Основные параметры и характеристики двигателя
Строительные машины и оборудование, справочник
Основные параметры и характеристики двигателя
Работа двигателя характеризуется тремя основными параметрами: мощностью, крутящим моментом и удельным расходом топлива. Различают индикаторную, эффективную, литровую и налоговую мощность.
Индикаторная мощность, развиваемая в цилиндре двигателя, не может быть полностью использована для выполнения полезной работы. Часть ее расходуется на преодоление трения между сопряженными деталями двигателя (цилиндр — поршень, коленчатый вал — подшипники), на привод вспомогательных механизмов (водяной и масляный насосы, вентилятор, генератор и др.), на процесс газообмена в цилиндре (впуск свежего заряда и выпуск отработавших газов). Мощность, равноценная этим потерям, называется мощностью механических потерь NM. Величина NM зависит от типа двигателя и условий его эксплуатации. На величину NM оказывает влияние температура охлаждающей жидкости и масла в Двигателе.
Одним из основных показателей качества двигателя является его экономичность, которая определяется количеством топлива GT в килограммах, расходуемым двигателем за 1 ч работы. Параметрами, характеризующими экономичность работы двигателя, являются индикаторный и эффективный удельные расходы топлива.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Тепловой баланс двигателя может определяться экспериментально или расчетным путем.
Автотракторный двигатель эксплуатируется в условиях переменных нагрузок, частого изменения скоростного режима, поэтому мощность двигателя всегда должна соответствовать такой величине, при которой машина движется с требуемой скоростью, обеспечивает заданные динамические качества при высокой топливной экономичности. Для оценки технико-экономических показателей двигателей при работе в различных условиях пользуются характеристиками двигателей. Характеристикой называется графическая зависимость одного из основных показателей работы двигателя (эффективная мощность Ne, эффективный крутящий момент Ме, частота вращения пе коленчатого вала, эффективный удельный расход топлива ge) от другого показателя или фактора, влияющего на его работу.
Различают скоростные, нагрузочные и регулировочные характеристики двигателей.
Скоростная характеристика представляет собой зависимость эффективной мощности Ne, эффективного крутящего момента на валу двигателя Ме, эффективных часового де и удельного ge расходов топлива от частоты вращения коленчатого вала пе. Различают внешнюю скоростную характеристику, соответствующую полному открытию дроссельной заслонки карбюраторного двигателя или аксимальной подаче топлива в дизеле, и частичные скоростные характеристики, полученные при неполностью открытых дроссель-ных заслонках или подачах топлива. Внешняя скоростная характеристика карбюраторного двигателя снимается в диапазоне от минимальной устойчивой частоты вращения, соответствующей номинальной эффективной мощности. При малой частоте вращения коленчатого вала развиваемая двигателем мощность Ne невелика ввиду медленного сгорания топлива, сопровождаемого большой теплоотдачей.
Рис. 1. Внешние скоростные характеристики двигателей
Однако с дальнейшим увеличением пе рост развиваемой двигателем мощности начинает замедляться вследствие уменьшения среднего эффективного давления ре в цилиндрах из-за уменьшения коэффициента наполнения и увеличения механических потерь.
Внешнюю скоростную характеристику дизеля снимают при максимальной подаче топлива в цилиндры на определенном скоростном режиме, бездымной работе и наивыгоднейшем угле опережения впрыска топлива. В диапазоне частоты вращения коленчатого вала на холостом ходу от пх до пt двигатель может работать только без нагрузки.
Рекламные предложения:
Читать далее: Топлива, применяемые для двигателей внутреннего сгорания
Категория: — Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
Технические характеристики двигателя
Главная / Учебник по устройству автомобиля / Глава 4.
Двигатель » Подраздел 4.4 Основные технические характеристики двигателя
О любом двигателе можно получить представление, зная набор определенных технических параметров.
Диаметр цилиндра. Имеется в виду внутренний диаметр цилиндра. Обычно измеряется в нескольких точках и рассчитывается как среднее арифметическое из полученных данных.
Ход поршня — это расстояние, которое поршень проходит от ВМТ до НМТ. Равняется также удвоенному радиусу кривошипа.
Примечание
Обычно при описании технических характеристик двигателя диаметр цилиндра и ход поршня записываются вместе, через знак «х», например 95 х 85 мм. Если ход поршня превышает диаметр цилиндра, двигатель называют длинноходным, если наоборот – короткоходным.
Рисунок 4.4 Ход поршня.
Радиус кривошипа – это расстояние, на которое шатунная шейка (та, к которой крепится шатун) отведена от оси коренной шейки коленчатого вала, как показано на рисунке 4.
4.
Рабочий объем двигателя – объем пространства, заключенный между ВМТ и НМТ поршня, умноженный на количество цилиндров. Измеряется в сантиметрах кубических (см3) или литрах (л). А объем, который находится над поршнем, когда тот установлен в ВМТ, называется объемом камеры сгорания. Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема называется полным объемом. Обычно в характеристиках полный объем не приводится, однако используется для получения такого немаловажного параметра, как степень сжатия.
Степень сжатия – отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания. Данный параметр характеризует то, во сколько раз сжимается топливовоздушная смесь в цилиндре. Записывается обычно в виде соотношения, например, 14:1 – в данном случае имеется в виду, что камера сгорания по объему в 14 раз меньше полного объема. Степень сжатия влияет на эффективность и мощность двигателя: чем выше, тем эффективнее, но есть и ограничения, ввиду особенностей используемого топлива (смотрите ниже в разделе «Система питания современных двигателей»).
Примечание
Если двигатель бензиновый, то бесконечно увеличивать степень сжатия нельзя, так как вместе с этим увеличивается вероятность детонации топливовоздушной смеси и, как следствие, происходит выход из строя всего двигателя. Подробнее о детонации будет рассказано ниже.
Рядность – обозначение взаимного расположения цилиндров. Двигатель может быть рядным, V-образным, W-образным.
Рисунок 4.5 Различные варианты взаимного расположения цилиндров.
Порядок работы. Если в двигателе больше двух цилиндров, то для более равномерной и сбалансированной работы агрегата необходимо, чтобы рабочий ход в каждом из цилиндров реализовывался не одновременно, а в определенной последовательности, при этом очередность определяется, в основном, количеством цилиндров.
Примечание
Для ДВС с одинаковым количеством цилиндров может быть несколько вариантов порядка работы.
Так, например, самый распространенный порядок работы четырехцилиндрового двигателя: 1 – 3 – 4 – 2.
Такая запись говорит о том, что сначала рабочий ход будет совершать поршень первого цилиндра, затем третьего, четвертого и второго, соответственно.
Для примера опишем работу четырехцилиндрового рядного двигателя.
Рисунок 4.6 Схематическое изображение четырехтактного четырехцилиндрового рядного двигателя.
В четырехтактном четырехцилиндровом рядном двигателе (показан на рисунке 4.6) кривошипы коленчатого вала расположены в одной плоскости: два крайних кривошипа 1-й и 4-й под углом 180° к двум средним — 2-му и 3-му. При вращении вала поршни первого и четвертого, а также второго и третьего цилиндров попарно движутся в одном направлении. Когда поршни первого и четвертого цилиндров приходят в НМТ, поршни второго и третьего цилиндров находятся в ВМТ, и наоборот. В каждом из цилиндров рабочий цикл завершается за два оборота коленчатого вала, а чередование тактов подобрано таким образом, что одновременно во всех цилиндрах происходят разные такты. Этим обеспечивается равномерность вращения вала.
Предположим, что при первом полуобороте вала (от 0 до 180°) в первом цилиндре поршень идет от ВМТ до НМТ и в нем происходит рабочий ход. Тогда в четвертом цилиндре поршень также движется к НМТ, но происходит впуск горючей смеси. Во втором и третьем цилиндрах поршни движутся к ВМТ, при этом в третьем цилиндре идет сжатие рабочей смеси, а во втором — выпуск отработавших газов.
Примечание
Моменты открытия и закрытия клапанов регулируются распределительным валом (подробнее рассмотрено ниже).
В течение дальнейших трех полуоборотов коленчатого вала в каждом из цилиндров такты будут следовать в обычной для четырехтактного процесса очередности.
К тому времени, когда вал закончит четвертый полуоборот, во всех цилиндрах произойдут все такты рабочего цикла. При дальнейшем вращении вала такты будут повторяться в той же последовательности.
При работе четырехтактного четырехцилиндрового двигателя на каждый полуоборот коленчатого вала приходится один рабочий ход, причем рабочие ходы чередуются не в порядке расположения цилиндров, а в другой последовательности.
Рисунок 4.7 Полуобороты коленчатого вала.
При одной и той же форме расположения кривошипов вала, но при другом порядке открытия и закрытия клапанов, что зависит от конструкции механизма газораспределения, четырехцилиндровый двигатель может иметь другую последовательность чередования тактов и другой порядок работы. Если при первом полуобороте вала в третьем цилиндре будет происходить такт выпуска, а во втором — такт сжатия, то чередование тактов в двигателе изменится, и получится порядок работы 1 — 2 — 4 — 3.
| Полуобороты коленчатого вала | Углы поворота коленчатого вала, град | Цилиндры | |||
| 1-й | 2-й | 3-й | 4-й | ||
| 1-й | 0 – 180 | Рабочий ход | Выпуск | Сжатие | Впуск |
| 2-й | 180 – 360 | Выпуск | Впуск | Рабочий ход | Сжатие |
| 3-й | 360 – 540 | Впуск | Сжатие | Выпуск | Рабочий ход |
| 4-й | 540 – 720 | Сжатие | Рабочий ход | Впуск | Выпуск |
Компрессия в цилиндре – максимальное давление, создаваемое в цилиндре при сжатии воздуха поршнем.
Зачастую измеряется в барах или кг/см2. Часто степень сжатия путают с компрессией. Однако надо всегда помнить, что степень сжатия — параметр исключительно геометрический, в отличие от компрессии.
Мощность двигателя – работа двигателя, совершаемая в единицу времени, измеряется в лошадиных силах (л. с.) или киловаттах (кВт). Проще говоря, мощность — это параметр, который описывает, как быстро может вращаться коленчатый вал двигателя. Чтобы лучше понять, представьте, что вы велосипедист, а мощность — это характеристика, описывающая, как быстро вы можете крутить педали.
Крутящий момент – произведение силы на плечо. В случае двигателя внутреннего сгорания — это тяга, создаваемая на коленчатом валу, иначе говоря — сила, с которой поршень давит через шатун на шатунную шейку коленчатого вала, умноженная на радиус кривошипа (смотрите выше). Чтобы было понятней, вернемся к велосипедисту. Величина тяги на оси педалей зависит как от длины педали (плеча), так и от силы, с которой велосипедист давит на эту педаль.
Измеряется крутящий момент в Ньютон на метр (Н·м).
Подраздел 4.3 Классификации двигателей | Назначение, устройство и типы подвесок автомобиля Автоматическая трансмиссия | Подраздел 4.5 Газораспределительный механизм (ГРМ) |
Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by Disqus
Двигатель внутреннего сгорания | Определение и факты
двигатель внутреннего сгорания
Смотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Нисефор Ньепс Готлиб Даймлер Этьен Ленуар Карл Бенц Оле Эвинруд
- Похожие темы:
- бензиновый двигатель реактивный двигатель дизель система контроля выбросов система зажигания
Посмотреть все материалы по теме →
двигатель внутреннего сгорания , любое из группы устройств, в которых рабочими телами двигателя служат реагенты сгорания (окислитель и топливо) и продукты сгорания.
Такой двигатель получает энергию за счет тепла, выделяющегося при сгорании непрореагировавших рабочих тел, окислительно-топливной смеси. Этот процесс происходит внутри двигателя и является частью термодинамического цикла устройства. Полезная работа, производимая двигателем внутреннего сгорания (ВС), является результатом действия горячих газообразных продуктов сгорания на движущиеся поверхности двигателя, такие как поверхность поршня, лопатка турбины или сопло.
Двигатели внутреннего сгорания являются наиболее широко применяемыми и широко используемыми энергетическими устройствами, существующими в настоящее время. Примеры включают бензиновые двигатели, дизельные двигатели, газотурбинные двигатели и ракетные двигательные установки.
Викторина «Британника»
Изобретатели и изобретения
Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: двигатели непрерывного сгорания и двигатели периодического сгорания. Двигатель непрерывного сгорания характеризуется постоянным поступлением топлива и окислителя в двигатель.
В двигателе (например, реактивном двигателе) поддерживается стабильное пламя. Двигатель прерывистого сгорания характеризуется периодическим воспламенением воздуха и топлива и обычно называется поршневым двигателем. Дискретные объемы воздуха и топлива обрабатываются циклически. Бензиновые поршневые двигатели и дизельные двигатели являются примерами этой второй группы.
Двигатели внутреннего сгорания можно охарактеризовать с точки зрения ряда термодинамических явлений. В двигателе непрерывного сгорания термодинамические явления происходят одновременно, так как окислитель и топливо и продукты сгорания равномерно протекают через двигатель. Напротив, в двигателе с прерывистым сгоранием события происходят последовательно и повторяются для каждого полного цикла.
За исключением ракет (как твердотопливных, так и жидкостных ракетных двигателей), двигатели внутреннего сгорания всасывают воздух, затем либо сжимают воздух и вводят топливо в воздух, либо вводят топливо и сжимают воздушно-топливную смесь.
Затем, как и во всех двигателях внутреннего сгорания, происходит сжигание топливно-воздушной смеси, извлечение работы за счет расширения горячих газообразных продуктов сгорания и, в конечном счете, продукты сгорания выбрасываются через выхлопную систему. Их работу можно противопоставить работе двигателей внешнего сгорания (например, паровых машин), в которых рабочее тело не вступает в химическую реакцию, а прирост энергии достигается исключительно за счет передачи тепла рабочему телу через теплообменник.
Наиболее распространенным двигателем внутреннего сгорания является четырехтактный бензиновый двигатель с однородным зарядом и искровым зажиганием. Это связано с его выдающимися характеристиками в качестве основного двигателя в отрасли наземного транспорта. Двигатели с искровым зажиганием также используются в авиационной промышленности; однако авиационные газовые турбины стали основными двигателями в этом секторе из-за того, что авиационная промышленность делает упор на дальность полета, скорость и комфорт пассажиров.
Область двигателей внутреннего сгорания также включает в себя такие экзотические устройства, как сверхзвуковые прямоточные воздушно-реактивные двигатели (ГПВРД), такие как предложенные для гиперзвуковых самолетов, и сложные ракетные двигатели и двигатели, такие как те, которые используются на американских космических кораблях и других космических аппаратах.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Charles Lafayette Proctor
Оценка характеристик двигателя внутреннего сгорания
Характеристики двигателя внутреннего сгорания могут сильно отличаться от значений, указанных в его каталоге. Поэтому рекомендуется запрашивать у поставщика более подробную информацию о конкретных объектах, чтобы иметь лучшее представление об ожидаемой производительности оборудования.
Сравнение значений производительности и эффективности различных машин кажется простой задачей.
В конце концов, что может быть сложного в том, чтобы подсчитать разные числа и сказать, какое из них больше? Что ж, не все так просто, когда дело доходит до оценки двигателей.
Эффективность оборудования для производства электроэнергии зависит от множества факторов, многие из которых зависят от конкретного места и области применения. Чтобы усложнить ситуацию, поставщики оборудования часто определяют свои значения эффективности для различных эталонных условий, которые трудно интерпретировать кому-либо, кроме специалистов.
Как возникают различия
Существует множество факторов, влияющих на фактическую производительность оборудования для производства электроэнергии. Наиболее очевидными из них являются условия окружающей среды и качество топлива. Это означает, что фактическая производительность оборудования, установленного на месте и эксплуатируемого в коммерческих целях, будет сильно отличаться от каталожных значений. Эти отклонения, естественно, будут иметь разные характеристики, даже для очень похожего оборудования, в зависимости от конструкции.
Это означает, что, скажем, даже если машина А более эффективна, чем машина Б в номинальных условиях, это не обязательно будет так в реальных условиях на месте.
Чтобы усложнить ситуацию, номинальные значения также часто выражаются для различных наборов условий или с различными допущениями, которые могут быть указаны или не указаны явно. Это делает реалистичное сравнение производительности сайта для разных движков сложным и трудоемким.
На определенном этапе неизбежно потребуется получение от поставщика оборудования более полного набора данных, выходящего далеко за рамки одной таблицы, приведенной в каталожном листе. Тем не менее, понимание некоторых общих принципов может облегчить раннюю оценку возможностей оборудования даже при наличии информации из каталога. Здесь мы более подробно рассмотрим эти принципы и их применимость к двигателям внутреннего сгорания.
Окружающие условия
Двигатели внутреннего сгорания относятся к технологиям, наиболее устойчивым к изменениям окружающей среды.
Тем не менее, при очень высоких температурах показатели производительности ухудшаются. Как правило, можно предположить, что рабочие параметры будут идентичны или очень близки к номинальным значениям до 30-35°C. Более того, производительность может незначительно ухудшиться как с точки зрения эффективности, так и производительности. Влажность также влияет на производительность. Чем выше относительная влажность, тем ниже температура, при которой работа двигателя начнет ухудшаться. Двигатели также могут быть чувствительны к снижению давления воздуха, связанному с большой высотой.
Обычно каталожные параметры двигателей указаны для условий ISO 3046: температура окружающей среды 25°C, относительная влажность 30% и давление окружающей среды 100 кПа. Это означает, что они репрезентативны для операций в умеренном и прохладном климате, за возможным исключением самых жарких или самых холодных дней. Однако для более экстремальных климатических условий, особенно для очень жарких и влажных случаев, всегда необходимо учитывать снижение номинальных характеристик и снижение эффективности.
Рис. 1. Давление и температура окружающего воздуха могут влиять на мощность двигателя. Обратите внимание, что в случае более высоких температур ухудшение характеристик начинается уже при более низких высотах над уровнем моря. Это показывает, насколько важно использовать полную информацию о состоянии участка. (Щелкните изображение для полного просмотра.)
Нагрузка
Очевидно, что КПД двигателя зависит от его нагрузки. Это особенно важно для установок, которые не должны работать с полной нагрузкой в течение значительного периода времени. К счастью, в случае более крупных электростанций электростанции с двигателями внутреннего сгорания позволяют достичь частичной нагрузки за счет отключения отдельных генераторных установок, в то время как другие поддерживаются как можно ближе к полной нагрузке. Тем не менее, иногда будет необходимо эксплуатировать двигатели на частичных нагрузках из-за других соображений (например, поддержание резерва вращения), и КПД неизбежно снизится.
Однако можно отметить, что кривая КПД двигателя обычно намного более пологая, чем у другого оборудования.
Рис. 2. Одной из выдающихся особенностей технологии двигателей внутреннего сгорания является плоская кривая КПД нагрузки. На этой диаграмме показаны такие кривые для десятидвигательной установки, работающей двумя разными способами. Оранжевая кривая представляет управление нагрузкой путем отключения отдельных двигателей при сохранении нагрузки остальных почти на номинальной. Черная кривая представляет ситуацию, когда все двигатели разгружаются вместе, как в случае с установками, которым необходимо поддерживать вращательный резерв. (Нажмите на изображение для полного просмотра.)
Коэффициент мощности
Генератор переменного тока вырабатывает не только активную мощность, но и определенное количество реактивной мощности. Обычно это описывается значением, называемым коэффициентом мощности (или pf). п.ф. представляет собой отношение между активной мощностью и полной мощностью.
Наибольшее значение п.ф. равно 1,0 и соответствует чисто резистивной нагрузке. Это также значение, когда генератор и, следовательно, генераторная установка достигают максимальной эффективности. Во многих случаях коэффициент мощности, равный 1,0, используется в качестве точки для определения номинальных параметров, публикуемых в технических паспортах оборудования. С другой стороны, в некоторых других каталожных данных производительность определяется относительно низким значением 0,8, что является типичным конструктивным параметром генератора.
К сожалению, в реальной жизни коэффициент мощности никогда не соответствует этим идеализированным значениям. В большинстве приложений он находится где-то между 0,90 и 0,95. Это означает, что если номинальная эффективность генераторной установки определена при p.f. = 1,0 фактическое значение всегда будет ниже. И, если номинальная стоимость определена при п.ф. = 0,8, то в реальных ситуациях оно будет выше, чем указано на каталожных листах. Здесь очевидно, что если значения для двух разных машин определены для двух разных коэффициентов мощности, они не будут сопоставимы.
Оптимизация выбросов
Как и любая другая технология сжигания топлива, двигатели внутреннего сгорания производят определенное количество загрязняющих веществ. С точки зрения производительности наиболее важной группой загрязняющих веществ являются оксиды азота или NOx.
Образование NOx является неизбежным побочным продуктом процесса сгорания, поэтому его нельзя полностью исключить. Однако есть способы его уменьшить. Фактически, самые последние экологические нормы требуют от нас принятия таких мер. Есть два способа сделать это: первичный и вторичный методы. Первичные методы направлены на предотвращение образования загрязняющих веществ, а вторичные включают очистку выхлопных газов.
Современные двигатели внутреннего сгорания могут использовать как первичные, так и вторичные меры по снижению выбросов NOx. Вторичные методы не влияют на производительность генераторной установки. Первичные имеют, так как оптимизация процесса сгорания для снижения выбросов влечет за собой определенное снижение эффективности.
Обычно каталожные данные для генераторной установки даются для оборудования, оптимизированного для достижения максимальной эффективности и, следовательно, относительно высокого уровня выбросов NOx. Газовые двигатели, как правило, рассчитаны на достижение целевого уровня NOx в 500 мг/м³N, определенного при эталонном содержании кислорода 5%, также иногда называемом уровнем «TA-Luft» по названию немецкого стандарта выбросов 2002 года. К сожалению, этот стандарт уже устарел, и во многих юрисдикциях необходим более строгий контроль выбросов.
Большинство конструкций газовых двигателей могут быть оптимизированы для соответствия более строгим уровням выбросов с помощью первичных методов, обычно вплоть до «½ TA-Luft» или даже ниже, до 200 мг/м³ при 5% O2 (75 мг/м³N при выражении для 15 % уровня кислорода). Это соответствует действующей Директиве ЕС по промышленным выбросам. Такая оптимизация выбросов обычно приводит к снижению эффективности примерно на 1,0–1,5 процентного пункта.
Конечно, также можно использовать двигатель с более высоким КПД и СКВ-очистку дымовых газов. Или определенное сочетание обеих мер. Оптимальное решение выбирается на основе технико-экономического анализа конкретного проекта, в котором увеличение стоимости производства, вызванное оптимизацией двигателя, сопоставляется с инвестиционными и эксплуатационными затратами на систему SCR.
Рис. 3 — Снижение мощности газового двигателя из-за более низкой теплотворной способности топливного газа. Следует отметить, что в некоторой степени падение НТГ может быть компенсировано более высоким давлением подачи газа. (Нажмите на изображение, чтобы просмотреть его полностью.)
Износ
Как и любое другое оборудование, двигатели внутреннего сгорания подвержены износу, и их характеристики ухудшаются во время эксплуатации. К счастью, это ухудшение в большинстве случаев полностью обратимо при капитальном ремонте, когда двигатели доводятся до номинальных параметров.
Здесь важно отметить, что в большинстве конструкций ухудшение влияет только на эффективность, в то время как мощность остается на номинальном уровне. Тем не менее, помните, что средний КПД моторной установки будет несколько ниже номинальных значений, указанных для реальных условий на площадке. Величина этого ухудшения зависит от конструкции двигателя и программы его технического обслуживания.
Свойства топлива
Как правило, двигатели внутреннего сгорания могут работать с топливом самых разных качеств и свойств. Тем не менее, есть ограничения. Некоторые из них являются абсолютными, и в этом случае невозможно или безопасно эксплуатировать двигатель ниже или выше определенного значения. Другие являются условными, что означает, что их превышение разрешено, но может привести к некоторому снижению номинальных характеристик или снижению эффективности двигателя. Типичные случаи включают теплотворную способность или метановое число. Превышение минимума для них приведет к определенному снижению производительности или эффективности.
Поэтому очень важно проверить, соответствует ли рассматриваемое топливо стандартным спецификациям. В противном случае запросите у поставщика данные о производительности, действительные для конкретного типа топлива.
Допуск
Это самый сложный вопрос, с которым даже многие инженеры могут быть незнакомы. Часто в спецификациях или каталогах среди условий, для которых указываются данные, можно встретить такие утверждения, как «допуск по ISO», «допуск по ISO 3046» или «допуск 5%». Это напрямую связано со стандартом ISO 3046 «Поршневые двигатели внутреннего сгорания — характеристики». Этот стандарт предусматривает, что «если не указано иное, для заявленного удельного расхода топлива при заявленной мощности допускается более высокий расход [топлива] +5%.
Это означает, что если какое-либо значение расхода топлива указано «с допуском ISO 3046», двигатель может фактически иметь расход топлива на 5% выше, и при этом технически соответствовать указанному значению.
Кроме того, любая эффективность, заявленная с «допуском ISO», может быть на 5% (примечание: не в процентных пунктах, а в процентах) ниже. Например, генераторная установка с заявленным КПД 48,0 % «с допуском ISO» может фактически достигать только 48,0/1,05 = 45,7 %. На самом деле, более чем вероятно, что он достигнет только такого значения. Исторически этот допуск действительно предусматривался для учета различий между отдельными двигателями, покидающими производственную линию. Однако с современными методами производства эти различия по большей части остались в прошлом. Теперь концепция толерантности, к сожалению, используется для предоставления преувеличенных значений эффективности во многих публикациях. К сожалению, это тоже подводный камень для тех, кто не знаком с особенностями моторного дела. Это также создает угрозу сравнения яблок с апельсинами, когда в одном техпаспорте указан допуск 5%, а в другом нет. Таким образом, всякий раз, когда значение допуска не указано явно, рекомендуется попросить поставщика предоставить явное заявление о допусках как разницу в 5% (то есть примерно 2,0–2,5 процентных пункта, в зависимости от конструкции) далеко не ничтожен.
Рис. 4 — Некоторые более крупные конструкции двигателей, такие как этот Wärtsilä 50SG или другие конструкции Wärtsilä, оснащены масляным и водяным насосами, приводимыми непосредственно от вала двигателя. В некоторых других конструкциях, где насосы питаются от электричества, это приводит к увеличению внутреннего расхода топлива установки.
Полезная мощность и оборудование с приводом от двигателя
В случае технологии двигателей собственное потребление электроэнергии не очень велико. Однако значительные различия могут быть вызваны различными конструкциями. В основном это из-за насосов. Каждому двигателю для работы требуется несколько насосов: обычно это насосы смазочного масла, насосы охлаждающей воды и, если топливо жидкое, топливные насосы. Разница заключается в том, что в некоторых конструкциях двигателей, как правило, в более крупных среднеоборотных двигателях, насосы приводятся в действие механически от вала двигателя. Это означает, что об их потреблении энергии «заботятся» еще до того, как будет выработано электричество.
Но для некоторых других двигателей, особенно небольших высокоскоростных конструкций, использующих электрические насосы, это увеличит собственное потребление установки.
Собственное потребление также может зависеть от окружающих условий. Это связано с тем, что на большинстве силовых установок отработанное тепло выбрасывается через радиаторы, приводимые в действие электрическими вентиляторами. У тех вентиляторов, которые обычно являются крупнейшими потребителями электроэнергии на такой установке, скорость вращения регулируется, чтобы обеспечить надлежащее охлаждение охлаждающей воды. Чем горячее окружающий воздух, тем выше требуемый расход воздуха, что также увеличивает потребление электроэнергии. Поскольку фактическое потребление зависит от конкретных условий и конфигурации установки, этот параметр обычно не указывается в каталогах. Поэтому рекомендуется запрашивать ориентировочную стоимость у продавцов.
Заключение
Суть в том, что «номинальные» параметры, взятые прямо из каталога, почти никогда не представляют собой значения, достижимые в реальных условиях объекта, даже если все оборудование новое.