Двс принцип работы: Принцип работы ДВС. Рабочие циклы двигателя

Содержание

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания: дизель, бензин

Несмотря на постоянно появляющуюся информацию об изобретении новых, современных, более экономичных и экологичных, видов силовых агрегатов, двигатель внутреннего сгорания еще долго не сдаст свои позиции основной «рабочей лошадки» мирового автопрома.  Вот уже более сотни лет именно двигатель внутреннего сгорания работает, приводя в движение миллионы как легковых, так и грузовых автомобилей по всему миру

Уникальное изобретение

Если задать в поисковик вопрос о том, кто является изобретателем ДВС, можно получить добрый десяток имен. Действительно, на заре автомобилестроение над созданием практичного мотора бились десятки пытливых умов. И не столь важно, кто оформил патент первым, а кто опоздал на пару месяцев. Главное – результат вышел на славу.

Компактный, простой в конструкции но в то же время обладающий хорошим КПД, ДВС оставил далеко позади остальных «конкурентов»  в праве именоваться двигателем прогресса нового столетия.

Что такое двигатель внутреннего сгорания

Предназначение любого теплового силового агрегата – превратить энергию топлива в полезную механическую работу. В ДВС сгорают жидкие или газообразные углеводороды: бензин, дизельное топливо или природный газ. 

Как это происходит? В специальных «отверстиях» в корпусе (цилиндрах) расположены поршни – металлические «стаканы». Днище детали ориентировано вверх, а снизу, через кривошипно-шатунный механизм, она соединена с коленвалом.

Герметичность достигается поршневыми кольцами, не допускающими проникновение газов между стенками цилиндра и поршнем.

Все двигатели внутреннего сгорания имеют одинаковые этапы работы:

  • впуска;
  • сжатия;
  • горение;
  • расширения;
  • выпуска.

Для того, чтобы разобраться в процессе, стоит рассмотреть  как работает бензиновый двигатель – самый распространенный в автомобилях.

Как работает бензиновый двигатель

Перемещение поршня в цилиндре ограничивается двумя крайними положениями – верхней и нижней мертвыми точками (ВМТ и НМТ).

Первый такт начинается с того, что при движении поршня вниз открывается впускной клапан, в который подается приготовленная карбюратором (вариант – в инжекторе) воздушно-бензиновая смесь.

Во время обратного хода  топливо сжимается, а когда снова начинается движение вниз, смесь зажигается высоковольтной искрой. Взрыв отталкивает поршень вниз, в результате чего проворачивается коленвал.  

Во время последнего такта отработавшиеся газы удаляются через открывшийся выпускной клапан.

Такой двигатель называют четырехтактных – по числу перемещений. Автомобильный двигатель работает непрерывно, поэтому содержит как минимум четыре цилиндра. Вспомогательные ходы в одних обеспечиваются рабочими тактами в других.  

Как открываются клапаны

Для обеспечения процесса важно точное открывание и закрывание впускных и выпускных клапанов. За эту работу отвечает газораспределительный механизм.

Через шкив ГРМ «синхронизирован» с  коленвалом, что позволяет открывать каналы в нужные такты (при определенном положении поршней).

При вращении кулачок распредвала давит на коромысло, которое открывает клапан. Когда кулачок проворачивается, отверстие закрывается с помощью пружины.

Особенности дизеля

Аналогичные такты имеет и дизельный двигатель, единственное различие которого в том, как работает воспламенение. Здесь топливо и воздух подаются отдельно. Именно последний при сжатии выделяет тепло, воспламеняющее горючее. 

Все для ремонта и обслуживаия бензиновых и дизельных двигателей ищитена страницах fortunaavto.com.ua!

Принцип работы и рабочие циклы двигателя автомобиля (ДВС)

На автомобилях устанавливают двигатели внутреннего сгорания (ДВС), у которых топливо сгорает внутри цилиндра. В основу положено свойство газов расширяться при нагревании.

Рассмотрим принцип работы двигателя и его рабочие циклы.

Рабочий цикл четырехтактного бензинового двигателя

Рабочим циклом двигателя называется периодически повторяющийся ряд последовательных процессов, протекающих в каждом цилиндре двигателя и обусловливающих превращение тепловой энергии в механическую работу. Если рабочий цикл совершается за два хода поршня, т.е. за один оборот коленчатого вала, то такой двигатель называется двухтактным. Автомобильные двигатели работают, как правило, по четырехтактному циклу, который совершается за два оборота коленчатого вала или четыре хода поршня и состоит из тактов впуска, сжатия, расширения (рабочего хода) и выпуска.

Крайние положения поршня, при которых он наиболее удален от оси коленчатого вала или приближен к ней, называются верхней и нижней «мертвыми» точками (ВМТ и НМТ).

Принцип работы ДВС - схематично

1. Впуск

По мере того, как коленчатый вал двигателя делает первый полуоборот, поршень перемещается от ВМТ к НМТ, впускной клапан открыт, выпускной клапан закрыт.
В цилиндре создается разряжение, вследствие чего свежий заряд горючей смеси, состоящий из паров бензина и воздуха, засасывается через впускной газопровод в цилиндр и, смешиваясь с остаточными отработавшими газами, образует рабочую смесь.

2. Сжатие

После заполнения цилиндра горючей смесью при дальнейшем вращении коленчатого вала (второй полуоборот) поршень перемещается от НМТ к ВМТ при закрытых клапанах. По мере уменьшения объема температура и давление рабочей смеси повышаются.

3. Расширение или рабочий ход

В конце такта сжатия рабочая смесь воспламеняется от электрической искры и быстро сгорает, вследствие чего температура и давление образующихся газов резко возрастает, поршень при этом перемещается от ВМТ к НМТ. В процессе такта расширения шарнирно связанный с поршнем шатун совершает сложное движение и через кривошип приводит во вращение коленчатый вал.

При расширении газы совершают полезную работу, поэтому ход поршня при третьем полуобороте коленчатого вала называют рабочим ходом

. В конце рабочего хода поршня, при нахождении его около НМТ открывается выпускной клапан, давление в цилиндре снижается до 0.3 - 0.75 МПа, а температура до 950 - 1200оС.

4. Выпуск

При четвертом полуобороте коленчатого вала поршень перемещается от НМТ к ВМТ. При этом выпускной клапан открыт, и продукты сгорания выталкиваются из цилиндра в атмосферу через выпускной газопровод.

Рабочий цикл четырехтактного дизеля

В отличие от бензинового двигателя, при такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600оС. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.


Впуск

При движении поршня от ВМТ к НМТ вследствие образующегося разряжения из воздушного фильтра в цилиндр через открытый впускной клапан поступает атмосферный воздух. Давление воздуха в цилиндре составляет 0.08 - 0.095 МПа, а температура 40 - 60°С.

Сжатие

Поршень движется от НМТ к ВМТ; впускной и выпускной клапаны закрыты, вследствие этого перемещающийся вверх поршень сжимает поступивший воздух.
Для воспламенения топлива необходимо, чтобы температура сжатого воздуха была выше температуры самовоспламенения топлива. При ходе поршня к ВМТ цилиндр через форсунку впрыскивается дизельное топливо, подаваемое топливным насосом.

Расширение или рабочий ход

Впрыснутое в конце такта сжатия топливо, перемешиваясь с нагретым воздухом, воспламеняется, и начинается процесс сгорания, характеризующийся быстрым повышением температуры и давления. При этом максимальное давление газов достигает 6 - 9 МПа, а температура 1800 - 2000°С. Под действием давления газов поршень перемещается от ВМТ в НМТ - происходит рабочий ход. Около НМТ давление снижается до 0.3 - 0.5 МПа, а температура до 700 - 900оС.

Выпуск

Поршень перемещается от НМТ в ВМТ и через открытый выпускной клапан отработавшие газы выталкиваются из цилиндра. Давление газов снижается до 0.11 - 0.12 МПа, а температура до 500-700оС. После окончания такта выпуска при дальнейшем вращении коленчатого вала рабочий цикл повторяется в той же последовательности.

Принцип работы многоцилиндровых двигателей

На автомобилях устанавливают многоцилиндровые двигатели. Чтобы многоцилиндровый двигатель работал равномерно, такты расширения должны следовать через равные углы поворота коленчатого вала (т. е. через равные промежутки времени).
Последовательность чередования одноименных тактов в цилиндрах называют порядком работы двигателя. Порядок работы большинства четырехцилиндровых двигателей 1-3-4-2 или 1-2-4-3. Значит после рабочего хода в первом цилиндре следующий происходит в третьем, затем в четвертом и, наконец, во втором цилиндре. Определенная последовательность соблюдается и в других многоцилиндровых двигателях.

Диаграмма работы двигателя по схеме 1-2-4-3

Многоцилиндровые двигатели бывают рядными и V-образными. В рядных двигателях цилиндры расположены вертикально, а в V-образных — под углом. Последние характеризуются меньшей габаритной длиной по сравнению с первыми. Современные восьмицилиндровые двигатели выполняют двухрядными с V-образным расположением цилиндров.

Принцип работы ДВС

Мы уже писали более подробно об устройстве двигателя автомобиля. Если вкратце, поршневой двигатель состоит из корпуса, отдельных механизмов, а также впускной, выпускной, топливной систем и систем зажигания, охлаждения, смазки и управления. Итак, как работает сочетание поршня, шатуна, цилиндра, коленчатого вала и других деталей двигателя?

Рабочий цикл ДВС

Рабочим циклом любого мотора является ряд процессов, которые последовательно происходят в каждом его цилиндре.

Разберем принцип действия на четырехтактном бензиновом двигателе.

Процесс, который осуществляется за время, когда поршень движется от верхней мертвой точки по направлению к нижней, называют тактом. Полный рабочий цикл происходит за два полных оборота коленчатого вала, что составляет четыре такта.

  1. Впуск.
    В первом такте «впуска» поршень из максимальной верхней точки опускается вниз – к нижней. Объем пространства в цилиндре над поршнем возрастает (увеличивается), создается разрежение, впускной клапан одновременно открывается и в пространство цилиндра из впускного канала засасывается горючая смесь.
  2. Сжатие.
    В рамках второго такта двигающийся поршень (за счет работы других цилиндров) поднимается к ВМТ, канал закрывается впускным клапаном и горючая смесь сжимается.
  3. Рабочий ход (расширение).
    В такте расширения между электродами, размещенной в головке цилиндра, свечи зажигания, проскакивает искра. Она воспламеняет горючую смесь, из-за чего образуется волна давления, которая отталкивает поршень, заставляя его воздействовать на шатун и передавать механическое усилие шатунной шейке коленвала.
  4. Выпуск.
    В последнем такте выпуска поршень возвращается к исходному состоянию, т.е. движется опять вверх. Открывается выпускной клапан, а отработанные газы по соответствующему каналу выходят из цилиндра.

Этим завершается один рабочий цикл двигателя. И в этой точке начинается следующий.

Кроме четырехтактных, существуют также двухтактные двигатели. В них рабочий цикл проходит за счет такта сжатия и последующего рабочего хода. В сфере автомобилестроения в наше время они не применяются.

Чем отличаются дизельные моторы?

В дизельных двигателях отсутствует электромагнитная форсунка. Горючее воспламеняется без дополнительных поджигающих устройств, а именно, без свечей зажигания. Вместо системы зажигания в головке цилиндра находится форсунка высокого давления.

На такте «впуска» поршень, двигаясь вниз, втягивает в цилиндр не горючую смесь, а просто чистый воздух.

В такте сжатия воздух настолько сильно сжимается поршнемю что его температура превышает 700 °С. При такой температуре дизельное горючее, которое впрыскивается форсункой (в момент максимального сжатия воздуха), воспламеняется. Аналогично предыдущему варианту, взрыв формирует волну, которая отталкивает поршень к нижней мертвой точке. Этот процесс и есть тактом «расширения» (или рабочим ходом). Такт «выпуска» полностью воспроизводит вышеописанный такт в бензиновом моторе. Один рабочий цикл двигателя завершен, затем все такты повторяются, формируя следующий цикл.

Последовательность рабочих процессов в цилиндрах двигателя

В каждый момент времени в разных цилиндрах происходят разные такты. Чередование или последовательность одних и тех же тактов в разных цилиндрах называют порядком работы двигателя. Как правило, он определяется по такту «рабочего хода». Например, четырехцилиндровый двигатель с порядком работы 1-3-4-2 – это вид мотора, рабочий ход (расширение) в цилиндрах которого происходит сначала в первом цилиндре, потом в третьем, в четвертом и наконец – во втором.

Есть 4-цилиндровые двигатели с порядком работы 1-2-4-3, 6-цилиндровые – с порядком работы 1-5-3-6-2-4, 8-цилиндровые – с порядком работы 1-5-4-8-6-3-7-2 и другие.

Особенности компоновки цилиндров

Если цилиндры располагаются в один ряд, такие двигатели называются рядными.

Если на одной шатунной шейке коленчатого вала разместить (закрепить нижнюю разъемную головку) по два шатуна под углом 90° один к другому, такой вид мотора называется V-образным. Он будет в два раза короче. А если по два поршня на одной шатунной шейке разместить напротив друг друга, то получим оппозитный двигатель.

На самом деле, рабочий цикл двигателя и вращение коленчатого вала происходят не так уж медленно. На панели приборов, есть шкала тахометра, которая показывает, с какой частотой в одну минуту вращается коленвал (значение, которое видим на шкале, нужно умножить на 100). На прогретом моторе это частота вращения порядка 700-900 оборотов в минуту. Если двигатель не прогрет, частота вращения составляет около 1300-1400 (так называемые, прогревочные обороты). По мере прогревания она падает до нормы. Для того, чтобы переключить передачи с меньших на большие, мотор раскручивается от 2500-3500 оборотов. Если же нажимать на педаль газа, так, чтобы стрелка тахометра заходила на красную линию, то на форсунку просто прекращается подача топлива.

На этом о принципе работы – всё. Послушных Вам автомобилей и добрых дорог! Ознакомьтесь с полным списком оборудования для СТО в нашем каталоге.

Устройство и принцип работы двигателя внутреннего сгорания

 

 

Для того, чтобы понять принцип работы ГРМ, нужно иметь некоторые представления о самом двигателе и его строении. Давайте разберемся со всем более подробно:

 

 

 

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Технические характеристики двигателя.Характеристики двигателя При движении вверх-вниз у поршня есть два положения, которые называются мертвыми точками. Верхняя мертвая точка (ВМТ) – это момент максимального подъема головки и всего поршня вверх, после чего он начинает движение вниз; нижняя мертвая точка (НМТ) – самое нижнее положение поршня, после которого вектор направления меняется и поршень устремляется вверх. Расстояние между ВМТ и НМТ названо ходом поршня, объем верхней части цилиндра при положении поршня в ВМТ образует камеру сгорания, а максимальный объем цилиндра при положении поршня в НМТ принято называть полным объемом цилиндра. Разница между полным объемом и объемом камеры сгорания получила наименование рабочего объема цилиндра.


Суммарный рабочий объем всех цилиндров двигателя внутреннего сгорания указывается в технических характеристиках двигателя, выражается в литрах, поэтому в обиходе именуется литражом двигателя. Второй важнейшей характеристикой любого ДВС является степень сжатия (СС), определяемая как частное от деления полного объема на объем камеры сгорания. У карбюраторных двигателей СС варьирует в интервале от 6 до 14, у дизелей – от 16 до 30. Именно этот показатель, наряду с объемом двигателя, определяет его мощность, экономичность и полноту сгорания топливо-воздушной смеси, что влияет на токсичность выбросов при работе ДВС.
Мощность двигателя имеет бинарное обозначение – в лошадиных силах (л. с.) и в киловаттах (кВт). Для перевода единиц одна в другую применяется коэффициент 0,735, то есть 1 л.с. = 0,735 кВт.
Рабочий цикл четырехтактного ДВС определяется двумя оборотами коленчатого вала – по пол-оборота на такт, соответствующий одному ходу поршня. Если двигатель одноцилиндровый, то в его работе наблюдается неравномерность: резкое ускорение хода поршня при взрывном сгорании смеси и замедление его по мере приближения к НМТ и далее. Для того, чтобы эту неравномерность купировать, на валу за пределами корпуса мотора устанавливается массивный диск-маховик с большой инерционностью, благодаря чему момент вращения вала во времени становится более стабильным.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания


Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.
Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.
Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

Первый такт - такт впуска

 

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт - такт сжатия

 

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт - рабочий ход

 

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.
После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт - такт выпуска

 

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.
 

Газораспределительный механизм

 

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.
Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

Устройство ГРМ
В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами. Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).
С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.


Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.
Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.


Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.
Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед одеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем одевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.
При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.
Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.
В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь одевается на вал совместно со шкивом.
 

Кривошипно-шатунный механизм

Кривошипно-шатунный механизм (далее сокращенно – КШМ) – механизм двигателя. Основным назначением КШМ является преобразование возвратно-поступательных движений поршня цилиндрической формы во вращательные движения коленчатого вала в двигателе внутреннего сгорания и, наоборот.

Устройство КШМ


Поршень

Поршень имеет вид цилиндра, изготовленного из сплавов алюминия. Основная функция этой детали заключается в превращении в механическую работу изменение давления газа, или наоборот, – нагнетание давления за счет возвратно-поступательного движения.
Поршень представляет собой сложенные воедино днище, головку и юбку, которые выполняют совершенно разные функции. Днище поршня плоской, вогнутой или выпуклой формы содержит в себе камеру сгорания. Головка имеет нарезанные канавки, где размещаются поршневые кольца (компрессионные и маслосъемные). Компрессионные кольца исключают прорыв газов в картер двигателя, а поршневые маслосъемные кольца способствуют удалению излишков масла на внутренних стенках цилиндра. В юбке расположены две бобышки, обеспечивающие размещение соединяющего поршень с шатуном поршневого пальца.

Шатун

Изготовленный штамповкой или кованый стальной (реже – титановый) шатун имеет шарнирные соединения. Основная роль шатуна состоит в передаче поршневого усилия к коленчатому валу. Конструкция шатуна предполагает наличие верхней и нижней головки, а также стержня с двутавровым сечением. В верхней головке и бобышках находится вращающийся («плавающий») поршневой палец, а нижняя головка – разборная, позволяя, тем самым, обеспечить тесное соединение с шейкой вала. Современная технология контролируемого раскалывания нижней головки позволяет обеспечить высокую точность соединения ее частей.

Коленчатый вал

Изготовленный из стали или чугуна высокой прочности коленчатый вал состоит из шатунных и коренных шеек, соединенных щеками и вращающихся в подшипниках скольжения. Щеки создают противовес шатунным шейкам. Основная функция коленчатого вала состоит в восприятии усилия от шатуна для преобразования его в крутящий момент. Внутри щек и шеек вала предусмотрены отверстия для подачи под давлением масла системой смазки двигателя.

Маховик

Маховик устанавливается на конце коленчатого вала. На сегодняшний день находят широкое применение двухмассовые маховики, имеющие вид двух, упруго соединенных между собой, дисков. Зубчатый венец маховика принимает непосредственное участие в запуске двигателя через стартер.

Блок и головка цилиндров

Блок цилиндров и головка блока цилиндров отливаются из чугуна (реже – сплавов алюминия). В блоке цилиндров предусмотрены рубашки охлаждения, постели для подшипников коленчатого и распределительного валов, а также точки крепления приборов и узлов. Сам цилиндр выполняет функцию направляющей для поршней. Головка блока цилиндра располагает в себе камеру сгорания, впускные-выпускные каналы, специальные резьбовые отверстия для свечей системы зажигания, втулки и запрессованные седла. Герметичность соединения блока цилиндров с головкой обеспечены прокладкой. Кроме того, головка цилиндра закрыта штампованной крышкой, а между ними, как правило, устанавливается прокладка из маслостойкой резины.

В целом, поршень, гильза цилиндров и шатун формируют цилиндр или цилиндропоршневую группу кривошипно-шатунного механизма. Современные двигатели могут иметь до 16 и более цилиндров.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания: принцип работы

В основе принципа работы любого двигателя внутреннего сгорания лежит воспламенение небольшого количества топлива, обязательно высокоэнергетического, в небольшом замкнутом пространстве. При этом выделяется большое количество энергии, в виде теплового расширения нагретых газов. Так как давление под поршнем равно нормальному атмосферному, а компрессия в цилиндре намного превышает его, то под действием разницы давлений поршень совершает движение.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания: принцип работы

Для того чтобы двигатель внутреннего сгорания постоянно производил полезную механическую энергию, камеру сгорания цилиндра необходимо циклично заполнять новыми дозами воздушно-топливной смеси. В результате, поршень приводит в действие коленчатый вал, который и придает движение колесам автомобиля.

Двигатели почти всех современных автомобилей являются четырёхтактными по своему циклу работы, и энергия, полученная от сжигания бензина, почти полностью преобразовывается в полезную. Цикл Отто, так называется подобный принцип, по имени Николауса Отто, изобретателя двигателя внутреннего сгорания (1867 год).

Схема работы бензинового двигателя внутреннего сгорания:

- такт впуска;

- такт сжатия;

- рабочий такт;

- такт выпуска.

Главным элементом двигателя внутреннего сгорания является поршень, который связан шатуном с коленчатым валом. Так называемый, кривошипно-шатунный механизм, преобразующий прямолинейное возвратно-поступательное движение поршня в радиальное движение коленвала.

Ниже более подробно расписан рабочий цикл бензинового двигателя:

1. Такт впуска

Поршень опускается из верхней крайней точки в нижнюю крайнюю точку, при этом кулачки распределительного вала открывают впускной клапан, и через него воздушно-топливная смесь поступает из карбюратора в камеру сгорания цилиндра. Когда поршень доходит до нижней мертвой точки, впускной клапан закрывается.

2. Такт сжатия

Поршень возвращается из нижней мертвой точки в верхнюю, сжимая топливную смесь. При этом существенно увеличивается температура смеси. Когда поршень доходит до верхней крайней точки, свеча зажигания воспламеняет сжатую рабочую смесь.

3. Рабочий такт

Воспламененная горючая смесь сгорает при высокой температуре, образовавшиеся газы моментально расширяются и толкают поршень вниз. Впускной и выпускной клапаны, во время этого такта, закрыты.

4. Такт выпуска

Коленвал продолжает вращаться по инерции, поршень идет в верхнюю мертвую точку. В то же время открывается клапан выпуска, и поршень вытесняет отработанные газы в выхлопную трубу. Когда он достигает верхней крайней точки, выпуск закрывается.

Следующий такт необязательно должен начинаться после окончания предыдущего. Такая ситуация, когда одновременно открыты оба клапана (впуска и выпуска), называется перекрытием клапанов. Это необходимо для эффективного наполнения цилиндра воздушно-топливным соединением, а также для более результативной очистки цилиндров от выхлопных газов. После этого рабочий цикл повторяется.

 

Отличительной особенностью двигателя внутреннего сгорания является то, что поршень двигается прямолинейно, а движение, осуществляющееся при сгорании топливной смеси, - вращательное. Линейный ход поршней преобразовывается в поворотное движение, необходимое для работы колес автомобиля, при помощи коленчатого вала.

Ниже рассмотрены основные элементы двигателя, которые принимают участие в преобразовании тепловой энергии в механическую.

1. Свеча зажигания

Искровая свеча вырабатывает электрическую искру, которая воспламеняет воздушно-топливную смесь. Для равномерной и бесперебойной работы поршня искра должна появляться в заданный момент времени.

2. Клапаны

Выпускные и впускные клапаны закрываются и открываются в заданный момент, впуская воздух в цилиндр и выпуская отработанные газы. Во время процесса горения топливной смеси оба клапана закрыты. Клапан выпуска открывается до достижения поршня крайней нижней точки и остается открытым до прохождения поршня к верхней крайней точке. К этому моменту впускной уже будет открыт.

3. Поршень

Образующиеся во время сгорания топливной смеси горячие газы выдавливают поршень, передавая энергию через шатун и палец коленвалу. Для сохранения компрессии в цилиндрах на поршень устанавливаются уплотняющие кольца, изготовленные из высокопрочного чугуна. Для повышения износостойкости поршневые кольца покрываются тонким слоем пористого хрома. К основным характеристикам колец относятся следующие показатели: высота, наружный диаметр, радиальная толщина, форма разреза в стыке и упругость. Внешний диаметр поршневого кольца должен соответствовать внутреннему диаметру цилиндра. В настоящее время применяются узкие кольца (высотой - 1,5-2 мм) и широкие (высотой - 2,5-3 мм). Первые более надежны при частом движении поршня. Радиальная толщина увеличивается с возрастанием диаметра цилиндра. Износ поршневых колец происходит, в среднем, через каждые 3 тысячи километров пробега.

4. Шатун

Шатун соединяет коленчатый вал с поршнем. Вращение шатуна является двухсторонним, это нужно для того, чтобы его угол мог изменяться в зависимости от местоположения поршня, обеспечивая движение коленвала. Обычно шатуны бывают стальными, иногда - алюминиевыми.

5. Коленчатый вал

Поворот коленчатого вала осуществляется вследствие вертикального хода поршня. Коленвал приводит в движение колеса автомобиля.

 

Современные двигатели внутреннего сгорания делятся на два типа: карбюраторные и инжекторные.

В карбюраторном двигателе процесс приготовления воздушно-топливной смеси происходит в специальном устройстве - карбюраторе. В нем, используя аэродинамическую силу, горючее смешивается с воздушным потоком, засасываемым двигателем.

В инжекторном типе двигателя топливо впрыскивается под давлением в поток воздуха при помощи специальных форсунок. Дозировка горючего происходит при помощи электронного блока управления, который открывает форсунку электрическими импульсами. В двигателях устаревшей конструкции, этот процесс происходит с использованием специфической механической системы. Последний тип почти полностью вытеснил устаревшие карбюраторные силовые агрегаты. Это произошло из-за современных экологических стандартов, которые устанавливают высокие нормы чистоты выхлопных газов. Что повлекло за собой внедрение новых эффективных нейтрализаторов выхлопа (каталитических конвертеров или катализаторов). Такие системы нейтрализации требуют постоянного состава отработанных газов, который могут обеспечить только инжекторные системы впрыска топлива, контролируемые электронным блоком управления. Нормальная работа катализатора обеспечивается исключительно при соблюдении стабильного состава выхлопных газов. Необходимостью этого является то, что он требует содержания определенных пропорций кислорода в отработанных газах. Для соблюдения подобных условий в таких системах катализации обязательно устанавливается кислородный датчик (лямбда-зонд), который анализирует процент содержания кислорода в выхлопных газах и контролирует точность пропорций оксида азота, несгоревших остатков топлива и углеводородов.

 

Основными вспомогательными системами являются:

Система зажигания. Отвечает за поджигание топливной смеси в нужный момент. Она бывает контактной, бесконтактной и микропроцессорной. Система контактного типа состоит из распределителя-прерывателя, катушки, выключателя зажигания и свечей. Бесконтактная система аналогична предыдущей, только вместо прерывателя стоит индукционный датчик. Управление системой зажигания микропроцессорного типа осуществляется специальным компьютерным блоком, в ее состав входит датчик положения коленвала, коммутатор, блок управления зажиганием, катушки, датчик температуры двигателя и свечи. В двигателях с инжекторной системой к ней добавляется еще датчик положения дроссельной заслонки и термоанемометрический датчик массового расхода воздуха.

Система запуска двигателя. Состоит из специального электромотора (стартера), подключенного к аккумулятору, или механического стартера, использующего физические усилия человека. Применение этой системы объясняется тем, что для запуска рабочего цикла двигателя необходимо, чтобы коленчатый вал произвел хотя бы один оборот.

Система выпуска выхлопных газов. Обеспечивает своевременное удаление продуктов горения топливной смеси из цилиндров. Включает в себя выпускной коллектор, катализатор и глушитель.

Система приготовления воздушно-топливной смеси. Предназначена для приготовления и впрыска смеси горючего с воздухом, в камеру сгорания цилиндров двигателя. Может быть карбюраторной или инжекторной.

Система охлаждения. Современная система состоит из вентилятора, радиатора, термостата, расширительного бачка, жидкостного насоса, датчика температуры, рубашки и головки охлаждения блока цилиндров. Предназначена для создания и поддержания приемлемого температурного режима работы ДВС. Обеспечивает отвод тепла от цилиндров клапанной системы и поршневой группы. Может быть воздушной, жидкостной или гибридной.

Система смазки. Состоит из масляного фильтра, маслонасоса с маслоприемником, каналов в блоке и головках цилиндров для впрыска масла под высоким давлением, поддона картера. Предназначена для подачи автомобильного масла с целью уменьшения трения и охлаждения, к взаимодействующим деталям двигателя. Также циркуляция масла смывает нагар и продукты механического износа.

Источник: Авто Релиз.ру.

Принцип работы ДВС современного типа простыми словами

Современные двигатели работают по достаточно простой схеме, которая была изобретена целый век назад. Единственное, что подверглось сильному изменению после производства первого двигателя внутреннего сгорания, это система питания. С карбюраторов и прочих не слишком эффективных средств подачи топлива промышленность перешла на инжектор для бензиновых двигателей. Дизельные агрегаты обладают отдельным типом впрыска через систему с повышенным давлением. Все последние разработки в технологиях работы ДВС являются мелочными дополнениями к уже известной конструкции, которые призваны обеспечить либо автоматическую регулировку определенных параметров работы, либо определенную экономию топлива.

Тем не менее, суть двигателя остается прежней. По части работы двигателя внутреннего сгорания сегодня мы обсудим отдельно службу бензинового и дизельного силового агрегата, а также обсудим некоторые особенности использования бензинового двигателя в гибридных устройствах. Также затронем тему турбины в различных агрегатах, ее типов и смысла использования. Ознакомившись со всеми тонкостями работы современных силовых агрегатов внутреннего сгорания, вы поймете, что нынешние ДВС фактически ничем не отличаются от классических устройств.

Содержание

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания - тонкости работы

Двигатель на бензиновом топливе представляет собою классический вариант силового агрегата, который может работать только на очищенном и качественном бензине, производимом из нефти. Современные двигатели работают только на бензине с октановым числом 95 или даже 98. Залив в хороший агрегат бензин плохого качества, вы можете приобрести массу проблем.

Топливо подается в агрегат с помощью бензонасоса, а количество подачи регулируется специальной системой впрыска. Инжекторы обладают тонкими форсунками, которые распыляют топливо в системе, позволяя его полностью сжечь в камерах сгорания. После подачи топлива по трубке на систему инжектора происходят следующие процессы:

  • инжектор распыляет бензин, превращая его в облако пара, а также смешивает получившиеся частицы с воздухом;
  • смесь бензина и кислорода попадает дальше в камеру сгорания, где в верхней части поджигается свечей зажигания;
  • подожженный бензин быстро воспламеняется, формируя определенной мощности взрыв с конкретным давлением и усилием;
  • камера сгорания исключительно герметична, потому сила этого взрыва направляется на рабочую плоскость поршня;
  • от мощности удара поршень опускается вниз и приводит в движение коленчатый вал, на котором закреплены другие поршни;
  • с помощью неоднократного повторения такого процесса происходит постоянное вращение двигателя.

Если топливо не распыляется должным образом, поскольку форсунки забиты или поломаны, один из цилиндров не будет давать нужной мощности, поскольку топливо не сможет поджигаться и нормально выполнять свои функции. В таком случае двигатель теряет мощность и значительно увеличивает расход. Также в таком агрегате крайне важна фильтрация воздуха.

Турбина в бензиновых двигателях представляет собой механизм усиленной подачи воздуха, за счет чего на определенных режимах работы увеличивается мощность агрегата без увеличения потребления топлива. Интенсивная подача воздуха с разными значениями позволяет компаниям достигать невероятных технических характеристик вполне стандартных бензиновых агрегатов.

Дизельный силовой агрегат - второй тип ДВС

Еще один важный тип двигателя, который стал прекрасной альтернативой бензиновому агрегату в обыденной и коммерческой эксплуатации, - это дизельный силовой агрегат. Его стандартными преимуществами считается менее активный расход топлива и очень ощутимая тяга. Такие выгоды дают возможность полностью переформатировать стиль поездки, изменить привычки управления автомобилем.

Дизельный силовой агрегат подает топливо также через форсунки со значительным распылением. Это требует высокой чистоты дизельного топлива и значительной безопасности работы системы подачи топлива, поскольку жидкость подается на форсунки в достаточно большом давлении. Принцип работы агрегата несколько отличается от бензинового:

  • топливо подается на распыление в гораздо большем давлении, оно прогревается еще до входа в камеры сгорания;
  • под воздействием значительного давления поршней в камерах сгорания топливо самовоспламеняется;
  • создаваемая при этом энергия производит толчок поршня в нижнее положение, выводя при этом другие поршни вверх;
  • для работы двигателя требуется меньше топлива, а вот подача воздуха имеет большое значение;
  • по данной причине в дизельных двигателях практически всегда присутствует турбина, распространены только турбодизели;
  • агрегат создает очень завидную мощность поршней, потому даже на низких оборотах он обладает большой тягой.

Определенная специфика работы дизельного двигателя вызывает и некоторые особенности его эксплуатации. В частности, водителю придется научиться раньше переключать передачи, довольствоваться низкими оборотами и контролировать тягу машины. Современные турбодизели потребляют на 15-20 процентов меньше топлива на ту самую мощность, чем бензиновые агрегаты.

Объемистые и тяговитые дизельные двигатели в промышленности могут работать не только на продуктах нефтеобработки. Многие агрегаты приспособлены даже на сжигание сырой нефти, а также принимают в качестве топлива природные биомасла, которые воспламеняются при сильном давлении. Это может стать одним из будущих перспективных моментов автомобилестроения.

Бензиновый гибридный двигатель - электричество в моде

Не так давно на рынок начали поступать гибридные автомобили. Это машины, у которых силовой агрегат состоит из двух частей. Первая часть не отличается от стандартных бензиновых агрегатов, но зачастую не столь объемистая и мощная. А вторая часть представлена электродвигателями в разных количествах и расположениях.

Батареи для электродвигателя оснащены отдельным генератором, который заряжается от работы бензинового агрегата. Также энергия берется из рекуперации энергии торможения и прочих процессов, которые обычно теряются в стандартном исполнении. Гибрид работает по следующей схеме:

  • в стандартных ситуациях городской поездки используются только электромоторы, вы ведете электромобиль;
  • когда энергия батарей на исходе, в дело включается бензиновый двигатель, нагнетающий запас в аккумуляторах;
  • также при резком нажатии на педаль газа включаются сразу все двигатели, давая огромную энергию;
  • при полной разрядке батарей ДВС продолжает работать и весьма экономично везет вас в нужном направлении;
  • у некоторых гибридных автомобилей есть выход для зарядки батарей от обычной электрической сети.

Такие технологии являются дыханием будущего, поскольку экономия на гибридных автомобилях ощутима. Большой внедорожник с такой установкой может затрачивать всего 5-6 литров топлива, независимо от выбранного режима поездки. Хороший двигатель внутреннего сгорания обеспечивает быструю зарядку батарей.

Сегодня активно развивается применение гибридных установок на основе дизельного двигателя. В таком случае расход опускается до невероятных 2-3 литров на 100 километров. Впрочем, технологии гибридного использования знают и расход в 1 литр на 100 километров, который является эталонным для современных производителей автомобилей. Предлагаем изучить принцип работы гибридного двигателя на следующем видео:

Подводим итоги

Сегодня покупатель автомобилей имеет большой выбор технологий, которые для него будут оптимальными во всех отношениях. Подобрать лучшее решение будет непросто, поскольку производители расписывают преимущества своих предложений в самых неожиданных аспектах. Иногда правильно преподнесенная технология кажется нам самым важным элементом автомобиля, но на самом деле не занимает и части технического потенциала транспорта.

Потому многие покупатели просто становятся жертвами рекламного влияния, покупая те или иные технологии и оплачивая их в полной мере. Сегодня лучше отказаться от рекламы при выборе типа машины. Положитесь на собственные впечатления и ощущения, на решения, которые вам нравятся больше всего. В каждом типе двигателя и силовой установки есть свои преимущества и недостатки. Расскажите о главных преимуществах двигателя в вашем автомобиле.

Устройство двигателя.

Принцип работы ДВС

Общее устройство ДВС:

Двигатель состоит из цилиндра 5 и картера 6, который снизу закрыт поддоном 9 (рис. а). Внутри цилиндра перемещается поршень 4 с компрессионными (уплотнительными) кольцами 2, имеющий форму стакана с днищем в верхней части. Поршень через поршневой палец 3 и шатун 14 связан с коленчатым валом 8, который вращается в коренных подшипниках, расположенных в картере. Коленчатый вал состоит из коренных шеек 13, щек 10 и шатунной шейки 11. Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал составляют так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала (рис. б).

Схема устройства поршневого двигателя внутреннего сгорания:

а - продольный вид, б - поперечный вид; 1 - головка цилиндра, 2 - кольцо,

3 - палец, 4 - поршень, 5 - цилиндр, 6 - картер, 7 - маховик, 8 - коленчатый вал,

9 - поддон, 10 - щека, 11 - шатунная шейка, 12 - коренной подшипник, 13 - коренная шейка,

14 - шатун, 15, 17- клапаны, 16 - форсунка

Сверху цилиндр 5 накрыт головкой 1 с клапанами 15 и 17, открытие и закрытие которых строго согласовано с вращением коленчатого вала, следовательно, и с перемещением поршня.

Перемещение поршня ограничивается двумя крайними положениями, при которых его скорость равна нулю: верхней мертвой точкой (ВМТ), соответствующей наибольшему удалению поршня от вала (рис. б), и нижней мертвой точкой (НМТ), соответствующей наименьшему удалению его от вала.

Безостановочное движение поршня через мертвые точки обеспечивается маховиком 7, имеющим форму диска с массивным ободом.

Расстояние, проходимое поршнем, между мертвыми точками называется ходом поршня S, а расстояние между осями коренных и шатунных шеек - радиусом кривошипа R (рис. б). Ход поршня равен двум радиусам кривошипа: S = 2R. Объем, который описывает поршень за один ход, называется рабочим объемом цилиндра (Vh):

Vh = (πD²S) / 4

Объем над поршнем (Vc) в положении ВМТ (рис. а) и называется объемом камеры сгорания. Сумма рабочего объема цилиндра (Vh) и объема камеры сгорания (Vc) составляет полный объем цилиндра (Va):

Va = Vh + Vc

Отношение полного объема цилиндра (Va) к объему камеры сгорания (Vc) называется степенью сжатия (е):

е = Va / Vc

Степень сжатия является важным параметром двигателей внутреннего сгорания, так как сильно влияет на его экономичность и мощность.

 

Принцип работы ДВС:

Схема работы двигателя

Практически все современные двигатели производят с 4-тактными циклами работы:

  1. Такт впуска - впускается топливо-воздушная смесь
  2. Такт сжатия - смесь сжимается и поджигается
  3. Такт расширения - смесь сгорает и толкает поршень вниз
  4. Такт выпуска - продукты горения выпускаются

Точка отсчета — положение поршня вверху (ВМТ - верхняя мертвая точка). В данный момент впускное отверстие открывается клапаном, поршень начинает движение вниз и засасывает топливную смесь в цилиндр. Это первый такт цикла, такт впуска.

Во время второго такта, такта сжатия, поршень достигает самой нижней точки (НМТ - нижняя мертвая точка), при этом впускное отверстие закрывается, поршень начинает движение вверх, из-за чего топливная смесь сжимается. При достижении поршнем максимальной верхней точки топливная смесь сжата до максимума.

Третий такт, такт расширения - это поджигание сжатой топливной смеси с помощью свечи, которая испускает искру. В результате горючий состав взрывается и толкает поршень с большой силой вниз.

Четвертый такт, такт выпуска, поршень достигает нижней границы и по инерции возвращается к верхней точке. В это время открывается выпускной клапан, отработанная смесь в виде газа выходит из камеры сгорания и через выхлопную систему. После этого цикл, начиная с первого такта, повторяется снова и продолжается в течение всего времени работы двигателя.

Описанный выше способ является универсальным. По такому принципу построена работа практически всех бензиновых моторов. Дизельные двигатели отличаются тем, что там нет свеч зажигания - элемента, который поджигает топливо. Детонация дизельного топлива осуществляется благодаря сильному сжатию топливной смеси. При такте «впуск» в цилиндры дизеля поступает чистый воздух. Во время такта «сжатие» воздух нагревается до 600 градусов Цельсия. В конце этого такта в цилиндр впрыскивается определенная порция топлива, которое самовоспламеняется.

Принцип работы льдогенератора

Льдогенератор работает следующим образом: 1, резервуар для хранения охлажденной воды с насосом продолжает циркулировать через пластину испарителя или точки решетки; 2, после прохождения через всасывание компрессора - Сжатие - Выхлоп - Конденсация (разжижение) - Фестивальный поток - снова в испарителе при низкой температуре от -10 до -18 градусов охлажденная вода в испарителе постоянно поглощает тепло испарения с температурой 0 градусов. при более низкой температуре поверхности испарителя конденсируется в лед, когда лед конденсируется до определенной толщины.Когда после того, как температура испарения хладагента достигнет заданной температуры термостата, то есть при размораживании, соленоидный клапан включен, тепловой насос часто используется для защиты от обледенения. реализовать еще раз следующий цикл.

Цикл производства льда:
За счет добавления водяных клапанов вода автоматически поступает в резервуар для хранения воды, а затем через клапан регулирования потока в воду через головку насоса в шунт, где вода равномерно распыляется на поверхность льда, так же, как и Завеса льдогенератора течет по поверхности стены, вода охлаждается до точки замерзания, замороженная вода без испарения течет через пористый резервуар для воды, цикл возобновляется.

Цикл разморозки льда:
Когда толщина льда достигает желаемой (толщина выбирается оператором / пользователем по своему усмотрению), горячий газ, выпускаемый из компрессора, перенаправляется обратно в льдогенератор в стенке папки, заменяемый низкотемпературным жидким хладагентом. . Когда эта стена между льдом и испарением воды, чтобы сформировать тонкий слой пленки, этот слой водной пленки будет свободно падать в щель под льдом под действием силы тяжести, играет роль смазки. Вода, образующаяся в цикле сбора льда, будет возвращаться в резервуар для воды через пористую канавку, что также предотвращает выход влажного льда из машины.

Конденсатор:
Есть конденсаторы с воздушным, водяным или испарительным охлаждением. Испарительный агрегат установлен над льдогенератором, конденсатор с водяным охлаждением был установлен под днищем льдогенератора или охлаждающая система льдогенератора, а конденсатор с воздушным охлаждением, установленный в льдогенераторе, может быть установлен в соответствии с реальной ситуацией с помощью банки быть установлен на открытом воздухе. При необходимости конденсатор с водяным охлаждением можно использовать в лодке или на берегу, использование морской воды для охлаждения.Испарительное охлаждение можно использовать при высоких температурах окружающего воздуха, но с точки зрения эффективности и с экономической точки зрения оно неприемлемо в условиях охлаждения с водяным или воздушным охлаждением.

Принцип работы льдогенератора 1

Каков принцип работы льдогенератора? Считается, что с этой проблемой не знакомы все. Эта статья подробно объяснит принцип работы и рабочий процесс льдогенератора со схематической диаграммой.

Льдогенератор - это разновидность холодильного механического оборудования, которое охлаждает воду с помощью хладагента холодильной системы для образования льда.Как показано на Рисунке 1, он широко используется в производстве водных продуктов, пищевых продуктов, молочных продуктов, медицины, химии, консервирования овощей и других отраслях промышленности. С развитием общества и постоянным повышением уровня производства людей ледовая промышленность становится все шире и шире, а социальный спрос на льдогенераторы также растет.

Ⅰ. Краткое введение в принцип работы

Принцип охлаждения льдогенератора показан на следующем рисунке. Хладагент сжимается компрессором в газ высокой температуры и высокого давления, охлаждается конденсатором, сжижается до жидкости средней температуры и высокого давления, дросселируется системой дросселирования, затем поступает в испаритель и испаряется по его трубопроводу.Хладагент поглощает тепло окружающей среды, замораживая воду, затем возвращается в компрессор по возвратной трубе, а затем сжимается и выпускается. Этот цикл превращает воду в лед, пока кубики льда не достигнут определенной толщины.

Хладагент сжимается в компрессоре в газ с высокой температурой и высоким давлением и выгружается, а затем напрямую поступает в испаритель через трубу подачи тепла, так что температура испарителя повышается, а затем кубики льда выпадают из испарителя. под совместным действием хладагента и дополнительной воды.Выполнив процесс приготовления льда один раз, продолжайте повторять, пока кубики льда в холодильнике не соберутся полностью, и процесс приготовления льда не будет приостановлен. После извлечения кубиков льда льдогенератор продолжает вышеуказанный цикл.

1. Производство льда

После включения машины переведите функциональный переключатель в состояние «Производство льда 20». В это время горит световой индикатор, а водяной насос и дренажный соленоидный клапан включаются на несколько секунд (можно установить конкретное время), чтобы слить оставшуюся воду в резервуаре для воды, тем самым гарантируя, что вода, используемая для Изготовление льда свежее и чистое.Во время слива клапан горячего газа также находится под напряжением. В то же время электронная плата управления определяет, полны ли кубики льда в холодильнике. Если лед не полон, запустите компрессор, одновременно запустите охлаждающий вентилятор конденсатора, закройте водяной насос и сливной клапан, а также откройте соленоидный клапан на впуске воды, чтобы войти в состояние производства льда.

В течение всего процесса приготовления льда и удаления льда компрессор всегда продолжает работать, клапан горячего газа закрывается после запуска компрессора на несколько секунд, водяной насос запускается после того, как компрессор предварительно охлаждает ледяную камеру (испаритель) в течение нескольких секунд. , а впускной клапан воды закрывается, когда датчик уровня воды соприкасается с водой в раковине в течение нескольких секунд (когда датчик уровня воды соприкасается с водой, индикатор уровня воды на контроллере загорается) или после нескольких минут непрерывного водозабор.Под действием водяного насоса и водоотделителя вода равномерно течет через каждое отделение морозильной камеры. При образовании кубиков льда уровень воды падает и индикатор уровня воды гаснет. В это время вода будет добавляться один раз, пока датчик уровня воды не войдет в контакт с водой в течение нескольких секунд, чтобы убедиться, что воды достаточно для изготовления льда.

В процессе приготовления льда электронная плата управления постоянно определяет температуру конденсатора, и, как только его температура превышает установленную температуру, запускается вентилятор охлаждения конденсатора, чтобы быстро снизить его температуру.

Следует отметить, что вентилятор охлаждения конденсатора и компрессор некоторых льдогенераторов управляются одним и тем же контактором, а реле давления включено последовательно в главную цепь вентилятора охлаждения конденсатора в качестве регулятора запуска и остановки вентилятора конденсатора. . Когда давление конденсации выше примерно 1,7 МПа, вентилятор конденсации запускается и останавливается, когда оно ниже примерно 1,4 МПа.

2. Процесс удаления льда

Когда датчик толщины льда соприкасается с потоком воды (не со льдом) в течение нескольких секунд, срабатывает водяной насос, и соленоидный клапан слива открывается, чтобы слить воду в раковину (время слива можно выбрать, включив переключатель времени слива. панель).После слива в установленное время электромагнитный клапан на входе воды, электромагнитный клапан слива воды и водяной насос закрываются и больше не действуют в течение всего процесса удаления льда. В начале слива воды клапан горячего газа открывается, и горячий пар хладагента течет в испаритель, нагревая кубики льда на поверхности испарителя. Кубики льда скользят в камеру хранения льда по частям под действием силы тяжести, и включается переключатель коробки, завершая процесс размораживания, а затем снова переходя в состояние производства льда.

3. Автоматическое отключение при полном наледи

Когда процесс сбора льда завершен и холодильник заполнен, световой индикатор переключателя коробки в это время гаснет, и льдогенератор перестает работать через несколько секунд.

4. Ограниченная защита

В льдогенераторе используется обычная защита от перегрева и защита от высокого давления, аналогичная защите от перегрева обычных компрессоров, а в качестве защитного элемента используется биметаллическая пластина типа «бабочка»; В защите от высокого напряжения используется контроллер давления, который отключается, когда давление конденсации выше 3.1 МПа, и сбрасывается и включается, когда давление конденсации ниже 2,01 МПа.


Время публикации: Сен-17-2020

Как работает льдогенератор?

Вы когда-нибудь задумывались, как коммерческий льдогенератор может сделать столько льда за такое короткое время? У нас есть. В этой статье мы рассмотрим, что такое процесс охлаждения и как работают коммерческие льдогенераторы.

Во-первых, давайте поговорим о процессе охлаждения.

Чтобы понять, как работает льдогенератор, мы должны узнать, что происходит в процессе охлаждения. То, как мы замораживаем воду, не изменилось за многие годы, за исключением того факта, что коммерческие машины имеют более мощные компрессоры и более эффективный процесс охлаждения.

Во всех холодильниках используется «хладагент» или газ, который имеет очень эффективную теплопередачу при изменении своего состояния. Когда хладагент проходит через компрессор, повышается давление и температура.Сжатый газ проходит через конденсатор, состоящий из узких трубок, превращая газ в жидкость. Затем эта жидкость поступает в расширительную камеру (или испаритель). Жидкость испаряется, снова превращаясь в газ. При испарении поглощается тепло, что и вызывает охлаждающий эффект.

В промышленных льдогенераторах испаритель непосредственно охлаждает воду, когда она заполняет поддоны для льда.

Как производится лед в коммерческих льдогенераторах.

Как и холодильник, лоток для льда подсоединен к набору спиральных теплообменных трубок. В процессе охлаждения лоток для льда охлаждается. Льдогенератор перекачивает воду из сборного поддона и медленно выливает ее на лоток для льда. Это постепенно замораживает воду слоями, образуя прозрачный лед. Если заморозить воду сразу, лед станет мутным.

Через несколько минут льдогенератор активирует соленоидный клапан, подключенный к теплообменным трубам.Когда этот клапан активируется, он меняет направление хладагента. Компрессор начинает нагнетать газ в байпасную трубку. Без конденсации горячий газ возвращается в испаритель, в результате чего теплообменные трубы и лоток для льда быстро нагреваются. Это ослабит вновь образовавшиеся кубики льда.

В более популярных льдогенераторах лотки для льда, как правило, наклонены, поэтому, как только лед нагреется, он самостоятельно выскользнет. Другие льдогенераторы имеют цилиндрический поршень, который выбивает лед из лотка.

Если вы ищете услуги по ремонту льдогенераторов, вы можете проверить их здесь, на нашей странице ремонта устройства.


Принцип работы системы производства льда льдогенератора и замена хладагента

В льдогенераторе используется система охлаждения, а оборудование (машина), производящее лед после прохождения через определенное устройство с носителем воды, является называется льдогенератор.

Роль льда делится на три типа: один - охлаждение, другой - еда, а третий - искусственные сцены для просмотра.

Возьмем, к примеру, ледогенератор из снежинок. Принцип его работы: после запуска и работы компрессора льдогенератора он подвергается всасыванию-сжатию-выхлопу-конденсации (с воздушным охлаждением) -дросселированию (капиллярная трубка). ) -Сушка (сушка на фильтре) -Испаривание (испарение при низкой температуре от -10 до -18 градусов в испарителе, который обертывает ледяной барабан для поглощения тепла и испарения). Водопроводная вода комнатной температуры непрерывно конденсируется в слой льда на внутренней поверхности более холодной ледяной мешалки.Когда слой льда льдогенератора уплотняется до определенной толщины, медленно вращающийся винтовой шток, соединенный двигателем для перемешивания льда, выдавливает измельченный лед из отверстия для выхода льда. После установки температуры включается соленоидный клапан нагрева, и лед часто промывается тепловым насосом, чтобы предотвратить замерзание вала шнека и обеспечить непрерывное производство льда.

Хладагент R134A

Хладагент льдогенератора - это рабочая среда, завершающая цикл охлаждения в холодильном оборудовании, также называемая рабочей жидкостью льдогенератора.

Требования к хладагенту льдогенератора: низкая цена, нетоксичность, хороший охлаждающий эффект, стабильные физические и химические свойства. Его характеристики:

При нормальном атмосферном давлении точка кипения должна быть низкой. Как правило, она должна быть ниже -20 ° C. Давление конденсации низкое. Обычно давление конденсации не превышает 1,17-1,47 МПа. Это может снизить прочность контейнера на сжатие, уменьшить утечку и снизить энергопотребление компрессора.

Скрытая теплота испарения велика. То есть охлаждающая способность на единицу объема большая, а циркуляционная способность мала. Способствует уменьшению масштабов холодильной системы.

Стабильные химические свойства и низкая коррозионная активность. Особенно он не вступает в химическую реакцию со смазочным маслом.

Нетоксичный, негорючий, невзрывоопасный, с низкой вязкостью, хорошей теплопередачей, безопасностью и надежностью и т. Д.

В этом льдогенераторе со снежинками используется хладагент R-134a, китайское название - тетрафторэтан, и молекулярная формула это Ch3FCF3.Поскольку R-134a относится к веществам HFC (не содержащие ОРВ веществ, разрушающих озоновый слой), значение ODP равно нулю, поэтому он не разрушает озоновый слой. Это экологически чистый хладагент, признанный и рекомендованный большинством стран мира, а также самый распространенный в настоящее время экологически чистый хладагент. Все центробежные и винтовые льдогенераторы нового поколения сконструированы на основе R-134a.

В холодильном цикле хладагента льдогенератора газообразный хладагент сжимается в газ под высоким давлением через компрессор и конденсируется в жидкость с нормальной температурой и высоким давлением через конденсатор с воздушным охлаждением, а давление составляет уменьшается капиллярной трубкой. Затем он переходит от жидкости с нормальной температурой и высоким давлением к жидкости с низким давлением и низкой температурой, которая испаряется в испарителе для поглощения тепла, а затем возвращается в компрессор для продолжения цикла.


Выполнять наши обязанности по обслуживанию и развитию сообществ, в которых работает и живет Hangzhou E cool Refrigeration Co., Ltd, а также общества, от которого мы зависим.
Arkool - жизненно важное звено в цепочке поставок, добавляющее ценность за счет эффективных и экономичных услуг и решений для наших клиентов и поставщиков.
Если что-то кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой, то это может быть a, который дает поставщикам пускового конденсатора цену, превышающую его стоимость.
Это очень важно, когда вам нужно поддерживать новаторскую информацию о конденсаторах кондиционера.
Hangzhou E cool Refrigeration Co., Ltd разработала ассортимент своей продукции на основе собственного исследования рынка, которое точно определяет потребности клиентов.

Завод по производству льда

Завод по производству льда


Введение
Классификация льда заводов
Типы ледогенераторов
Производительность ледогенераторов
Требования к ледогенераторам
Холодильное оборудование система
Хранение льда
Обработка, транспортировка и весом
Изготовление льда в море
Стоимость ледяной установки
Заказ ледяной установки

Введение

В этом примечании кратко описывается конструкция и работа установки для производства льда для общего руководства рыбопереработчиками и рыбаками.Обсуждаются требования к площади, мощности и охлаждению, а также основные типы описываются ледогенераторы. Способы обработки, транспортировки и хранения льда изложены, и в примечании также излагаются аргументы за и против приготовления льда на море.

Записка предназначена для ознакомления со льдом. производство для предполагаемого покупателя завода, а также для увеличения информация в Информационном примечании 21 «Какой лед лучше?». Производителей каталоги и инструкции содержат пространные и подробные отчеты о отдельные заводы, и к ним следует обращаться для более точного планирования установка после того, как будет определен требуемый тип установки.

Классификация льда растения

Термин «ледяной завод» используется в данном примечании для обозначения полного установка для производства и хранения льда, включая льдогенератор само по себе, то есть устройство, которое превращает воду в лед вместе с связанное холодильное оборудование, уборочное и складское оборудование, а также строительство.

Ледяные растения обычно классифицируются по типу льда. производить; отсюда и ледяные блоки, ледяные пластинки, трубки, ломтики или пластинчатые ледяные растения и так далее.Ледяные растения можно подразделить на те, которые сделать сухой или влажный лед. Сухой лед здесь означает лед с достаточно низкой температурой, чтобы не допускать намокания частиц; в данном примечании термин не относится к твердый диоксид углерода. Обычно сухой переохлажденный лед производится на заводах, которые механически удалить лед с охлаждающей поверхности; большинство заводов по производству чешуйчатого льда этого типа. Когда охлаждающая поверхность ледогенератора нагревается от размораживания механизм для высвобождения льда, поверхность льда мокрая и, кроме льда затем переохлаждается до температуры ниже 0 ° C, остается влажным при хранении; трубчатый и пластинчатый лед растения этого типа.

Типы ледогенераторов

Блочный лед

Металлические банки с конической формы прямоугольной формы, наполненные водой, погружаются в воду в резервуаре, содержащем охлажденный рассол хлористого натрия. Размеры банки и температура рассола обычно выбираются так, чтобы время производства, а партии банок опорожняются и наполняются последовательно в течение тот период. Вес ледяной глыбы может составлять от 12 до 150 кг в зависимости от требования; 150 кг считается самым большим размером блока, который может удобно обрабатывать.Завод по производству блочного льда требует постоянного внимания и является трудоемкий. Ледогенератору и магазину требуется много места. и создают большие нагрузки на строительную конструкцию. По этим причинам глыба льда установки выходят из строя, и более современные автоматические установки заменяют их.

Быстрый глыбовый лед

Можно уменьшить время замораживания блоков значительно и, таким образом, уменьшит пространство, необходимое для ледогенератора. Закончено за счет уменьшения толщины замораживаемого льда; в одном типе скоростного льдогенератора это достигается за счет пропускания хладагента через трубы, вокруг которых образуется лед. и сливается в блок.Блоки можно освободить от разморозки и собрать. автоматически, что значительно снижает трудозатраты, но хранение требуемого места немного больше, чем для обычного блока того же веса льда, потому что блоки имеют полые центры после трубок. удаленный.

Чешуйчатый лед

Лист льда толщиной 2-3 мм образуется при орошении водой поверхность охлаждаемого барабана и соскоблите ее до образования сухого переохлажденного хлопья, обычно 100-1000 мм площадью 2 .В некоторых моделях барабан вращается против неподвижного скребка на его внешней поверхности; в других скребок вращается и удаляет лед с внутренней стенки двухстенного стационарного барабана. В некоторых В моделях барабан горизонтальный, но чаще он устанавливается вертикально. Нет вода распыляется на ту часть барабана непосредственно перед скребком, поэтому что лед становится сухим и переохлажденным перед удалением.

Температура хладагента, скорость барабана или скребка и степень переохлаждение - все переменные в установленных пределах, так что производительность ледогенератор и толщину льда можно изменять.Типичный хладагент температура в льдогенераторе чешуйчатого льда от -20 до -25 ° C, что ниже, чем в большинстве другие типы ледогенераторов, чтобы обеспечить быстрое охлаждение и, таким образом, сделать машину компактный. Низкая рабочая температура требует большей мощности, но это для некоторых степень компенсируется отсутствием необходимости размораживания.

РИС. 1. Льдогенератор чешуйчатого льда

Обозначения: 1. Трубка подачи воды.
2. Вращающийся барабан.
3. Скребок.
4. Зона переохлаждения льда.

Трубка льда

Вода замерзает на внутренней поверхности вертикального холодильника. трубки для формирования полых цилиндров из льда диаметром около 50 мм со стенками Толщиной 10-12 мм. Ледяные цилиндры освобождаются путем размораживания трубок. автоматически, и измельчаются на куски длиной около 50 мм вращающимся ножом. как они выскользнули. Цилиндрические детали можно переохлаждать, храня их при - 5 ° C, но может потребоваться дополнительное измельчение, прежде чем они станут пригодными для некоторых применения в рыбной промышленности.

Пластинчатый лед

Вода замерзает на одной стороне вертикальной охлаждаемой пластины, и ледяной покров высвобождается проточной теплой водой с другой стороны пластина. Размер ледяной частицы варьируется, но оптимальная толщина составляет 10-12. мм. Пластины обычно устанавливаются в банки, часто над холодильным шкафом. машины, чтобы сформировать автономную единицу. Вода для размораживания должна быть нагрета. если его температура ниже 23 ° C. Как и большинство других ледогенераторов, пластинчатый лед машина будет работать без присмотра в автоматическом цикле отсчета времени.

Другие льдогенераторы

Имеются машины, которые производят лед другими методами, кроме те, что описаны здесь, но размер единицы обычно небольшой, производство на большинство - всего несколько сотен килограммов льда в день; они подходят для розничной торговли и кейтеринговые услуги, но вряд ли заинтересуют тех, кто услуги по производству льда для секторов ловли и переработки рыбы промышленность.

Мощность заводов по производству льда

Производители обычно указывают широкий диапазон суточной производительности для конкретных ледогенераторов, поскольку на их мощность может влиять ряд факторов, но такая гибкость обычно существует только на этапе планирования; однажды ледогенератор настроен на подходящее холодильное оборудование в соответствии с заданными условий эксплуатации, возможности для изменения емкости установленный блок.Изменения спроса лучше всего удовлетворять за счет сокращения времени работы или путем установки нескольких блоков и работы только столько, сколько дуги нужный.

Поскольку мощность как ледогенератора, так и холодильной техника ниже в более теплую погоду, размер растения следует выбирать для работы в теплую погоду, когда спрос на лед также может быть величайший.

Требования к ледовой установке

Space

Современные ледогенераторы компактны по сравнению с блочным льдом оборудование, но не всегда можно напрямую сравнить занимаемое пространство разными видами; например, они могут быть недоступны в одном устройстве размеры.Однако некоторые рекомендации по пространству, необходимому для ледогенераторов с номинальная мощность 50 тонн в сутки приведена в таблице 1; цифры для только ледогенераторы, а также место для холодильного оборудования, погрузочно-разгрузочных работ и хранения обычно составляет гораздо больше, чем для ледогенератора.

Таблица 1 Место, необходимое для ледогенератора, производящего 50 т / сутки

тип льда

площадь м 2

высота м

блок

190

5 · 0

быстрый блок

30

3 · 5

трубка

3 · 3

6,6

хлопья

2,7

3,7


Мощность

Требования к средней и пиковой мощности могут отличаться, и то и другое необходимо учитывать на этапе планирования.Средняя мощность относится энергии, затрачиваемой на производство тонны льда, и это важно для расчет эксплуатационных расходов. Пиковая мощность важна для дизайнера, так как она определит, какое электропитание требуется, а также может повлиять на работу стоимость, если применим коэффициент пикового спроса.

Энергия, необходимая для изготовления тонны льда, непостоянна. Это широко варьируется в зависимости от ряда факторов, наиболее важные из которых

тип ледогенератора
рабочая температура
температура подпиточной воды
температура охлаждающей воды
температура воздуха
размер установки
использование установки
метод охлаждения
данные о потреблении энергии, указанные производителями для неуказанные условия эксплуатации следует использовать только в качестве общего руководства.В значения, приведенные в таблице 2, показывают, как могут значительно увеличиться потребности в энергии. в теплом климате.

Таблица 2 Энергия, необходимая для производства льда кВтч / тонна

тип льда

зона умеренного климата

тропическая зона

хлопья

50-60

70-85

трубка

40-50

55-70

блок

40-50

55-70


Значения в таблице 2 относятся к ледогенератору и холодильному оборудованию. только техника.Следует сделать дополнительный допуск для конвейеров, дробилок. и другое оборудование.

Вода

Помимо воды для изготовления льда может потребоваться вода для охлаждение, как в конденсаторе холодильной установки, или для обогрева, как в теплом система водяного размораживания.

Количество воды, необходимое для изготовления льда, примерно равно к количеству производимого льда плюс некоторый допуск на потери и предотвращение скопления твердых частиц в системе циркуляции воды.

Пресная вода для приготовления льда для рыбы должна удовлетворять требованиям требования к питьевой воде. Кроме того, химический состав воды для изготовления льда должны соответствовать требованиям производителей оборудования; жесткая вода содержащие чрезмерное количество твердых частиц могут загрязнить льдогенератор, а также могут образовывать мягкий влажный лед. С другой стороны, чистая вода может вызвать проблемы, особенно в чешуйчатые ледяные растения, потому что лед сильно прилипает к барабану; лекарство должно соответствовать дозирующее устройство, добавляющее 200-500 г соли на каждую тонну воды для улучшения высвобождение льда без заметной солености льда при использовании на рыбы.

Использование кожухотрубных конденсаторов в система охлаждения, в которой охлаждающая вода сбрасывается в отходы, за исключением имеется подача дешевой воды, не зависящей от бытовой питьевой воды поставлять; в противном случае затраты на воду могут быть непомерно высокими, так как 15 тонн охлаждения на каждую тонну льда требуется вода при температуре 10 ° C или 60 тонн при 25 ° C. произведено. Другие факторы могут повлиять на потребление охлаждающей воды и производительность производителей. точные цифры следует использовать на этапе детального планирования.

Конденсаторы с воздушным охлаждением могут использоваться на небольших предприятиях, но для большинство коммерческих установок испарительные конденсаторы или кожухотрубные конденсаторы с градирней, скорее всего, будут поставлены. Испарительный конденсаторы и системы охлаждения градирни обычно используют менее 1/2 тонны воды на каждую тонну льда, плюс небольшой дополнительный запас, если переливание необходимо для предотвращения накопления твердых частиц в рециркуляционном вода.

Вода для размораживания пластинчатого льда должна быть такой же. высокого качества, как вода для приготовления льда.Для каждая тонна льда, если вода будет потрачена впустую, но потребление может быть уменьшено почти ни к чему, сделав замкнутый контур и подогревая воду между размораживает.

Холодильная система

Большинство современных ледогенераторов рассчитаны на круглосуточную работу без присмотра. в день только с плановым осмотром и обслуживанием. Таким образом, система разработан для обеспечения надежности, с гарантиями от сбоев или неисправностей.Большинство производители рекомендуют систему охлаждения, которая лучше всего подходит для их ледогенераторов, но если местные инженеры по установке предлагают систему, покупатель должен убедиться, что подрядчик осведомлен о необходимости непрерывной автоматической работы и для быстрого ремонта после поломки.

Холодильная система ледогенератора должна быть независимой. любых других требований к охлаждению; его не следует использовать, например, с морозильная камера или холодильная камера. Единственное исключение из этого правила - когда сложный система установлена ​​и на постоянной основе работает грамотный инженер.Производители часто рекомендуют отдельную систему для каждой установки для производства льда, чтобы в многоблочной установке есть значительная гибкость, и разумная гарантия того, что хотя бы часть агрегатов всегда находится в производстве. Выбор холодильного оборудования и хладагента - это работа для специалист по холодильному оборудованию, а также совет производителя ледяной установки или компетентного Прежде чем принимать какое-либо решение, следует искать консультанта.

Хранение льда

Производство льда редко может быть сопоставлено с немедленными потребностями. требовать; поэтому хранение необходимо для удовлетворения пикового спроса и обеспечения ледогенератор должен работать непрерывно.Хранилище также действует как буфер против остановка производства из-за поломки или планового обслуживания.

Требуемый размер магазина будет зависеть от модели эксплуатации, но никогда не рекомендуется хранить продукцию менее 2 дней, и в большинстве случаев полезно иметь возможность хранить в 4-5 раз больше, чем в день. производство.

Нормы укладки зависят от типа изготавливаемого льда и таблицы 3 дает место для хранения, необходимое для основных типов.

Таблица 3 Место для хранения льда

тип льда

м³ / тонна

хлопья

2 · 2-2 · 3

плита

1 · 7-1 · 8

трубка

1 · 6-2 · 0

щебень блок

1 · 4-1 · 5


Тип хранилища льда может варьироваться от простого изолированного бункера. в большой охлаждаемый бункер или бункер с автоматической загрузкой, разгрузкой и взвешивание льда.

Силосохранилище

Силосы обычно используются только для свободно текущего переохлажденного льда, такие как чешуйчатый лед, и независимая система охлаждения для силоса необходимо для того, чтобы лед при хранении оставался переохлажденным.

Обычно для охлаждения рубашки используется воздухоохладитель. пространство между внутренней облицовкой силоса и внешней утепленной конструкцией; обычно воздухоохладитель расположен рядом с ледогенератором наверху силоса, и холодный воздух либо падает в рубашку под действием силы тяжести, либо циркулирует поклонник.

Лед удаляется со дна силоса самотеком. с помощью мешалки, обычно вращающейся цепи; это означает, что самый старый лед всегда используется первым. Лед, приставший к стенке силоса, необходимо периодически удалять; в противном случае эта ледяная стена становится постоянной, и только центральное ядро ​​льда в силосе остается сыпучий.

Хранение небольшого количества льда в бункере дорого; единицы имеют рассчитаны на 10 тонн, но силосы лучше всего подходят для хранения 40-100 т.

Бункеры для хранения

Бункеры могут использоваться для хранения любого вида фрагментированного льда и могут быть любого размера, от простого ящика, вмещающего 1/2 тонны, до крепления для установки 1000 т и более. Охлаждение мусорного ведра не всегда необходимо, но, как бы то ни было размер, адекватная изоляция необходима для уменьшения плавления; 100-150 мм пробка или эквивалентная толщина из многих других подходящих изоляционных материалов, должен быть использован.

Простая система бункеров подходит для заводов, производящих лед для собственное использование.Ледогенератор можно установить над бункером, чтобы лед проходил мимо бункера. сила тяжести до точки взлета на дне бункера; таким образом, самый старый лед используется первым. Там, где лед должен быть доставлен покупателям, бункеры вместимостью до 50 тонн можно сделать с наклонным полом и таким образом быстро смонтировать возможна выгрузка прямо на грузовик или конвейер. Некоторые средства доступа к бункер рекомендуется для того, чтобы иметь возможность вытеснить любой уплотненный лед.

Рис. 2. Силос для хранения льда на 10–100 человек. тонн.

Код:
1. Льдогенераторы.
2. Бетонный или стальной силос
3. Мешалка с цепью
4. Сдвижной люк.
5. Винтовой конвейер
6. Выгрузка льда.
7. Блок охлаждения рубашки.

Глубина хранения льда в бункере ограничена примерно 5 м во избежание плавление льда под давлением; поэтому большие ящики занимают значительный этаж пространство, и обычно требуют некоторых механических средств разгрузки. Грабли механические лопаты и подвижные винтовые конвейеры использовались для удаления льда с больших мусорные ведра.Грабли и лопаты обычно удаляют самый верхний слой льда в бункере, оставляя старый лед нетронутым внизу. Поэтому необходимо очистить бункер периодически, чтобы удалить весь старый лед. Винтовые конвейеры работают на дно контейнера и сначала удалите самый старый лед, но есть дополнительный механизм. требуется для равномерного распределения льда по бункеру, а винтовой привод занимает некоторое пространство за пределами области мусорного ведра.

РИС. 3. Небольшой ледяной магазин на 5-15 человек. тонн.

Блочный ледяной склад

Блочный лед можно измельчать и хранить так же, как и другие рваный лед, но обычно блоки хранят и дробят как требуется перед доставкой льда. Из-за своего веса и формы он трудно хранить блоки, кроме как в один слой; таким образом, значительный площадь пола обязательна. Однако обычно в ледогенератор, так как все банки со льдом обычно заполнены.

Погрузочно-разгрузочные работы, транспортировка и весом

Ледогенераторы, расположенные непосредственно над магазином, подают лед сила тяжести. Если льдогенератор производит мокрый лед, рекомендуется слить его. лишняя вода перед хранением; обычно это делается на конвейере между ледогенератор и магазин. Для больших бункеров требуются средства для равномерного распределения льда. во всем складском помещении; силосы и небольшие бункеры не требуют такого расположение.

Как плоские, так и винтовые конвейеры широко используются для транспортировка льда.Винты допускают как горизонтальное, так и вертикальное перемещение, но могут работать только на ограниченном расстоянии. Ремни обычно используются для дальних перевозок, и специальные поликлиновые ремни можно использовать на склонах. Доставка в грузовик или рыболовное судно с помощью желоба, который можно перемещать для распределения льда равномерно.

Пневматические системы использовались для перемещения льда, но метод не подходит для льда, который будет храниться повторно. Энергия, используемая в движущийся лед рассеивается в виде тепла, которое может вызвать некоторое таяние и большее количество тепла. переносится на лед из обдуваемого воздуха, если воздух не был предварительно охлажден.В кроме того, лед разбивается на более мелкие частицы при ударе по воздуховоду стены, так что часть льда в точке подачи выглядит как мокрый снег которые нельзя хранить, например, в рыбном отделении траулера. Использование пневматического поэтому системы должны быть ограничены раздачей льда до места использования, например, в ящики для рыбы.

Лед можно взвешивать автоматически на конвейерной ленте с точностью до ± 2 процента. В других странах лед обычно измеряют по объему, содержание стандартный контейнер был взвешен для определения плотности.Вес Поставляемый ледяной колотый лед проверяется путем подсчета количества доставленных блоков к дробилке.

Изготовление льда в море

Подходит несколько ледогенераторов, с небольшими модификациями, для использования с пресной или соленой водой в море.

На многих заводских судах есть ледогенераторы, потому что это было бы невозможно хранить на борту достаточно льда с берегового завода, чтобы удовлетворить их потребности на протяжении долгого путешествия. На других судах есть ледогенераторы, на которых постоянно береговое растение было бы нерентабельным, возможно, из-за сезонного характера рыболовство.Тем не менее, другие суда создают собственный лед из-за трудностей и задержек в получение регулярных поставок с портового завода по производству льда. Но хотя есть ряд веских причин для рассмотрения производства льда в море, будущий владелец судовой ледовой установки должен иметь следующие пункты в разум.

Довести производство до спроса удается редко; следовательно по-прежнему требуется некоторое хранилище льда, и количество ценного места на корабле занята ледяной фабрикой, и магазин должен быть тщательно обработан вне.

Иногда на борту не хватает запасной мощности для изготовления льда, и, возможно, придется найти место для дополнительного генератора; 30-35 кВт потребуется для ледяной установки, производящей 6 тонн льда за 24 часа. часов, скорость производства, которая была бы разумной для многих лодок, производящих еженедельные поездки.

Стоимость изготовления льда в море может быть выше, чем цена лед на берегу. Владелец судна, который предпочитает делать собственный лед в море, не всегда может уметь быстро набирать запасы на берегу, когда его собственное оборудование выходит из строя.Последующие задержки могут быть такими же неприятными, как и задержки в очереди в береговой завод. Морской лед несколько менее подходит, чем пресноводный лед для хранения рыбы, и некоторые производители ледяных заводов теперь предлагают опреснители для производства пресная вода для изготовления льда на борту. Несмотря на дешевизну в эксплуатации, требуется больше места. снова требуется. Наконец, воду для производства льда нельзя брать из дока. или из прибрежных районов, которые могут быть загрязнены.

Стоимость завода по производству льда

Невозможно сделать обобщения о стоимости завода по производству льда, так как так много зависит от местных условий.Когда планируется новая установка, может потребоваться учесть стоимость земли, построек, дорог, электричество и водоснабжение, канализация и т. д., а также стоимость оборудование для производства и хранения льда. Ежегодные постоянные затраты, вероятно, будут включать амортизация, обслуживание, проценты на капитал, налоги, страхование и прочее накладные расходы, в то время как основные эксплуатационные расходы будут включать электроэнергию, рабочую силу, воду и возможно транспорт.

Оценка затрат на ранней стадии может повлиять на выбор размера установки, поскольку многие затраты в значительной степени не зависят от размера, и для оператора завода может оказаться более экономичным производить больше, чем ему нужно сам и стать поставщиком.

Стоимость обслуживания может иметь большое значение в отдаленных районах; хотя современные заводы работают с минимумом внимания, регулярные профессиональные обслуживание необходимо. Прямое сравнение капитальных и текущих затрат на использование различных типов или производителей ледяных растений невозможно, за исключением таких общих основание для того, чтобы иметь малую ценность для потенциального покупателя; каждый конкретный Стоимость проекта должна быть рассчитана индивидуально, исходя из текущих цен.

Заказ завода по производству льда

Чем больше информации потенциальный покупатель дает о местных условий и требований, тем проще производителям представить сопоставимые тендеры на оборудование.Первоначальное планирование могло позволить покупатель должен принять некоторые решения о типе необходимого льда, местонахождении завода, план здания и т. д., а следующий контрольный список указывает тип информация, которую потенциальный покупатель должен предоставить производителю или поставщик.

Требуемый тип льда, предполагаемое использование и производительность.
Ледяная подпиточная вода: температура, давление в сети, чистота и т. Д. на.
Охлаждающая вода: сведения о подаче от отдельного источника.
Электроснабжение.
Требуемая емкость для хранения льда: требуемый тип, доступное пространство, и необходимое вспомогательное погрузочно-разгрузочное оборудование.
Эскиз сайта с предпочтительным макетом.
Примечание о любых местных ограничениях на здания и услуги, которые может повлиять на конструкцию установки.


Принципы охлаждения и принцип работы холодильной системы

КОМПРЕССОРЫ

Современные парокомпрессионные системы для комфортного охлаждения и промышленного охлаждения используют один из нескольких типов компрессоров: поршневой, ротационный, винтовой (винтовой), центробежный и спиральный.

В некоторых системах компрессор приводится в действие внешним двигателем (называемым системой с открытым приводом или открытым приводом). Компрессорные системы с открытым приводом легче обслуживать, но использование уплотнения на приводном конце коленчатого вала компрессора может быть источником утечек. В открытых системах привода обычно используются клиновые ремни или гибкие муфты для передачи мощности от двигателя к компрессору.

Вторая основная категория - это герметичная система, в которой двигатель размещается внутри корпуса с компрессором.В герметичных системах двигатель охлаждается парами хладагента, а не внешним воздухом, картер служит впускным коллектором, и впускные клапаны не нужно напрямую подключать к линии всасывания. В герметичных системах меньше проблем с утечками, чем в открытых, поскольку в них нет уплотнения картера. Однако герметичные компрессоры труднее обслуживать, хотя некоторые компоненты, которые могут выйти из строя, обычно размещаются вне корпуса. Эти компоненты соединены с компрессором и двигателем с помощью герметичных устройств.Двигатели в герметичных системах не должны излучать электрическую дугу (поэтому они не могут использовать щетки), поскольку они могут загрязнить хладагент и вызвать перегорание двигателя.

Герметичные системы подразделяются на 1) полностью герметичные или 2) исправные герметичные (полугерметичные). Многие герметичные компрессоры имеют сварной корпус, который не подлежит обслуживанию. В случае выхода из строя мотора или компрессора необходимо заменить весь агрегат.

Полугерметичные системы обычно используются в больших поршневых, центробежных, винтовых и спиральных компрессорах.Корпус в полугерметичной системе скреплен болтами и прокладкой и может быть разобран для основных операций по обслуживанию.

КОМПРЕССОР ОХЛАЖДЕНИЯ

Компрессоры выделяют значительное количество тепла в процессе сжатия пара хладагента. Большая часть перемещается с паром под высоким давлением в конденсатор, но головка компрессора также должна утилизировать нежелательное тепло, чтобы оставаться в пределах безопасных рабочих температур. Обычно это достигается либо с помощью ласт, либо с помощью каналов для воды.

В герметичных и полугерметичных системах линия всасывания подает поток холодного хладагента к головкам цилиндров.Таким образом, температура и давление всасываемого газа имеют решающее значение для поддержания надлежащей температуры корпуса компрессора. Температура всасываемого газа, поступающего в компрессор, не должна превышать 65 град. F (18 ° C) для низкотемпературной установки или 90 ° C. F (32 ° C) в высокотемпературной системе. Более горячий газ менее плотен и будет поглощать меньше тепла в компрессоре, поскольку разница температур между двигателем компрессора и всасываемым газом меньше. Устройство отключения по низкому давлению должно защищать двигатель от недостаточного давления в линии всасывания.

Компрессоры с открытым приводом с воздушным охлаждением можно охлаждать, помещая их непосредственно в патрубок вентилятора конденсатора. Альтернативой является использование вентилятора для охлаждения компрессора. В компрессорах с водяным охлаждением могут использоваться головки с рубашкой, позволяющие воде циркулировать через головку.

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ КОМПРЕССОР

В центробежных компрессорах

используются рабочие колеса, которые быстро вращаются и выбрасывают хладагент от центрального впускного отверстия, используя силу, называемую центробежной силой.Центробежная сила использует принцип, который, например, позволяет вам раскачивать заднюю часть головы, не проливая на нее воду. Поскольку каждое рабочее колесо добавляет относительно небольшое давление, несколько рабочих колес часто собираются вместе, чтобы создать необходимое давление на стороне высокого давления (давление нагнетания).

Центробежные компрессоры используются в больших системах, часто в полугерметичных или открытых конфигурациях. Компрессор может работать в системе с положительным давлением всасывания или в вакууме, в зависимости от используемого хладагента и желаемой рабочей температуры испарителя.Большие центробежные системы могут поставляться уже заправленными хладагентом и маслом.

Центробежный компрессор не имеет шатунов, поршней и клапанов; поэтому подшипники вала - единственные места, подверженные износу. Давление на выходе компрессора зависит от плотности газа, диаметра и конструкции рабочего колеса, а также скорости вращения рабочего колеса. Рабочие колеса центробежного компрессора вращаются очень быстро:

Низкая скорость 3600 об / мин

Средняя скорость 9000 об / мин

Высокая скорость выше 9000 об / мин

Питание осуществляется от электродвигателя или паровой турбины.Пар входит в центр рабочего колеса вокруг вала и направляется через лопасти рабочего колеса. Поскольку рабочее колесо ускоряет газ, кинетическая энергия рабочего колеса преобразуется в кинетическую энергию быстро движущегося газа. Когда газ входит в улитку, он сжимается, и кинетическая энергия преобразуется в потенциальную энергию сжатого газа. Скорость газа, покидающего крыльчатку, чрезвычайно высока.

Впускные лопатки, которые регулируют количество подачи и направление пара хладагента из испарителя, могут регулировать производительность.В больших компрессорах с более чем тремя ступенями впускные лопатки могут отсутствовать.

Обратный поток хладагента в центробежные компрессоры опасен из-за высокой скорости вращения крыльчаток. Во избежание обратного затопления заправка хладагента не должна быть чрезмерной, а перегрев должен быть адекватным. Многие центробежные компрессоры, особенно те, которые работают в вакууме, имеют встроенное устройство продувки, позволяющее удалять нежелательный воздух из системы. Блок продувки представляет собой блок конденсации с компрессором и конденсатором, который забирает пар из самой высокой точки конденсатора и компрессора системы и конденсирует его.Поскольку только хладагент будет конденсироваться под давлением, создаваемым устройством продувки, воздух и другие неконденсирующиеся вещества, которые собираются сверху, можно удалить вручную или автоматически через клапан в атмосферу. Очищенный жидкий хладагент через поплавковый клапан в конденсаторе продувочного агрегата возвращается в основную систему. Если фильтр-осушитель установлен в центробежной системе, его можно разместить в байпасе вокруг поплавкового клапана. Размещение фильтра-осушителя на главном выходе ухудшит работу компрессора.Несмотря на то, что байпас забирает только часть потока жидкости, в конечном итоге он удаляет достаточно влаги из хладагента для регулирования кислотности системы.

КОМПОНЕНТЫ ХОЛОДИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ХОЛОДИЛЬНИКА

Рисунок 6-1: Двухступенчатый центробежный компрессор. 1-Вторая ступень регулируемая входная направляющая лопатка. 2-Крыльчатка первой ступени. 3-ступенчатая крыльчатка. 4-двигатель с водяным охлаждением. 5-Основание, масляный бак и насос для смазочного масла. 6-Направляющие лопатки первой ступени и регулировка производительности.7-Лабиринтное уплотнение. 8-перекрестное соединение. Привод с 9 направляющими лопатками. Корпус с 10 спиралями. 11-Подшипник скольжения со смазкой под давлением. Обратите внимание, что выпускное отверстие не показано.

Рисунок 6-2: Герметичный центробежный охладитель жидкости, одноступенчатый компрессор. Использование ГХФУ-22 от 300 до 600 условных тонн; с использованием HFC-134a, от 200 до 530 номинальных тонн. В системе может использоваться R-22 или R-134a, что позволяет при необходимости преобразовывать R-22 в R-134a. Устройство имеет микропроцессор для управления системой. Вид в разрезе, показывающий цикл охлаждения.

ВИНТОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ

Винтовые компрессоры обычно и эффективно используются в системах с холодопроизводительностью более 20 тонн. В этих компрессорах используется пара спиральных винтов или роторов, которые вместе вращаются внутри камеры и вытесняют хладагент из всасываемой нижней стороны камеры к концу верхней стороны

.

Рисунок 6-3: Поперечное сечение винтового компрессора.Ротор A-Male. B-Женский ротор. C-цилиндр. Испаренный хладагент входит с одного конца и выходит с другого конца.

Когда газ продвигается вперед, он сжимается в сужающиеся зазоры между лопастями винта, создавая сжимающее действие. Никаких клапанов не требуется, кроме обслуживания на впускном и выпускном отверстиях. Поскольку роторы вращаются непрерывно, вибрация меньше, чем у поршневых компрессоров с камерой охлаждения и кондиционирования воздуха. Винтовые (винтовые) компрессоры изготавливаются в открытом приводе или в герметичном исполнении.

Роторы называются «охватываемыми» для ведущего ротора и «охватывающими» для ведомого ротора. Мужской ротор с большим количеством лопастей вращается быстрее, чем женский ротор. Регулировка производительности осуществляется с помощью золотникового клапана, который открывается в камере компрессора и позволяет пару выходить без сжатия. Некоторые агрегаты могут эффективно работать только при 10% номинальной производительности.

Рисунок 6-4: Основные операции винтового компрессора. Вращающийся ротор сжимает пар.Заполняются межлопастные пространства A-компрессора. B-Начало сжатия. C-Полное сжатие захваченного пара. D-Начало сброса сжатого пара. E-Сжатый пар полностью отводится из межлопастных пространств.

РЕЦЕПТУРНЫЕ КОМПРЕССОРЫ

В поршневом компрессоре

поршень, скользящий внутри цилиндра, сжимает пар хладагента. На рис. 4-29 показан принцип работы поршневого компрессора. На рисунке 4-29A поршень переместился вниз в цилиндре A.Он переместил пары хладагента из линии всасывания через впускной клапан. Оттуда пар хладагента переместился в пространство цилиндра. На рисунке 4-29B поршень переместился вверх. Он сжал испарившийся хладагент в гораздо меньшее пространство (зазор). Сжатый пар выталкивается через выпускной клапан в конденсатор.

Рисунок 6-5: Базовая конструкция поршневого компрессора.

В верхней части хода поршень должен приближаться к головке блока цилиндров.Чем меньше зазор, тем большее давление будет создавать ход поршня. Этот зазор может составлять от 0,010 до 0,020 дюйма (от 0,254 до 0,508 мм).

В малых системах может использоваться двухпоршневой компрессор, в то время как в больших промышленных системах используются многоцилиндровые многопоршневые компрессоры. Картер компрессора должен быть спроектирован так, чтобы отводить тепло сжатия. Картеры компрессоров обычно изготавливаются из чугуна и имеют ребра для отвода тепла в воздух или, в некоторых случаях, водяные рубашки для отвода тепла сжатия в воду.В полугерметичных и герметичных компрессорах охлаждение обеспечивается хладагентом из линии всасывания. Поршни в больших поршневых компрессорах имеют отдельные масляные и компрессионные кольца. Масляные кольца, расположенные ниже на поршне, используются для уменьшения количества масла, поступающего в цилиндр из картера. В небольших системах масляные кольца можно не устанавливать, а вместо них использовать масляные канавки для регулирования потока масла. Компрессионные кольца используются для плотного прилегания к стенкам цилиндра, гарантируя, что каждый ход перекачивает как можно больше хладагента.

КАРТЕР И ШАТУНКИ

Рисунок 6-6: Небольшой двухцилиндровый поршневой компрессор с внешним приводом в разрезе. Корпус отлит из легкого сплава. Чугунные гильзы цилиндров постоянно залиты в корпус картера.

В поршневых компрессорах вал картера преобразует вращательное движение двигателя в возвратно-поступательное движение поршней. Коленчатый вал вращается внутри коренного подшипника, который должен прочно поддерживать коленчатый вал и выдерживать концевые нагрузки, прикладываемые к валу двигателем и шатунами.Точная величина осевого люфта должна быть указана в документации производителя.

Для соединения шатуна с коленчатым валом можно использовать несколько типов рычагов:

  1. Обычный шатун, наиболее распространенный рычаг в коммерческих системах, зажимается до конца.
  2. эксцентриковый коленчатый вал имеет центральную круглую бобышку на коленчатом валу для создания движения вверх и вниз. Эта система устраняет необходимость в крышках или болтах на шатуне. Вместо этого цельный конец штока устанавливается на коленчатый вал перед окончательной сборкой.
  3. Скотч-вилка не имеет шатуна. Вместо этого в нижней части поршня имеется канавка, которая принимает ход коленчатого вала. Канавка позволяет коленчатому валу перемещаться в боковом направлении и перемещать поршень только вверх и вниз. И вилка, и эксцентрик используются в основном в бытовых и автомобильных системах.

УПЛОТНЕНИЕ КАРТЕРА

В системах с открытым приводом уплотнение между коленчатым валом и картером является частым источником проблем.Уплотнение подвергается значительным колебаниям давления и должно работать, должно работать и уплотнять независимо от того, вращается ли коленчатый вал или неподвижен. Зазор между вращающейся и неподвижной поверхностями должен быть точным (до 0,000001 дюйма или 0,0000254 мм), и смазка заполняет этот крошечный зазор. Уплотнение обычно изготавливается из закаленной стали, бронзы, керамики или углерода. Отсутствие сальника коленчатого вала - главное преимущество герметичной конструкции.

Роторное уплотнение - это простое обычное уплотнение, которое вращается на валу во время работы.Пружина в сочетании с внутренним давлением прижимает поверхность уплотнения к неподвижной поверхности уплотнения.

Основным источником проблем с уплотнениями картера является утечка из-за несоосности. При выравнивании вала двигателя относительно вала компрессора необходимо соблюдать осторожность, чтобы уплотнение не подвергалось нагрузкам во время работы. Точные допуски, указанные при изготовлении компрессора, должны соблюдаться как в горизонтальном, так и в угловом направлениях. В большинстве случаев уплотнение смазывается масляным насосом компрессора.Убедитесь, что компрессор включается время от времени во время длительных простоев, чтобы уплотнение оставалось смазанным. Небольшая утечка после запуска, во время которой сухое уплотнение смазывается маслом, может быть нормальным явлением.

Протекающее уплотнение можно обнаружить с помощью детектора утечки хладагента. Чтобы проверить негерметичное уплотнение:

  1. Откачайте систему в сторону высокого давления (ресивер или конденсатор).
  2. Снимите муфту на конце вала компрессора.
  3. Снимите крышку уплотнения и все кольца, удерживающие вращающееся уплотнение на месте.
  4. Очистите поверхности колец очень мягкой тканью.
  5. Осмотрите уплотнительные поверхности и замените все уплотнение, если видны царапины, царапины или бороздки.
  6. Соберите систему.
  7. Проверьте центровку валов компрессора и двигателя в горизонтальном и угловом направлениях, она должна находиться в пределах допусков, указанных производителем, или лучше.
  8. Выпустите воздух из компрессора и откройте необходимые клапаны, чтобы вернуть систему в рабочее состояние.
  9. Перед запуском производства проверьте, нет ли повторяющейся утечки через уплотнение.

ГОЛОВКИ РЕЦИРКУЛЯЦИОННЫХ КОМПРЕССОРОВ И ПЛИТЫ КЛАПАНОВ

Головки цилиндров компрессора обычно изготавливаются из чугуна и предназначены для удержания прокладок на месте для обеспечения надежного уплотнения между пластиной клапана, блоком цилиндров и головкой. Головки цилиндров должны иметь проходы для впуска всасываемого газа в цилиндр. Головка обычно крепится к блоку винтами с головкой под ключ.

Впускные клапаны предназначены для впуска хладагента во время такта впуска и закрытия во время такта сжатия.Выпускные клапаны закрыты во время такта впуска и открываются в конце такта сжатия. Пластина клапана представляет собой узел, плотно удерживающий оба клапана на месте.

Клапаны

обычно изготавливаются из пружинной стали и предназначены для обеспечения герметичного уплотнения до тех пор, пока насосное действие поршня не откроет их. Сопрягаемые поверхности клапанов должны быть идеально ровными, а дефекты размером всего 0,001 дюйма (0,0254 мм) могут вызвать недопустимые утечки. В процессе эксплуатации клапан должен открываться примерно на 0,010 дюйма (0,254 мм). Большие отверстия вызовут шум клапана, а отверстия меньшего размера будут препятствовать попаданию и выходу достаточного количества хладагента из цилиндра.

Рабочая температура сильно влияет на срок службы клапанов. Впускные клапаны работают в относительно прохладной среде и имеют постоянную смазку из паров масла. Нагнетательные клапаны - это самый горячий компонент холодильной системы, работающий до 50 градусов. F до 100 град. F горячее, чем нагнетательная линия, поэтому они чаще являются источником проблем, чем впускные клапаны. Нагнетательные клапаны необходимо устанавливать с особой осторожностью. На них обычно скапливаются тяжелые молекулы масла, вызывая накопление углерода и нарушая работу клапана.Нагнетательные клапаны и масло будут повреждены температурой выше 325 град. F до 350 град. F (от 163 до 177 ° C). Как правило, температура нагнетательного трубопровода должна поддерживаться на уровне 225 град. F до 250 град. F. (от 107 до 121 ° C).

Рисунок 6-7: Узел пластины клапана поршневого компрессора.

Нагнетательные клапаны могут иметь разгрузочные пружины, позволяющие им открываться слишком широко, если пробка жидкого хладагента или масла попадает в поршень компрессора из линии всасывания или картера компрессора.

Рисунок 6-8: Промышленный герметичный поршневой компрессор. Он имеет четыре ряда по два цилиндра в каждом (по четыре шатуна на каждой кривошипно-шатунной передаче) и крепится болтами для облегчения обслуживания.

РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В ротационных компрессорах

используется одна или несколько лопастей для создания сжимающего действия внутри цилиндра. В отличие от поршневого компрессора, поршень не используется. Есть два основных типа роторных компрессоров:

  1. Вращающиеся лопасти (лопасти).
  2. Отвал стационарный (делительный блок).

В обоих типах лопасть должна иметь возможность проскальзывать в своем корпусе, чтобы приспособиться к движению ротора, который вращается вне центра цилиндра. Впускные (всасывающие) порты намного больше, чем напорные. Нет необходимости во впускных (всасывающих) или выпускных клапанах; однако желательны обратные клапаны на линии всасывания, чтобы предотвратить попадание масла и паров высокого давления в испаритель, когда компрессор не работает.

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ЛЕЗВИЯ (ЛОПАТОЧНЫЙ) КОМПРЕССОР

В конструкции с вращающейся лопастью ротор (вал) вращается внутри цилиндра, но центральные оси цилиндра и вала не идентичны. Вращающийся ротор (вал) имеет несколько прецизионных канавок, в которые вставляются скользящие лопатки. При вращении вала эти лопатки прижимаются к цилиндру под действием центробежной силы. Когда газ поступает в компрессор из линии всасывания, лопатки сметают его. Поскольку ротор не отцентрован в цилиндре, пространство, содержащее газ, уменьшается, поскольку лопасти нагнетают газ вокруг цилиндра.Результат - сжатие газа. Когда газ достигает минимального объема и максимального сжатия, он вытесняется из выпускного отверстия. Объем зазора этой системы очень мал, а эффективность сжатия очень высока.

Ротационные пластинчатые компрессоры обычно используются для первой ступени каскадной системы. Пластинчато-роторные компрессоры могут иметь от двух до восьми лопастей; в больших системах больше лезвий. Край лезвия там, где он соприкасается со стенкой цилиндра, должен быть тщательно отшлифован и гладкий, иначе возникнет утечка, что приведет к чрезмерному износу.Лезвие также должно точно входить в паз ротора.

Рисунок 6-9: Роторно-лопастной компрессор. Черные стрелки указывают направление вращения ротора. Красные стрелки указывают поток паров хладагента.

СТАЦИОНАРНЫЙ ЛОПАТНЫЙ (РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК) РОТАЦИОННЫЙ КОМПРЕССОР

В системе со стационарными лопастями скользящая лопасть в корпусе цилиндра отделяет пар низкого давления от пара высокого давления. Эксцентриковый вал вращает рабочее колесо в цилиндре.Эта крыльчатка постоянно трется о внешнюю стенку цилиндра. Во время вращения крыльчатки лопасть улавливает некоторое количество пара. Пар сжимается в все меньшее и меньшее пространство. Давление и температура повышаются. Наконец, пар проходит через выпускное отверстие.

Рисунок 6-10: Роторный компрессор. Неподвижная лопасть или разделительный блок контактирует с крыльчаткой.

Рисунок 6-11: Герметичный одинарный роторный компрессор с неподвижными лопастями.

СПИРАЛЬНЫЙ КОМПРЕССОР

В спиральном компрессоре сжатие выполняется двумя спиральными элементами, вращающейся спиралью и фиксированной спиралью. Один свиток «фиксированный свиток» остается неподвижным. Другая прокрутка, «вращающаяся по орбите», вращается по смещенной круговой траектории вокруг центра фиксированной прокрутки. Это движение создает компрессионные карманы между двумя элементами прокрутки. Всасываемый газ низкого давления задерживается в каждом периферийном кармане по мере его образования; продолжающееся движение вращающейся спирали закрывает карман, объем которого уменьшается по мере того, как карман перемещается к центру прокрутки.Максимальное сжатие достигается, когда выемка достигает центра, где находится выпускное отверстие, и выпускается газ. Во время этого процесса сжатия одновременно формируется несколько карманов.

Рисунок 6-12: Сжатие в спирали вызвано взаимодействием вращающейся спирали, сопряженной с неподвижной спиралью. 1-Газ втягивается во внешнее отверстие, когда одна из спиралей движется по орбите. 2-По мере продолжения орбитального движения открытый проход закрывается, и газ направляется к центру спирали.3 - Объем кармана постепенно уменьшается. Это создает все более высокое давление газа. 4-Давление нагнетания достигается в центре кармана. Газ выходит из порта стационарного спирального элемента. 5-В реальной эксплуатации шесть газовых каналов все время находятся на различных стадиях сжатия. Это создает почти непрерывное всасывание и нагнетание.

Рисунок 6-13: Поперечное сечение поршневого компрессора с наклонной шайбой. При вращении приводного вала и наклонной шайбы двусторонний поршень перемещается в цилиндре вперед и назад.

Процесс всасывания из внешней части спирали и выпуск из внутренней части непрерывны. Этот непрерывный процесс обеспечивает очень плавную работу компрессора.

Компрессия - это непрерывный процесс без обычных всасывающих и нагнетательных клапанов. Чтобы компрессор не работал в обратном направлении после отключения питания, обратный клапан расположен непосредственно над нагнетательным патрубком с неподвижной спиралью.

A: Схема спирального компрессора в разрезе.

B: Базовое представление сжатия спирального компрессора. Орбитальная спираль вращается вокруг неподвижной спирали, создавая плавное, постоянное сжатие внутрь к выпускному отверстию в центре.

МАСЛЯНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ КОМПРЕССОРОВ

В поршневых компрессорах

обычно используются два типа смазочных систем:

  1. Система разбрызгивания использует коленчатый вал для разбрызгивания масла; масло попадает в коренной подшипник по каналам подшипника.Подшипник может быть шумным, потому что эта система создает небольшую масляную подушку.
  2. В системе давления масла используется масляный насос, приводимый в действие шестернями в картере; масло нагнетается в каналы в шатунах, коренных подшипниках и поршневых пальцах. Система масляного насоса лучше обеспечивает смазку и бесшумную работу. Насос должен иметь предохранительный клапан для предотвращения возникновения опасного давления в контуре смазки компрессора. Защитный выключатель обычно используется для контроля давления масла и отключения компрессора, если давление масла падает ниже безопасного уровня.

Ротационные компрессоры

Требуется масляная пленка на цилиндре, лопастях и роликах. Некоторые машины продвигают масло за счет скольжения; другие используют масляный насос.

Центробежные компрессоры

Работает на высокой скорости и может иметь сложные системы контроля масла, включая насос, маслоотделитель, резервуары для смазки подшипников при разливке, масляный фильтр, предохранительный клапан и маслоохладитель.

Винтовые компрессоры

Требуется масло для охлаждения, уплотнения и бесшумности роторов; они обычно имеют систему принудительной смазки.Насос прямого вытеснения может работать независимо от компрессора, обеспечивая полную смазку при запуске компрессора. Масло отделяется и подается в масляный поддон (резервуар). Охлаждается и доставляется к подшипникам и портам для впрыска в камеру сжатия. Масляный поддон (резервуар) имеет нагреватель для предотвращения разбавления масла хладагентом во время выключения.

Спиральные компрессоры

Требуется охлаждение масла и уплотнение между вращающейся и неподвижной спиралью.Масло подается в спирали центробежным действием через отверстие в валу двигателя и вращающуюся спираль.

В промышленных холодильных установках обычно используются три устройства для контроля масла в системе: маслоотделитель, регулятор уровня масла и масляный резервуар. Другие элементы, такие как масляные фильтры, соленоидные и запорные клапаны, могут потребоваться для завершения системы. Необходимо проводить регулярную проверку масла в системе, чтобы выявить опасную кислотность в масле холодильного компрессора.

Содействие возврату нефти

Масло в системах с прямым расширением или в системах с сухим испарителем должно возвращаться в компрессор потоком хладагента.Скорость в трубках испарителя должна быть достаточной для возврата масла.

Требуется скорость около 700 футов (214 м) в минуту по горизонтальным линиям и около 1500 футов (457 м) в минуту по вертикальным линиям.

Несколько дополнительных мер помогут обеспечить надлежащий возврат масла в компрессор. Наклоните трубопроводы охлаждения к компрессору. Обеспечьте адекватную скорость хладагента во всасывающей линии, сделав ее подходящей, а не завышенной. Масло с высокой вязкостью (измеренное в условиях испарителя) более устойчиво к возврату потоком хладагента.Масло, которое легко растворяет хладагент, остается более текучим, чем масло без хладагента. Количество хладагента, растворенного в масле, зависит от давления и температуры в различных частях испарителя, а также от природы двух жидкостей.

Возврат масла затруднен в низкотемпературных испарителях, потому что масло становится более вязким при понижении температуры и давления хладагента. Высокая степень сжатия также снижает возврат масла, поскольку всасываемый газ менее плотный.Таким образом, адекватная скорость всасывающего трубопровода особенно важна для низкотемпературных испарителей.

Масло не будет возвращаться в компрессор в затопленном испарителе, поэтому требуется возвратный маслопровод. В некоторых системах к испарителю подключена специальная камера, позволяющая кипятить хладагент из масла перед возвратом масла в компрессор.

ВЫПУСКНАЯ ЛИНИЯ

Линия нагнетания на стороне высокого давления системы, соединяет компрессор с конденсатором.Линия обычно представляет собой медные трубки, соединенные пайкой. Выделение может содержать; Гаситель вибрации, глушитель, маслоотделитель, клапаны регулирования давления, а также перепускные или сервисные клапаны.

Амортизатор

Как всасывающий, так и нагнетательный трубопроводы передают вибрацию от компрессора к другим компонентам системы охлаждения. Эта вибрация может вызвать нежелательный шум и повреждение трубопровода хладагента, что приведет к утечке хладагента.

В небольшой системе с мягкими медными трубками малого диаметра поглотитель вибрации может состоять из мотка трубок.Гибкий металлический шланг с внутренним диаметром, по крайней мере, таким же большим, как и подсоединенная трубка, предпочтительнее для более крупных систем. Эта секция трубки может быть оканчивалась гнездом с наружным диаметром, наружной резьбой или фланцами. Хладагент, движущийся с высокой скоростью по извилистому внутреннему диаметру поглотителя, может вызывать свистящий звук. Гасители вибрации не предназначены для сжатия или растяжения, поэтому их следует ориентировать параллельно коленчатому валу компрессора, а не под прямым углом к ​​нему.

Глушитель

Глушитель используется для уменьшения передачи пульсаций и шума нагнетания поршневого компрессора в систему трубопроводов и конденсатор.Глушитель представляет собой цилиндр с перегородками внутри. В целом глушители, создающие большой перепад давления, более эффективны, чем глушители с меньшим ограничением. Как объем, так и плотность потока газа через глушитель влияют на характеристики глушителя.

Маслоотделитель

Маслоотделитель - это контейнер с рядом перегородок и сеток, размещенных в линии нагнетания. Выходящий пар с масляным туманом, попадающий в маслоотделитель, вынужден поворачиваться и сталкиваться с перегородками и экранами, позволяя каплям масла объединяться в большие капли, которые стекают в поддон внизу.Отстойник позволяет осадку и загрязнителям оседать и может иметь магнит, притягивающий частицы железа. Когда в поддоне накопится достаточно масла, он поднимает поплавок и стекает обратно в картер компрессора, движимый давлением масла в маслоотделителе.

Маслоотделители чаще всего используются в больших и низкотемпературных системах. Они обязательны в аммиачных системах.

КОНДЕНСАТОР

Конденсатор - это компонент со стороны высокого давления холодильного контура, который позволяет горячему газообразному хладагенту под высоким давлением отдавать скрытую теплоту конденсации в окружающую среду.Эта потеря тепла вызывает конденсацию газа в жидкость под высоким давлением, которая может быть подана по трубопроводу к измерительному устройству. Тепло, отводимое конденсатором, поступает в систему через испаритель и компрессор. Из-за неэффективности и других источников тепла конденсатор в открытой системе должен утилизировать примерно в 1,25 раза больше тепла, чем в испарителе. Конденсаторы в герметичных системах также должны отводить тепло от обмоток двигателя.

В зависимости от функции и способов отвода тепла используется много разных типов конденсаторов.Две основные категории «с водяным охлаждением» и «с воздушным охлаждением» подразделяются на среду, используемую для отвода тепла. Основная цель конструкции конденсатора состоит в том, чтобы отводить максимум тепла с наименьшими затратами и занимаемым пространством.

Вода и воздух обычно являются обильными и экономичными конденсирующими средами. Вода может быстро и эффективно отводить большое количество тепла, что позволяет сделать конденсатор относительно небольшим и делает конденсатор с водяным охлаждением более экономичным, когда он доступен. Однако воды может быть мало или она химически непригодна для охлаждения конденсатора.Кроме того, конденсаторы с водяным охлаждением подвержены образованию накипи, загрязнения, замерзания и коррозии.

Конденсаторы с воздушным охлаждением должны быть больше, чем агрегаты с водяным охлаждением, но не должны иметь проблем с замерзанием или водой. Воздушное охлаждение используется, когда вода недоступна, дорога или химически непригодна.

Ребра, проволока или пластины могут быть прикреплены к трубке конденсатора для увеличения площади поверхности и способности отводить тепло конденсации. Вентиляторы или насосы обычно используются для увеличения потока конденсирующейся среды.Такие усовершенствования увеличивают переохлаждение хладагента, увеличивают скорость теплопередачи и уменьшают овальный размер конденсатора.

КОНДЕНСАТОР ВОЗДУШНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Реле конденсаторов с воздушным охлаждением на вентиляторах для перемещения воздуха по трубкам и ребрам для отвода тепла от хладагента. Кожухи используются для повышения эффективности вентилятора за счет направления всего воздушного потока через трубы конденсатора. Для увеличения площади поверхности конденсатора можно использовать ребра различного типа.Правильная теплопередача в конденсаторах с воздушным охлаждением может быть достигнута только при чистой поверхности конденсатора.

Конденсатор с воздушным охлаждением должен быть спроектирован для работы в самых жарких условиях окружающей среды, когда теплопередача будет самой медленной, а охлаждающая нагрузка, вероятно, будет максимальной.

Наружный конденсатор с воздушным охлаждением, работающий в холодную погоду, представляет собой особую проблему при проектировании системы. Необходимы особые меры предосторожности для защиты наружного конденсатора с воздушным охлаждением от низких температур окружающей среды.Основная проблема заключается в том, что хладагент не будет протекать через дозирующее устройство, если напор не будет достаточным, а низкие температуры окружающей среды уменьшат напор.

Для работы конденсатора с воздушным охлаждением при низких температурах окружающей среды системе может потребоваться любое из следующих устройств или их комбинация:

  1. Всепогодный кожух конденсатора
  2. Способ предотвращения короткого цикла компрессора
  3. Способ регулирования напора в зимний период и при отрицательных температурах окружающей среды
  4. Способ предотвращения разбавления компрессорного масла жидким хладагентом

Заявление об ограничении ответственности - В то время как Berg Chilling Systems Inc.(«Берг») прилагает разумные усилия для предоставления точной информации, мы не делаем никаких заявлений и не даем никаких гарантий относительно точности любого содержания в ней. Мы не несем ответственности за какие-либо типографские ошибки, ошибки или упущения в содержании или другие ошибки. Мы оставляем за собой право изменять содержание этой документации без предварительного уведомления.

, Олдрих Бочек (1939-2003)
Эксперт по управлению температурным режимом
Berg Chilling Systems Inc.

Машины для изготовления кубиков льда: как они работают?

Большинство из нас любит кубики льда как дома, так и в офисе.Каждый получает это удовольствие по-своему. Всегда под рукой высококачественный лед - от эстетических процедур до вкусных прохладительных напитков - это постоянная потребность, которая требует времени. Тем не менее, явное большинство людей наблюдают за тем, как машины для производства кубиков льда делают свое дело, игнорируя процесс, стоящий за ними, как все происходит на самом деле.

Как работают эти машины? Какая наука делает все возможным? Оказывается, это очень интересный процесс, который также вполне понятен большинству людей.

Как всегда, компания ITV Ice Makers является поклонником ледовой индустрии и постоянно сообщает нашим читателям любопытные факты. Это повод, мы собираемся объяснить тайну машин для изготовления кубиков льда.

Инновации в идеальных кубиках льда

Прежде чем объяснять один из наиболее стандартизованных процессов в ледяной промышленности, мы должны прояснить кое-что: получение идеальных кубиков льда не всегда является приоритетом для некоторых производителей. Хотя это правда, что ITV хорошо известна своим совершенством кубиков льда, другие компании, использующие аналогичные процессы производства льда, не всегда уделяют достаточно внимания качеству, а только количеству.

Это означает, что процесс, лежащий в основе машин для изготовления кубиков льда, не всегда связан с получением высококачественного конечного продукта. Чтобы добиться этого, каждый этап процесса идеально отрегулирован, с использованием только лучших материалов для получения удовлетворительных результатов.

Понимание процесса

Процесс, позволяющий машинам для изготовления кубиков льда творить чудеса, начинается с выброса хладагента внутри набора небольших змеевиков. Когда этот газ нагнетается в змеевики, давление вызывает естественное повышение температуры.

Теперь, имея горячий газ соответствующей температуры, этот газообразный хладагент движется к серии трубок большей ширины внутри системы. Когда он остывает, газ начинает конденсироваться.

Такой газообразный хладагент в змеевиках становится жидким. Конденсация газа направляется в испаритель, обычно сделанный из нержавеющей стали, который имеет конструкцию с двойным выпуском. Теперь, когда происходит весь этот процесс, есть резервуар для воды, в котором жидкость постоянно течет через верх испарителя.Это простое действие замораживает воду, пока она не превратится в твердый лед.

Машины для изготовления кубиков льда полагаются на то, что вода превращается в лед при температуре 32 градуса по Фаренгейту. Однако для того, чтобы это произошло так точно, важно, чтобы вода была чистой. Самые мелкие примеси в воде могут напрямую повлиять на ее способность превращаться в лед при ожидаемой температуре. Из-за этого эти системы обычно включают фильтры, которые очищают воду, протекая через саму систему.

Затем, когда вода уже заморожена, благодаря испарителю начинается обработка кубиков льда.Лед попадает в раздаточные устройства, которые имеют заранее заданную форму для кубиков. Оттуда он выходит из машины.

Что происходит с обычным холодильником

Многие люди имеют дома холодильник с функцией дозатора кубиков льда. Однако здесь процесс другой. Поскольку основная цель холодильника - не производство льда, а охлаждение продуктов при менее агрессивной температуре, у такого рода оборудования нет специальной системы.

В отличие от машин для изготовления кубиков льда, холодильник с диспенсером для кубиков льда имеет небольшую и компактную систему для производства на месте.Вода падает в простые поддоны в форме кубика льда, которые остывают из-за внутренней температуры морозильной камеры. Как только вода в лотках замерзает, на дне лотков активируется электрическое сопротивление, плавящее поверхность кубика льда, заставляющую его прилипать к пластику. В этот момент небольшой рычаг вращается и вытягивает лед из производственного лотка, врезаясь в пластину дозатора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *