машинными отделениями произойдет сбой питания.
Пока корабли стоят в доке, генераторы и главные двигатели вырабатывают больше энергии, чем необходимо. В порту они отключаются, и меньшие генераторы питают «гостиничную» нагрузку (освещение, кондиционер, камбуз и т. Д.). На перемещение по воде уходит подавляющее количество энергии корабля — около 85% всей производимой дизель-электрической силовой установки потребляется двигательной установкой.На фотографии выше изображено машинное отделение круизного лайнера Carnival класса Vista. Тип двигателя — «MAN 2 раза; 14V48 / 60CR» (система впрыска дизельного топлива Common-Rail):
Круизное судно Аварийные генераторы
Все суда снабжены аварийными генераторами для поддержания жизненно важной электроэнергии. Резервные генераторы расположены выше, а также за пределами машинного отделения, чтобы изолировать их от повреждений или пожара.
Большим кораблям требуется много энергии, поэтому у них может быть более одного аварийного генератора.Несмотря на это, у них нет мощности основных генераторов и двигателей, они не производят электроэнергии, достаточной для перемещения корабля, и не могут обеспечить всю мощность, необходимую в портах, из-за ограниченного пространства.
Аварийные генераторы вместо этого используются только для основных навигационных систем — важного коммуникационного оборудования, критических насосов в машинном отделении, аварийного освещения. В случае их выхода из строя суда должны иметь резервную батарею. По крайней мере, аккумуляторные комнаты обеспечивают 24 часа электроэнергии меньшему списку аварийного оборудования.
Вероятно, вы слышали об авариях круизных лайнеров Carnival, связанных с отключением электроэнергии в 2013 году. По нашей ссылке обновлений Carnival Fun Ship 2.0 вы можете узнать, как CCL боролась с этим имиджем «необслуживаемых кораблей» и реализовала революционные новые технологические инициативы по всему флоту — включая дополнительный аварийный резервный генератор на каждом из своих судов.
Двигательная установка круизного судна
Новые силовые установки круизного судна ABB Azipods XO (на фото ниже) более экономичны, чем традиционные системы, также обеспечивают лучшую маневренность, максимизируют скорость, сокращают вредные выбросы, что в целом оптимизирует характеристики судна и улучшает безопасность пассажиров.
Силовые установки ABB Azipod оказывают большое влияние на эффективность эксплуатации круизных судов, снижая потребление энергии и вредные выбросы до 20%.
В 2019 году ABB подписала договор с Oldendorff Carriers (основанная в 1921 году, крупнейшая в Германии компания по массовым перевозкам с флотом в ~ 700 судов) на поставку и установку силовых установок Azipod на двух новых судах. Оба саморазгружающихся сухогрузных судна были построены в Китае (Chengxi Shipyard Co Ltd / дочерняя компания CSSC), и их поставка запланирована на 2021 год.Каждое судно было оснащено двумя Azipod (выходная мощность 1,9 МВт на единицу), а также различными соответствующими электрическими и цифровыми решениями (силовая установка, дизель-электрические генераторы, двигатели подруливающего устройства, трансформаторы, распределительные щиты, система управления питанием, ABB Ability global ABB real- контроль времени).
Движительная установка круизного судна Azipod
Движительная установка круизного судна Azipod расположена за пределами корпуса в кормовой части судна. Azipod поворачивается во всех направлениях (360 градусов) с помощью руля направления, обеспечивая тягу в любых направлениях, что невозможно для обычных систем.См. На первом фото справа схему силовой установки круизного лайнера RMS Queen Mary 2.
Azipod QM2 на самом деле представляет собой электрическую силовую установку, состоящую из следующих основных компонентов:
- Пропульсивный двигатель — используется для создания или привода тяги. Вращение пропеллера приводится в действие электродвигателем.
- Питающий трансформатор — мощность, вырабатываемая генераторами, составляет 6600 кВ, которая понижается до необходимого напряжения с помощью питающего трансформатора и подается на двигатель в блоке.
- Регулятор частоты — используется для изменения частоты подаваемой мощности, чтобы можно было контролировать скорость вращения двигателя.
Судовая силовая установка Azipod представляет собой комбинацию рулевой и двигательной систем. В обычных морских силовых установках используется двухтактный двигатель, соединенный с валом, который проходит через кормовую трубу и туннель вала для соединения с гребным винтом вне корпуса в корме / корме корабля. Управление этой системой осуществляется рулем направления (в кормовой части винта).
На фотографии выше показаны силовые установки Azipods класса Oasis (2 единицы) перед установкой на корпус. На следующем фото показаны Azipods (оба блока), установленные на корпусе.
Третье судно класса Oasis — Harmony of the Seas — в настоящее время является самым технологичным и энергоэффективным круизным судном из когда-либо построенных. Он оснащен системой очистки выхлопных газов нового поколения (многопоточные скрубберы), а также системой смазки корпуса, позволяющей кораблю плавать на пузырьках воздуха (образующихся вокруг корпуса), что снижает лобовое сопротивление и повышает топливную экономичность.
Однако рулевое управление и силовая установка в устройстве Azipod объединены в одну часть, и система состоит из гребного винта (приводимого в действие электродвигателем), вращаемого рулем направления, соединенным с системой Azipod. Двигатель находится внутри герметичного контейнера и соединен с гребным винтом.
Следующее видео на YouTube посвящено установке Azipods ABB на новые круизные суда Genting Hong Kong (новые суда Star Cruises и новые суда полярного класса Crystal Cruises).
Эти корабли включают в себя полную силовую установку ABB — Azipods, электростанцию, компьютерную автоматизацию и программное обеспечение.Круизные лайнеры Crystal оснащены двумя блоками «Azipod D», позволяющими осуществлять навигацию в полярных направлениях. Каждое из судов Global-Class компании Star Cruises оснащено тремя подруливающими устройствами Azipod XO. На всех судах установлены «Интеллектуальный интерфейс маневрирования» ABB и программное обеспечение «OCTOPUS», оптимизирующие расход топлива и управление энергопотреблением. Все эти корабли были построены немецким кораблестроителем М. В. Верфтеном. В настоящее время почти 2/3 всех крупногабаритных круизных судов, ледокольных судов и грузовых судов высокого ледового класса имеют движители Azipod.
Преимущества морских силовых установок Azipod
- Двигательная установка круизного лайнера Azipod позволяет сэкономить много места в машинном отделении — там нет гребного винта, двигателя, вала или других приспособлений. Это сэкономленное пространство можно использовать для хранения груза.
- Отличная маневренность — гребной винт может поворачиваться во всех направлениях и обеспечивает более высокую дистанцию остановки, чем у традиционных систем.
- Движительная установка круизного лайнера Azipod может быть размещена ниже высоты судна и обеспечивает большую эффективность, чем обычные системы.
- В случае, если суда имеют большую ширину, две (или более) системы azipod, независимые друг от друга, могут использоваться для обеспечения тонкого маневрирования.
- Боковое подруливающее устройство исключено, поскольку для обеспечения боковой тяги можно использовать гондолы.
- Низкий расход смазочного масла и топлива.
- Снижение вибрации и шума по сравнению с обычными системами.
- Благодаря низкому уровню выбросов он не наносит вреда окружающей среде.
Недостатки морской силовой установки Azipod
- Требуется большая начальная стоимость.
- Многие дизельные генераторы необходимы для выработки энергии.
- Мощность двигателя ограничена — максимальная доступная мощность сейчас составляет 21 МВт.
- Двигательная установка круизного судна Azipod не может быть установлена на тяжелых грузовых судах, которым требуются большие двигатели и большая мощность.
Двигательная установка круизных судов класса Royal Caribbean Quantum
В апреле 2012 года компания ABB заключила контракт на 60 миллионов долларов США на поставку силовых установок Azipod для новых кораблей Royal Caribbean класса Quantum (Quantum, Anthem, Ovation) и Quantum. Плюс-класс (Пульс, Страсть).Прежнее название этой конструкции судна было «Проект Саншайн». Строитель — Meyer Werft (Папенбург, Германия).
АББ также поставляет системы выработки электроэнергии, распределения, носовые подруливающие устройства и, конечно же, силовые установки Azipod XO мощностью 2 x 20 500 кВт (на фото справа), трансформаторы и приводы.
NCL Epic корабельная двигательная установка
На момент ввода в эксплуатацию в 2004 году QM2 Cunard была самой большой в мире — 150 000 тонн GR. Ее конструктор Стивен Пэйн продемонстрировал преимущества гондолы, обеспечивающей повышенную маневренность судов.Винты (винты) корабля QM2 установлены на гондолах, которые поворачиваются на 360 градусов и обеспечивают повышенную маневренность. Он решил поставить капсулы — хотя и относительно новые, но еще не испытанные для больших кораблей. Суда Royal Caribbean классов Oasis, Freedom и Voyager, как и многие другие большие корабли, имеют гондольную двигательную установку, в отличие от фиксированных традиционных винтов, которые толкаются только в одном направлении.
Интересный факт о силовых установках круизного лайнера заключается в том, что Norwegian Epic не имеет капсул, хотя и немного больше, чем Queen Mary 2 (153 000 тонн GR), из-за опасений NCL по поводу новой технологии.Некоторые линии (включая Celebrity и Cunard) потерпели поломку судов из-за отказов гондол. Пришлось отменить множество рейсов, потребовались длительные периоды докования в сухом доке для замены подшипников гондолы, и NCL не хотела рисковать.
В настоящее время NCL Norwegian Epic имеет два обычных винта руля направления, не относящиеся к Azipod. Но как ей удается маневрировать, если они могут толкать только в одном направлении? Один вариант — сделать их больше и эффективнее при маневрировании, другой — добавить дополнительные мини-контейнеры или установить полноразмерные контейнеры.Только время покажет, произойдет ли что-то из этого на самом деле.
Силовая установка круизного лайнера Rolls-Royce «Promas Lite»
В ноябре 2013 года производственный гигант Rolls-Royce модернизировал круизное судно MS Richard Hurtigruten, установив новую силовую установку «Promas Lite» (интегрированная система гребной винт-руль). Это более старое судно, и Promas Lite был идеальным выбором, поскольку это комбинированная система «гребной винт-руль», повышающая эффективность более старых пассажирских судов меньшей вместимости.Модернизация значительно снизила эксплуатационные расходы Hurtigruten на этом судне. Повышенный КПД гребного винта оценивается в 11-14% при крейсерской скорости 15 узлов (17 миль / ч / 28 км / ч).
Силовая установка Promas объединяет гребной винт, колпак, баллон руля и руль направления в единый блок, который может повысить эффективность силовой установки на 3-8% (1-винтовые суда) и на 2-6% (2-винтовые суда). Это также улучшает маневренность, снижает расход топлива и вредные выбросы. Новая модульная технология позволяет создавать эффективные и экономичные системы по индивидуальному заказу из различных существующих и стандартных деталей — швартовных лебедок, якорных канатных подъемников, сновальных головок.
Компания Hurtigruten получила компенсацию в размере ~ 80% от ее общих инвестиций в модернизацию судовых силовых установок Promas Lite, поскольку у правительства Норвегии есть этот фонд NOx, который побуждает судовладельцев и операторов модернизировать свои суда и инвестировать в новые морские технологии, снижающие выбросы NOx. В числе будущих заказчиков двигателей Promas Lite, помимо пассажирских судов, будут такие морские суда, как рыболовные и грузовые.
После Norwegian Spirit (первое судно во флоте NCL с установленным Promas Lite в 2011 году) в мае 2014 года лайнер Star Cruises SuperStar Virgo стал первым круизным лайнером в Юго-Восточной Азии с силовой установкой Promas Lite от RR.Fincantieri использовал двигательную установку Promas Lite для всех лайнеров Viking Ocean.
Мощность круизного лайнера
Мощность двигателя круизного лайнера отвечает за привод гребных винтов, а другая возможность — это выработка электроэнергии, которая впоследствии используется для приведения в движение гребных винтов. Эффективность двигателя зависит не только от конструкции, но и от формы, веса и размера корабля. Мощность традиционно измеряется в лошадиных силах — одна лошадиная сила равна 746 ваттам. На следующем фото показан двигатель самого большого в мире пассажирского лайнера, который приводится в действие каждым из судов класса Royal Caribbean Oasis.
Морские паровые двигатели
Круизная промышленность началась в 1844 году, когда корабли приводились в движение паровыми двигателями, которые приводили в движение гребные винты с использованием пара в качестве рабочей жидкости. Самым большим пассажирским пароходом (до столкновения с айсбергом 14 апреля 1912 года) был «Титаник», оснащенный как поршневыми двигателями, так и турбинами, способный генерировать 50 000 лошадиных сил (37 мегаватт).
Судовые дизельные двигатели
Обычно суда оснащены четырьмя или пятью генераторными установками (среднескоростные, 500 оборотов в минуту), работающие на дизельном топливе и производящие энергию по 8-10 мегаватт каждая.Удельная мощность морского дизельного среднеоборотного двигателя составляет 80 киловатт на кубический метр. Суда, использующие дизельные двигатели, должны иметь системы очистки выхлопных газов и оборудование для каталитического восстановления для снижения воздействия на окружающую среду.
Судовые ядерные энергетические двигатели
Строительство первого и единственного в США торгового атомного корабля было заказано в 1950-х годах президентом Эйзенхауэром. Из общей стоимости 46,9 миллиона долларов на топливную активную зону и ядерный реактор было израсходовано более 28 миллионов долларов.Корабль проработал всего пять лет (1965-1970), но из-за высоких эксплуатационных расходов его служба была прекращена.
Судовые газовые турбины
Первой компанией, которая оборудовала круизные суда газовыми турбинами, была Royal Caribbean. Газовые турбины более экологичны, чем дизельные двигатели, и позволяют судам плавать с меньшим инвентарем и меньшим количеством обслуживающего персонала. Газовые турбины приводят в действие генераторы, которые, в свою очередь, обеспечивают электроэнергией гребные двигатели. Они регенерируют тепло из выхлопных газов газовых турбин, которое затем используется для производства электроэнергии, необходимой для бортовых услуг (кондиционирование воздуха, нагрев воды).
Rolls Royce — производитель крупнейшей в мире газовой судовой турбины Rolls-Royce MT30. Турбина обеспечит огромную мощность 109 МВт для двух пропеллеров, всего вооружения, радаров, систем управления и т. Д. Британских авианосцев нового поколения класса Queen Elizabeth. К этому классу относятся HMS Queen Elizabeth (запуск в 2017 году) и HMS Prince of Wales (запуск в 2020 году), каждая из которых имеет общую потребляемую мощность 80 МВт.
Энергосистема круизного лайнера с газовой турбиной
Первым крупным судном, на котором была установлена новая силовая установка для круизного лайнера с газовой турбиной, было Celebrity Millennium.Эта система будет чаще использоваться в новых постройках круизных лайнеров. Это новаторский подход, и, помимо новых доступных видов деятельности, важным элементом дизайна корабля является экономия на масштабе, маркетинг. К достоинствам системы можно отнести:
- меньший уровень вибрации и шума, больший комфорт, меньшая вероятность отказа;
- более низкие эксплуатационные расходы за счет более простого обслуживания;
- Снижение вредных выбросов, частично за счет газойля вместо топлива (-90% оксида серы, -80% оксида азота).
- — значительное увеличение веса и объема, особенно с морской силовой установкой Azipod (900 тонн, добавлено 70 кабин).
Газовые турбины в настоящее время представляют интерес только при строительстве высокоскоростных кораблей (военных кораблей и особенно авианосцев или быстрых пассажирских судов — максимальная скорость Millennium составляет 25 узлов) из-за большей мощности дизельного топлива на более низких и более высоких скоростях. цена на газойль вместо топлива для дизельных двигателей.
Газотурбинные двигательные установки круизных лайнеров способны избегать систем предварительного подогрева, необходимых для топлива в классических установках (опасность пожара!), Поскольку они используют газойль, такие турбинные силовые установки используются в классах Celebrity Millenium и RCI Radiance.На следующей фотографии показана силовая установка корабля класса Solstice компании Celebrity (4 кормовых азипода и форма подводного корпуса).
Круизные лайнеры, работающие на СПГ
В июне 2015 года Carnival Corporation объявила о заключении контракта с Fincantieri на строительство четырех судов, работающих на СПГ, с самой большой в отрасли пассажировместимостью. Это было частью заказа с Meyer Werft и Fincantieri на строительство 9 единиц в период 2019-2022 годов.
Четыре новостройки стали первыми в отрасли судами, работающими на СПГ (сжиженном природном газе), использующими СПГ в своих гибридных двигателях.Газ хранится на корабле и используется для выработки всей необходимой энергии в море. Двигатели предназначены не только для СПГ, но и для «двухтопливного» топлива (способного работать как с жидким судовым топливом, так и с природным газом). Эта конструкция предназначена для экономии места на борту (уменьшение необходимого места для хранения топлива).
СПГ — это природный газ, который состоит из 90% метана и 10% этана. При охлаждении до -160 C он переходит из газа в жидкость, а его объем уменьшается более чем в 600 раз, что делает его очень эффективным для распределения.Транспортировка СПГ на дальние расстояния осуществляется двухкорпусными газовозами. Транспортировка СПГ на короткие расстояния осуществляется грузовиками или небольшими судами (также баржами), оснащенными резервуарами высокого давления.
Газовое топливо устраняет все вредные выбросы — сажу и оксиды серы. В апреле 2016 года MSC Cruises объявила о заключении контракта с STX France на поставку до четырех судов, работающих на СПГ, валовой вместимостью более 200000 тонн каждое. Для сравнения, Oasis of the Seas составляет 225 000 тонн. Новые лайнеры MSC вмещают 5400 пассажиров при двухместном размещении каждый.Первый из них планируется поставить в 2022 году. Его силовая установка будет основана на новом прототипе двигателя.
Использование СПГ на больших круизных лайнерах — относительно новая концепция (2016 г.). Из-за больших размеров резервуаров для СПГ это топливо обычно используется на небольших пассажирских судах (паромах), курсирующих по коротким маршрутам. В портах имеется очень мало бункеровочных мощностей для СПГ. По сравнению с другими видами топлива (включая MGO / судовой газойль), СПГ чище (нет несгоревших остатков, меньше парниковых газов), более эффективен, стабилен и дешевле (снижает затраты на топливо).Технологии СПГ также развиваются благодаря будущим нормативам IMO по выбросам на море, особенно в портах и при работе в экологически уязвимых местах.
По сравнению с трубопроводным газом СПГ превосходит по качеству — чище, с большим содержанием метана и другой энергии. Его химическая структура также имеет стабильный состав, который не образует несгоревших остатков, сажи или каких-либо твердых частиц. Кроме того, поскольку топливо настолько чистое, на судах, работающих на СПГ, интервалы технического обслуживания удваиваются (более 25 000 часов / ~ 10140 дней) по сравнению со стандартными 12 500 часами с двигателями MDO (520 дней).
- Все основные мировые экологические организации и морские судоходные компании объединились для прямого запрета на перевозку несоответствующего топлива, когда в 2020 году вступит в силу ограничение на содержание серы в 0,5%.
- В январе 2018 года ИМО объявила, что начало 1 января 2020 года максимально допустимое содержание серы в судовом топливе (за пределами зон контроля выбросов) снижено с прежних 3,5% до 0,5%. Если морские суда не используют утвержденные эквивалентные методы соответствия, после января 2020 года у судов нет причин использовать несовместимое дизельное топливо.
- Новая цель ИМО — обеспечить значительную пользу для здоровья за счет снижения содержания серы в судовом топливе (газы SOx). В то же время пониженный предел ИМО значительно увеличивает эксплуатационные расходы судов.
Концепция круизного лайнера, работающего на СПГ, была впервые представлена Wartsila (финская производственная компания) и основана на двигателе с приводным валом, а не на азиподах. Резервуары СПГ расположены на верхней палубе (прямо под воронками). В основе концепции Rolls Royce лежат азиподы.
AIDAprima (2016) — одно из самых технологичных круизных судов в мире. Корабль движется на воздушной подушке, что снижает трение и расход топлива. Новая технология, получившая название MALS («Система смазки воздуха Mitsubishi»), позволяет лайнеру скользить по ковру с пузырьками воздуха.
Четыре главных двигателя судна — двухтопливные (тяжелая нефть и газойль СПГ), что снижает расход топлива. Судно оснащено усовершенствованной системой фильтрации, которая снижает выбросы дымовых газов (парниковые газы).Двигательная установка корабля включает 1 пару стабилизаторов и 2 привода ABB-pod (новая серия XO-Pod, мощность на единицу: 3 МВт). Суммарная выходная мощность 48 МВт. AIDAprima также является первым в мире «круизным судном, работающим на СПГ», поскольку оно использует СПГ-топливо во время стоянки в портах.
Для своих операций по бункеровке СПГ во Флориде (в портах приписки Порт-Майами и Порт Канаверал) CCL-Carnival заключила партнерское соглашение с Royal Dutch Shell plc в качестве поставщика топлива для лодок Mardi Gras (2021 г.) и Celebration (2022 г.).
Круизные лайнеры AIDA, работающие на СПГ
Первое успешное испытание судна AIDAprima на поставку СПГ прошло в Гамбурге, Германия, 7 мая 2016 года.Во время стоянки судно было успешно обеспечено СПГ во всех портах захода по маршруту (Гамбург, Роттердам, Гавр, Саутгемптон, Зебрюгге).
- По статистике компании, судно AIDA около 40% своего рабочего времени проводит в портах. По сравнению с использованием обычного судового дизельного топлива (содержание серы 0,1%) за счет использования СПГ выбросы судна были значительно сокращены. Окиси серы и частицы сажи были полностью предотвращены (в порту), выбросы оксидов азота сократились до 80%, выбросы CO2 были снижены на 20%.
- Суда AIDA (производство верфи Папенбург) на 100% работают на СПГ. AIDA инвестировала в исследования и испытания технологий для круизных судов на СПГ с 2015 года. В 2013 году AIDA сотрудничала с Becker Marine Systems по созданию гибридных барж для СПГ. Инновационное и гибкое решение используется на судах, пришвартованных в порту Гамбурга.
- С 30 мая 2015 года компания AIDAsol регулярно снабжается СПГ с низким уровнем выбросов на круизном терминале Хафенсити в Гамбурге.
- Суда AIDA расходуют в среднем всего 3 литра (0,8 галлона США) топлива на человека на борту на расстояние 100 км (62 мл).Это было подтверждено независимым экспертным исследованием в 2012 году. После внедрения новых технологий и экономного обращения с ресурсами статистика компании за 2016 год (по сравнению с 2012 годом) показала снижение энергопотребления (9% на человека на борту), снижение потребления воды (7, 2% п.п.) и снижение выбросов CO2 (7,7% п.п.).
Корабли Hurtigruten
В апреле 2018 года норвежская круизная паромная компания Hurtigruten объявила о проекте обновления флота на сумму 150 млн долларов США. Практически все суда будут модернизированы новыми гибридными силовыми установками, сочетающими двигатели на СПГ и аккумуляторы.
Для проекта был заключен контракт с Rolls-Royce Marine, первоначально на 6 судов плюс дополнительно еще 3. Завершение программы было запланировано до 1 января 2021 года. Проект также включает в себя все суда, которые будут модернизированы с возможностью использования береговых источников энергии.
Двухмоторные паромы (LNG-MDO)
На следующей схеме показаны двухмоторная силовая установка (Wartsila) и силовая установка (Azipod) круизного парома Talink Megastar. Это судно является крупнейшим «плавучим супермаркетом» на Балтийском море с двухпалубным торговым комплексом и уникальной опцией самообслуживания под названием «Q-shopping».Судно RoPax использует СПГ в качестве основного топлива и MDO (судовое дизельное топливо) в качестве вторичного топлива.
Судно оснащено пятью двухтопливными двигателями Wartsila — тремя 12-цилиндровыми (модель 12V50DF, комбинированная мощность 34,2 МВт) и двумя 6-цилиндровыми (модель 6L50DF, комбинированная мощность 11,4 МВт). . Суммарная выходная мощность парома составляет 45,6 МВт. Его силовая установка включает два гребных винта фиксированного шага Wartsila со сдвоенными гребными валами. Системы навигации также производства Wartsila, в том числе NACOS Platinum (интегрированная система управления судном).
Электроэнергия, вырабатываемая главными двигателями / силовой установкой, вырабатывает электроэнергию, которая используется от гребных двигателей, а также всех вспомогательных систем и гостиничных функций. Эта инновационная морская технология позволяет запускать и останавливать двигатели в зависимости от потребности в электроэнергии на борту, что дополнительно повышает топливную экономичность.
Корпус судна ледовый усиленный (класс 1А). Руль от Becker Marine Systems. По сравнению с традиционными судовыми двигателями, в газовом режиме судовые двигатели производят на 1/4 меньше COx, на 2/3 меньше NOx, нулевое содержание SOx и отсутствие частиц сажи.
Бортовая система СПГ состоит из 2-х бункерных станций, 2-х горизонтальных резервуаров для хранения СПГ Linde (криогенные, с вакуумной изоляцией, нержавеющая сталь, общий объем газа 600 м3), бункеровочных линий с двойными стенками, трубопроводов (кислотостойкая нержавеющая сталь) , спец. трубопроводная арматура, газораспределительная система, паровые котлы. Все электрооборудование корабля сертифицировано «взрывозащищенное». СПГ хранится при температуре -160 по Цельсию (-256 по Фаренгейту) и под давлением 4-6 бар.
Компания ABB поставила судну силовую и электрическую двигательные установки, а также Octopus (интеллектуальную систему управления энергопотреблением).В то время как механическая тяга оптимизирована для одной скорости, электрическая тяга основана на управлении скоростью вращения, что обеспечивает энергоэффективность на всех скоростях. Двигательная установка АББ также повышает комфорт пассажиров, поскольку судно движется намного тише и плавнее. Морская технология Octopus от ABB позволяет в реальном времени контролировать потребление энергии (и топлива) судном. На основе собранных данных программа предлагает рекомендации по оптимальной производительности.
Первый круизный паром Испании, работающий на СПГ, — Hypatia de Alejandria (2019 г.), принадлежащий BALEARIA.
Ветровая силовая установка
12 апреля 2018 года принадлежащий VIKING LINE паром Viking Grace стал первым в мире пассажирским судном, оснащенным роторным парусом, использующим энергию ветра. Это также сделало его первым в мире гибридным судном, которое использует как ветровые, так и двухтопливные (дизель-газ) двигатели.
«Rotor Sail Solution» — инновационная технология, разработанная компанией Norsepower Ltd (Финляндия) за 5 лет. Это снижает расход топлива, а также выбросы COx до 900 тонн в год (в зависимости от ветровых условий).
Цилиндрический парус несущего винта имеет высоту 24 м (79 футов) и диаметр 4 м (13 футов). Технология основана на «роторе Флеттнера» (запатентованном Антоном Флеттнером в 1922 году) и использует так называемый «эффект Магнуса» — вращающийся ротор (вращающийся цилиндр) быстрее увлекает воздушный поток с одной стороны. Это создает разницу давления (скорости), которая перемещает его в направлении противоположной стороны (с более низким давлением), создавая силу под прямым углом к направлению ветра. Эта движущая сила с помощью ветра движет корабль вперед.В отличие от традиционных матерчатых парусов, ротор не требует закручивания (складывания), рифов (уменьшение площади паруса) или ухода за леской. Система паруса ротора автоматизирована и отключается при неблагоприятных изменениях силы или направления ветра.
Новая технология, добавленная к двухтопливным двигателям, делает Viking Grace одним из самых экологически чистых пассажирских судов в мире с очень низким уровнем выбросов и шума. Ветряная силовая установка Norsepower была также установлена на новейшем судне VIKING LINE (имя пока не названо), поставка которого запланирована на 2020 год.Построенный в Китае паром оснащен двумя несущими парусами Norsepower, что вдвое увеличивает его потенциал ветроэнергетики.
Судовая силовая установка включает 4 двигателя Wartsila (модель 8L50DF, суммарная мощность 30,4 МВт). Силовая установка — дизель-электрическая (2 вала с винтами фиксированного шага) и ветровая (с 1 парусом несущего винта). Двигатели двухтопливные (МДО-СПГ). Поскольку газовые баки больше судовых топливных баков. им нужно в 6 раз больше места. Для экономии места в корпусе резервуары СПГ расположены на открытой палубе. Резервуары СПГ состоят из двух (тип C / с вакуумной изоляцией), каждый объемом 200 м3 и весом 140 тонн (вес СПГ 85 тонн на резервуар).
MS Viking Grace также является первым в мире судном с системой рециркуляции энергии Ocean Marine (разработанной Climeon AB / стокгольмской компанией). Система преобразует избыточное тепло (генерируемое двигателями и выхлопными газами) в чистую (без выбросов) электроэнергию с годовой мощностью 700 000 кВтч. Это электричество в основном используется на палубах кают (в том числе для отопления, горячего водоснабжения, освещения). В технологии используются теплообменники, которые испаряют жидкость-носитель, циркулирующую в замкнутой системе.Этот газ (под давлением 2 бара) приводит в движение турбину, затем генератор мощностью 100 кВт вырабатывает электричество. После этого газ охлаждается (в вакуумной камере) и сжижается. Охлаждение происходит быстро, так как холодная жидкость разбрызгивается. Затем теплообменники охлаждают жидкость-носитель до температуры около 20 C / 68 F.
Расход топлива круизным лайнером
Сколько топлива используют круизные лайнеры?
Расход топлива на круизном судне зависит от размера судна. Для большинства судов средний расход составляет 30-50 миль на галлон топлива.Это также будет определяться другими факторами использования топлива. Расход топлива на судне зависит от типа и размера судна, количества пассажиров на борту и других факторов. Большим кораблям требуется больше топлива, чтобы двигаться по воде.
Сколько топлива используют круизные лайнеры?
RMS Queen Mary использует 6 тонн судового топлива в час. Celebrity Eclipse набирает 56 футов на галлон. MS Zuiderdam — 0,0130 миль на галлон (0,34 тонны топлива на милю). На первый взгляд это может показаться не очень хорошим пробегом, однако круизные лайнеры перемещают сразу тысячи людей, тогда как автомобиль перемещает несколько.
Почти все современные океанские лайнеры и круизные лайнеры работают от электричества — это двигатели, вращающие гребные винты. Он приводит в действие системы кондиционирования воздуха, освещение и все другие приборы на борту корабля. Большинство судов вырабатывают необходимую им электроэнергию с помощью дизельных двигателей. Некоторые используют газотурбинные двигатели. Другие используют комбинацию этих двух. HFO (тяжелое жидкое топливо) используется в дизельных двигателях, а MGO (судовой газойль) используется в газотурбинных двигателях. MGO похож на топливо для реактивных самолетов.
Скорость влияет на расход топлива круизным лайнером, потому что для того, чтобы двигаться быстрее, суда должны увеличивать поток электроэнергии к двигателям. Таким образом, используется больше двигателей, а это, в свою очередь, увеличивает расход топлива. Например, Queen Mary 2 потребляет 237 тонн MGO и 261 тонну HFO в сутки на полной скорости. После определенного момента скорость отдачи уменьшается от добавления двигателей, потому что, если корабль может развивать скорость 17 узлов с помощью двух двигателей, это не означает, что четыре двигателя будут развивать скорость 34 узла.
Круизные компании используют новые технологии для снижения расхода топлива.Например, на корпус корабля можно нанести силиконовое покрытие, чтобы уменьшить трение при движении корабля по воде. Снижение трения на Celebrity Eclipse составляет 5%. Другой эксперимент — светодиодное освещение, использующее меньше энергии и производящее меньше тепла (таким образом снижается потребность в электричестве и кондиционировании воздуха). Суда класса Celebrity Solstice имеют поле солнечных батарей над бассейном AquaSpa. Это не только обеспечивает тень для бассейна, но и вырабатываемое солнечными батареями электричество используется для уменьшения потребности в электроэнергии от двигателей.
RMS Queen Mary 2 оборудована экономайзерами выхлопных газов, использующими отработанное тепло двигателей для производства пара. Затем пар используется для обогрева топлива и жилых помещений QM2, прачечной, камбуза. Это снижает количество энергии, которое должно вырабатываться двигателями корабля. Система Promas Lite (упомянутая выше) обеспечивает экономию топлива для круизных судов в диапазоне 5-15% в зависимости от типа работы и фактических характеристик имеющегося гребного винта судна.
Как на морских судах увеличивается расход топлива на более высоких скоростях? Следующая инфографика показывает соотношение скорости и расхода топлива на контейнеровозах (их размеры измеряются в TEU-контейнерах / 20-футовых эквивалентах), которые по скорости и даже валовой вместимости аналогичны круизным пассажирским судам.
Загрязнение на круизных лайнерах
Сегодня круизы — один из самых популярных видов отдыха, но у него есть серьезные экологические недостатки. Мега-корабли сжигают самое грязное топливо в мире, даже если они находятся в порту. Астма, рак, респираторные заболевания, болезни сердца — это результат сжигания в портах неприятного бункерного топлива.
Источник питания между берегом и кораблем
Те, кто поддерживает круизную индустрию, отмечают, что круизы никогда не были так популярны. Однако чем больше кораблей, тем больше загрязнение.Решение — подключить пришвартованные суда к береговой электросети порта. В большинстве крупнейших круизных портов мира есть такие доковые электрические подключения, что сокращает вредные выбросы до 95%.
Также известное как «холодное глажение» и «питание от берега к судну», береговое питание позволяет круизным судам, стоящим у причала, отключать свои дизельные двигатели (основные и вспомогательные) и подключаться к городской электросети, используя для всех судов электричество местного производства оборудование и услуги — включая охлаждение, отопление, освещение, аварийные ситуации и т. д.Технология значительно снижает выбросы выхлопных газов в морских портах. В следующем видео-анимации рассматривается эта технология.
Экологический отчет TUI Cruises Ships
TUI опубликовала отчет компании о воздействии на окружающую среду (первый в своем роде), включающий экологические цели и стратегию TUI на 5-летний период. TUI заявила, что планирует выпускать отчеты каждые 2 года. Согласно ему, в 2012 году TUI сократила расход топлива на 3,7% на морскую милю и ожидает дальнейшего сокращения на 5%, одновременно сократив выбросы CO2 на 0.От 5 кг до 0,55 кг на одного путешественника.
Энергоэффективность — ключ к снижению расхода топлива, выбросов CO2 и других выбросов, а также к защите климата. Например, ожидается, что в Mein Schiff 3 будут установлены специальные системы управления энергопотреблением, которые помогут потреблять на 30% меньше энергии, чем корабли сопоставимых размеров. TUI также уделяет внимание сокращению вторичного использования и отходов. В 2012 году TUI сократила объем отходов до 10,7 л (на пассажиро-день), что на 27,8% меньше (по сравнению с 2011 годом). В 2012 году TUI использовала 54 463 тонны топлива, в том числе 9 732 тонны LSFO (мазут с низким содержанием серы), 40 880 тонн HFO (тяжелый мазут) и 3851 тонну MDO (судовое дизельное топливо).Расход топлива составил 0,367 тонны на морскую милю.
Все новые суда TUI построены по последним стандартам с использованием экологически чистых морских технологий. Эти суда, как по конструкции (корпус и надстройка), так и по внедренным технологиям, обладают высокой энергоэффективностью. Каждый из них потребляет на 1/3 меньше энергии по сравнению с большинством круизных лайнеров. В усовершенствованной системе очистки выхлопных газов используются каталитический нейтрализатор и скруббер. Эта технология позволяет снизить выбросы серы на 99%, а выбросы NOx — на 75%.
Полностью электрические пассажирские суда
В мае 2019 года американская компания Maid of the Mist заказала ABB два новых полностью электрических судна для туров компании по Ниагарскому водопаду. Оба катамарана на 100% без выбросов, поскольку работают от аккумуляторов большой емкости. Каждое судно оснащено двумя аккумуляторными батареями (общая мощность 316 кВтч / 563 л.с.). Электроэнергия обеспечивается двумя полностью независимыми энергосистемами и равномерно распределяется между двумя корпусами.
Зарядка батареи Shoreside занимает всего 7 минут (на корабль).Силовая установка управляется системой управления питанием и энергопотреблением ABB PEMS, которая также оптимизирует использование энергии на борту. Судовые аккумуляторы заряжаются с помощью гидроэнергии (электричество, вырабатываемое водой), на долю которого по состоянию на 2019 год приходится ~ 7% от общего производства электроэнергии в США. В дополнение к береговому зарядному устройству, ABB поставила новые постройки с распределительными щитами, двигателями, интегрированными системами управления и морской системой удаленной диагностики ABB Ability (круглосуточный мониторинг оборудования и профилактическое обслуживание).
Аккумуляторная батарея используется при круговом плавании в портах, когда судовые дизель-электрические генераторы отключены. На паромные батареи (изготовление, доставка и установка) часто заключаются контракты с канадской компанией Corvus Energy (Ричмонд, Британская Колумбия) — одним из крупнейших в мире производителей и поставщиков решений для хранения энергии (ESS) для морской индустрии. Компания предоставляет ESS для гибридных и полностью электрических паромов. По состоянию на 2019 год Corvus Energy поставила свою инновационную линейку продуктов Orca ESS для более чем 200 проектов по переоборудованию / модернизации судов общей мощностью 200+ МВтч.
По следующей ссылке можно найти все новости CruiseMapper, связанные с авариями, связанными с двигательными установками.
Это исследование, связанное с технологиями круизных судов, интегрировано с нашими статьями о строительстве и безопасности пассажирских судов, а также статистическими статьями о регистрации / государствах флага, стоимости постройки, скорости, пассажировместимости. Все ссылки на суда перенаправляют на страницу судна «маршрут-расписание-текущее положение».
Краткое руководство: разница между газовой турбиной и дизельным двигателем — Блог промышленного производства
Дизельные двигатели и газовые турбины классифицируются как двигатели внутреннего сгорания.Дизельные двигатели — это хорошо известная движущая сила, обычно используемая вокруг нас, а газотурбинные двигатели могут быть нам не знакомы. В этой статье мы обсудим два типа энергогенерирующих двигателей и их отличия. Подпишитесь на этот новый блог на Linquip, чтобы узнать больше о разнице между газовой турбиной и дизельным двигателем.
Газовая турбина
Газовые турбины в качестве основного производителя электроэнергии возникли незадолго до начала 20-го века, и они постоянно совершенствуются, чтобы обеспечить надежные энергетические сообщества во всем мире сегодня.Во всех современных газотурбинных двигателях двигатель вырабатывает собственный сжатый газ, сжигая что-то вроде пропана, природного газа или реактивного топлива. Тепло, возникающее при сгорании топлива, расширяет воздух, и высокоскоростной поток этого горячего воздуха раскручивает турбину. Варианты газовых турбин использовали Леонардо да Винчи, Никола Тесла и сэр Чарльз Парсонс, и сегодня они широко используются во многих областях. Эти турбины используются для создания тяги для реактивных двигателей, для создания массовой мощности или на кораблях, локомотивах, вертолетах и танках.В небольшом количестве автомобилей, автобусов и мотоциклов также используются газовые турбины.
Дизельный двигатель
С 1897 года, когда Рудольф Дизель построил свой первый хорошо известный прототип двигателя с высокой степенью сжатия, дизельный двигатель превратился в одну из самых эффективных и надежных форм выработки энергии в мире. В дизельных двигателях внутреннее сгорание приводит к расширению высокотемпературных газов под высоким давлением, которые, в свою очередь, приводят в движение поршни, преобразуя химическую энергию в механическую.Сегодня они широко используются на флоте в качестве силовых установок для малых катеров, кораблей, наземной техники. Дизельные двигатели также используются в качестве строительного и сельскохозяйственного оборудования и тягачей во вспомогательном оборудовании, таком как аварийные дизельные генераторы, насосы и компрессоры, а также в бесчисленных промышленных приложениях.
Газовая турбина VS Дизельный двигатель
Оба этих двигателя являются тепловыми двигателями, например, они работают, принимая тепло в качестве входа. Здесь мы укажем на разницу между газовой турбиной и дизельным двигателем.Несколько факторов играют важную роль в выборе лучшего движка для вашего приложения. Здесь мы сравниваем некоторые атрибуты между этими двумя.
Компоненты
- В газовой турбине компрессор, камера сгорания и силовая турбина являются важными компонентами.
- В дизельном двигателе важными компонентами являются поршни, шатуны, коленчатые валы, цилиндр, выпускной клапан, камера сгорания и крышки подшипников.
Долговечность
- Срок службы газовой турбины составляет около 20 и более лет.
- Срок службы дизельного двигателя составляет 30 и более лет.
Расходы на техническое обслуживание
- Газовая турбина требует больших затрат на техническое обслуживание.
- Паровая турбина требует меньше затрат на техническое обслуживание.
Топливо
- Газовая турбина может использовать в качестве топлива многие виды горючих газов и жидкостей. Например, бензин, легкая нефть, керосин, спирт, природный газ и водород. Регенеративные виды топлива, такие как спирт и метан, в последнее время привлекают большое внимание, и газовая турбина хорошо им подходит.
- Наиболее распространенным типом дизельного моторного топлива является особый фракционный дистиллят нефтяного мазута, но все чаще появляются альтернативы, не получаемые из нефти, такие как биодизель, жидкое топливо из биомассы (BTL) или дизельное топливо из газа в жидкость (GTL). разрабатываются и принимаются.
КПД
- Газовая турбина простого цикла может достигать КПД от 20 до 35 процентов.
- Дизельный двигатель имеет КПД до 41 процента, но чаще 30 процентов.
Запуск
- Газовая турбина запускается легко и быстро.
- Пуск дизельного двигателя непростой и занимает много времени.
Система зажигания и смазки
- В газовой турбине система зажигания и смазки попроще.
- В дизельном двигателе система зажигания и смазки усложнена по сравнению с газовой турбиной.
Выбросы NOx
- В газовой турбине выброс NOx меньше.
- Дизельные двигатели производят недопустимо высокие уровни NOX.
Работа, разработанная на кг воздуха
- В газовой турбине работа на 1 кг воздуха больше, чем в дизельном двигателе.
- В дизельном двигателе работа, развиваемая на 1 кг воздуха, меньше.
Стоимость топлива
- В газовой турбине можно использовать более дешевое топливо.
- В дизельном двигателе требуется сравнительно более дорогое топливо.
Размер машины
- Газовая турбина включает машины малогабаритных размеров.
- Существуют три основные размерные группы дизельных двигателей в зависимости от мощности; маленький, средний и большой.
Внутренняя температура
- В газовой турбине внутренняя температура достигает 1500 градусов Цельсия.
- В дизельном двигателе температура поднимается до 600 градусов Цельсия.
Производство выхлопных газов
- Газовая турбина производит выхлопных газов в пять раз больше, чем дизельный двигатель.
- Дизельный двигатель производит меньше выхлопных газов.
Контроль топлива
- В газовой турбине регулирование подачи топлива сравнительно затруднено из-за больших рабочих скоростей.
- В дизельном двигателе управление подачей топлива проще.
Рабочая жидкость
- В газовой турбине в качестве рабочего тела используется воздух или другой газ.
- В дизельном двигателе топливо сжигается внутри, а продукты сгорания используются в качестве рабочего тела.
Более высокие скорости
- Газовая турбина может работать на более высоких скоростях.(40000 об / мин)
- Дизельный двигатель не может работать на высоких оборотах.
Еще несколько моментов о разнице между газовой турбиной и дизельным двигателем, о которых следует помнить:
- Самая отличительная черта газовых турбин по сравнению с дизельными двигателями — это количество газа, которое нужно обработать в двигателе того же объема. Газовая турбина может обрабатывать большое количество газа в небольшом двигателе, что приводит к очень высокой удельной мощности. В дизельном двигателе размер будет такой же, как у большого грузовика.
- Газовые турбины имеют очень высокое отношение мощности к массе, они легче и меньше дизельных двигателей той же мощности.
- Дизельный двигатель имеет более высокий тепловой КПД (КПД двигателя), чем газовая турбина, из-за очень высокой степени расширения и естественного сжигания обедненной смеси, которое позволяет рассеивать тепло избыточным воздухом.
- Газовая турбина наиболее эффективна при максимальной выходной мощности любого практического двигателя внутреннего сгорания. Дизельные двигатели
- используют гораздо более высокую степень сжатия, чем газовые турбины, и эта более высокая степень компенсирует потери при перекачивании воздуха в двигателе. Газовые турбины
- имеют преимущество в удельной мощности по сравнению с дизельными двигателями.
- Газовые турбины дороги по сравнению с дизельными двигателями того же размера. Поскольку они вращаются с такими высокими скоростями и из-за высоких рабочих температур, проектирование и производство газовых турбин представляет собой сложную проблему как с инженерной точки зрения, так и с точки зрения материалов.
- В газовой турбине лопатки постоянно находятся в контакте с горячими газами на протяжении всей работы, тогда как поршень и цилиндр дизельного двигателя подвергаются воздействию высокого давления и высокой температуры в течение очень ограниченного периода времени в течение всего цикла.Следовательно, максимальная температура в дизельном двигателе выше, чем в газовой турбине.
- Объемный расход газовых турбин довольно высок по сравнению с дизельными двигателями.
- Газовая турбина — это открытая система, или вы могли бы назвать ее системой контрольного объема. С другой стороны, дизельный двигатель является примером замкнутой системы, например, системы контрольной массы.
- В газовой турбине, благодаря своей функции открытой системы, она непрерывно производит работу. В то время как дизельный двигатель производит работу только на определенном такте цикла.
Это все, что вам нужно знать о различиях между газовой турбиной и дизельным двигателем. Если вам понравилась эта статья в Linquip, дайте нам знать, оставив ответ в разделе комментариев. Есть вопросы, с которыми мы можем вам помочь? Не стесняйтесь зарегистрироваться на нашем веб-сайте, чтобы получить самую профессиональную консультацию от наших экспертов.
Блог— Что такое разгон дизельного двигателя?
Что такое разгон дизельного двигателя?
Если вы работаете в опасных зонах или рядом с ними, например, в нефтегазовой отрасли, вы ежедневно подвергаетесь опасностям и рискам.Фактически, по данным Управления по охране труда и технике безопасности, только в Соединенных Штатах в период с 2013 по 2017 год на работе погибли 489 рабочих, добывающих нефть и газ (источник: https://www.osha.gov/SLTC/oilgaswelldrilling/ ). Один из менее известных, но смертельных рисков — это опасное явление, называемое разгоном дизельного двигателя. В этом видео из серии «Спроси эксперта» AMOT объясняется, как может произойти разгон двигателя.
Общие сведения о дизельных двигателях
Чтобы понять, как работать с разгоном, вы должны сначала понять, как работает дизельный двигатель и чем он отличается от бензинового.В бензиновом двигателе смесь топлива и воздуха в цилиндрах воспламеняется от свечей зажигания. Однако в дизельном двигателе сгорание происходит совершенно иначе. Дизельный двигатель всасывает чистый воздух через его впуск в камеру сгорания. В камере топливно-воздушная смесь сжимается так сильно, что создает сильный жар и воспламеняется.
Регулятор регулирует подачу топлива в камеру сгорания и напрямую регулирует скорость двигателя. Чем больше топлива впускает регулятор, тем быстрее будет работать двигатель.Единственный способ остановить дизельный двигатель — это отключить подачу топлива или перекрыть подачу воздуха.
Как работает двигатель?
Разгон дизельного двигателя происходит, когда дизельный двигатель проглатывает пары углеводородов или легковоспламеняющиеся пары через систему впуска воздуха и использует их в качестве внешнего источника топлива. Когда двигатель начинает откачивать эти пары, регулятор будет выделять меньше дизельного топлива, пока, в конце концов, пары не станут его единственным источником топлива.
Если не остановить немедленно, это может вызвать превышение скорости двигателя, отскакивание клапанов и прохождение пламени через коллектор.Это пламя может воспламенить воспламеняющиеся пары и вызвать катастрофические несчастные случаи и травмы. Одним из хорошо известных примеров подобных аварий является взрыв Deepwater Horizon, произошедший в Мексиканском заливе 20 апреля 2010 года.
Как быстро это может произойти?
В течение 3–12 секунд даже при низком уровне концентрации газа, всасываемого во впускное отверстие двигателя, может начаться разгон, не оставляя времени для реакции. Когда двигатель начинает разгоняться, первая реакция человека — выключить ключ и заглушить двигатель.К сожалению, это не решит проблему, потому что теперь двигатель работает за счет воспламеняющихся паров, поступающих через впускное отверстие. Двигатель будет продолжать неконтролируемо работать, и единственный жизнеспособный вариант на этом этапе — отключить подачу воздуха.
Можно ли предотвратить разгон дизельного двигателя?
К счастью, разгон дизельного двигателя можно предотвратить. На воздухозаборном шланге двигателя могут быть установлены устройства, которые определяют превышение скорости и перекрывают подачу воздуха для безопасного и быстрого отключения дизельного двигателя.

Экономия на смазке хуже всего отражается на ТКР.