Форкамера вентиляция: Форкамера - специфика, особенности и востребованность

Содержание

Форкамера — специфика, особенности и востребованность

Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Содержание статьи

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее. Приставка “фор” переводится “перед”, что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен. Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным “фильтром” разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Благодаря этой системе разделения открывается возможность надежно отсечь большинство факторов, способных ухудшать состояние воздуха в проветриваемом помещении. Или наоборот – оперативно отводить образующиеся внутри него летучие соединения наружу.

Для этих целей создается отдельное помещение – предварительная область или предкамера, в которой создается рабочий вентиляционный узел. Его техническое оснащение меняется в зависимости от скорости и качества проходящих воздушных потоков.

В некоторых случаях достаточно специального направляющего вентилятора, который разделяет входящий и выходящий воздух в предназначенные для этого каналы. Может понадобиться монтаж воздушных фильтров для очистки, обустройство шумоизоляции.

Особенности “предварительных” воздушных камер

В нем уже имеются различные очищающие воздух фильтры и другие блоки, задача которых – создание оптимальных климатических условий в помещении. Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Идея установки обычных кондиционеров в огромных промышленных постройках, подземных парковках, помещениях, размеры которых превышают несколько сотен квадратных метров – будет нецелесообразной. Для них существуют отдельные мощные установки, способные обрабатывать огромную кубатуру воздушных масс за минимальное время. Но такая вентиляция требует соблюдения нескольких условий для нормальной работы:

Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними “захватить” и мелкие детали, используемые в работе.
Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Итог: насколько востребованы форкамеры

Основное назначение форкамер – возможность управления поступающими внутрь помещения большими объёмами воздушных масс. В этом специальном помещении происходит разделение поступающих основных масс на рабочие каналы, предварительная очистка, нормализация скорости потоков и их температуры.

В зависимости от технического оснащения воздух может подвергаться дополнительной санитарной и другой необходимой обработке. Благодаря тому, что для этих целей выделено отдельное помещение, все вышеупомянутые процессы протекают незаметно и без неудобств.

Форкамера – обязательный элемент для обеспечения качественной вентиляции современных помещений закрытого и полузакрытого типа с большой квадратурой. Обычно ее создание планируется еще на этапе проектировки, поэтому любые связанные с ней строительные вопросы не возникают.

Желание создать предварительную воздушную камеру в частном порядке требует получения разрешения, но не всегда. Оно требуется, если речь идёт о многоквартирных домах и других постройках, в которых форкамера способна повлиять на нормальное движение воздушных масс.

Помните, что обустройство форкамеры – не такое простое занятие, как может показаться на первый взгляд. Без грамотного подхода к проекту можно получить лишь пристройку сомнительной пользы.

Схема вентиляции с форкамерой

Для чего нужны форкамеры, впускной и выпускной клапан

Автор adminzhur На чтение 5 мин Просмотров 14 Опубликовано 04.12.2018

Очистка воздуха в любом помещении, будь это торговый комплекс, пекарня, кинотеатр, общественный транспорт или жилой дом – довольно сложная задача, решить которую не всегда легко.

На то, как качественно будет проводиться работа, влияет множество факторов: требуется учитывать параметры и особенности системы вентиляции, площадь и тип помещения, климатические условия, в которых оно находится, иные важные характеристики – их бывает достаточно много.

Если помещение находится в экологически чистом районе, можно обойтись кондиционером или простой вентиляцией, но если атмосферный воздух достаточно загрязнен, придется прибегнуть к более сложным способам его очистки. Для этого применяют специальное помещение для очистки воздуха, именуемое форкамерой

Как очищаются большие объемы воздуха?

Форкамера – это предварительное помещение, расположенное перед системой очистки, в нем происходит свободное движение воздуха, его обмен с атмосферой, для этого существует специальный воздушный клапан. Имеется также фильтр, позволяющий предварительно очистить атмосферный воздух, разделив внутреннюю и внешнюю вентиляцию. Это позволяет доставить до системы очистки уже отчасти отфильтрованный воздушный поток.

Благодаря этому большинство частиц, засоряющих кислород, остается на улице и изначально не попадает в вентиляционную систему. Лишние летучие соединения будут отводиться обратно в атмосферу благодаря клапану.

Схема работы форкамеры

Вентиляторы

В предварительной камере устанавливают специальный вентилятор, в зависимости от того, насколько большой объем помещения и какие качественные характеристики у воздуха, может меняться оснащение данной комнаты. Вентилятор с приводом от двигателя помогает разогнать потоки, создать необходимую тягу; чем площадь больше, тем мощнее должно быть устройство.

Если помещение небольшое, то хватит и направляющего вентилятора: он, как правило, не имеет мощного мотора, меньше шумит и стоит дешевле. Его задачей является разделение воздуха на каналы, входящий и исходящий. Часто систему дополняют специальными фильтрами, которые позволяют создать шумовой барьер, иначе в основном помещении будет слышна работа вентилятора, что не очень приятно, если постоянно там находиться. Узнать больше как бороться с шумом вентиляции можно в этой публикации http://ventilation-conditioning.ru/zdorove/shum-ventilyacii.html.

Особенности форкамер

Любая современная климатическая система, используемая в быту, предусматривает наличие такого приспособления. Так, используется форкамера в самолете, бассейне, поезде, применяется на кораблях, чтобы в каюты подавался свежий воздух. О системе вентиляции в самолете можно прочитать здесь.

Для понимания стоит рассмотреть работу устройства на примере типового помещения, по сути, оно работает везде одинаково. Система кондиционирования имеет несколько блоков – внешний и внутренний, оба достаточно сложно организованы. Чтобы в помещении можно было создать оптимальные условия, предусмотрены различные фильтры, иные блоки, работа которых нацелена на создание нужного микроклимата. Однако если помещение большое, обычный кондиционер со своей задачей справиться не сможет.

Для больших территорий, например, подземных парковок и супермаркетов, наряду с установкой противодымовой вентиляцией, применяются иные специальные установки.

Они имеют мощные моторы, впускной воздушный клапан, позволяющий регулировать количество воздуха, проходящего через фильтры, выпускной воздушный клапан, через который выходит загрязненный и отработанный воздух. Это позволяет не только разделить потоки на два канала, но и сделать работу системы эффективной. На любой квадратуре такая вытяжка справится с обработкой большого объема, при этом затрачено на это будет минимальное количество времени. Для того чтобы установка правильно работала, требуется соблюдение следующих условий:

Качественная изоляция шума. Форкамера и остальная система работает достаточно громко;
Правильный расчет работы вентиляторов, слишком большая скорость потока воздуха создает сквозняки, а это неуместно для торговых центров;
Если оборудование устанавливается в рабочем цеху, наоборот, потребуются мощные двигатели, так как здесь нужен мощный поток воздуха, способный отвести все загрязнения на улицу через клапан;
Контроль над температурой. Мощные воздушные потоки в зависимости от термальных условий могут менять микроклимат помещения, поэтому важно все сбалансировать в нужных пропорциях.

Востребованность форкамер

Форкамера дает возможность контролировать воздушные массы, она устанавливается непосредственно перед системой очистки. Например, форкамера в электровозе – это небольшое помещение, через которое фильтруется воздух и позже по системе вентиляции попадает в вагоны, где им пользуется кондиционеры. Иными словами, благодаря этому в систему попадает предварительно отфильтрованный воздух.

В помещении предусмотрена возможность разделения воздушных масс на каналы. Если нужно, чтобы воздух был теплым, там ставят термостат, который позволяет регулировать температуру воздушных потоков и контролировать ее. В зимнее время системы вентиляции в поездах и больших помещениях используют как систему отопления. Радиатор в данном случае будет не нужен: в каналах для воздушных потоков устанавливают специальные решетки, и этого достаточно для полного контроля над помещениями.

При необходимости воздух в форкамере можно подвергнуть технической обработке, например, санитарной. Приспособление применяется для вентиляционных систем закрытого и полузакрытого типа при учете их большой площади. Закладка такого помещения происходит при строительстве здания, однако если его нет, форкамеру можно достроить или превратить в нее пустующую комнату.

Если форкамера нужна в частном доме, разрешение не требуется, но для многоквартирного придется его получить. В любом случае, чтобы устройство могло работать правильно, требуется грамотно составленный проект, в противном случае от него будет мало пользы. Кроме этого, должна быть грамотно рассчитана вентиляция с учетом особенностей климата, площади помещения и иных нюансов

Форкамера в вентиляции что это такое

Форкамера — специфика, особенности и востребованность

Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд. Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много. Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера. А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее. Приставка «фор» переводится «перед», что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен. Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным «фильтром» разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Особенности «предварительных» воздушных камер

Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними «захватить» и мелкие детали, используемые в работе.
Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Итог: насколько востребованы форкамеры

Схема вентиляции с форкамерой

Полезные статьи и советы по системам вентиляции

Применение приточной вентиляции с подогревом, виды систем, принцип работы, детали, особенности и нюансы Схемы и чертежи, расчеты и монтаж системы.. Вентиляция в доме из сип панелей, ее значение и монтаж своими руками. Устройство естественной и принудительной вентиляции. Необходимость вентиляции в инкубаторе, ее виды, монтаж и значение. Самостоятельная установки вентиляционной системы и ее подключение. Где должны быть расположены розетки для подключения кондиционера, выбор места и расчет сетевой нагрузки, а также законы и тех. нормы. Установка… Понижение влажности воздуха в различных помещениях: на складе, в доме или квартире. Различные способы и советы специалистов, а также влияние…

Полезные статьи и советы по системам вентиляции

Принудительная вентиляция в доме, квартире, ванной и гараже, а также ее устройство, расчет по площади и выбор оборудования. Делаем вентиляцию… Проверка дымоходов и вентиляционных каналов, уполномоченные организации, лицензия, стоимость, периодичность и правила проверки. Составление и форма акта проверки. Конструктивные особенности регулируемых вентиляционных решеток, материалы изготовления и различия по месту установки. Правила выбора, стоимость и монтаж. Необходимость вентиляции в бассейне, ее виды,задачи, плюсы, особенности и требования. Установка системы в коттеджах и закрытых бассейнах. Шкаф управления вентиляцией, его назначение, а также стандартные и расширенные функции. Схема шкафов, а также правила их размещения и монтажа.

Полезные статьи и советы по системам вентиляции

Вытяжка для мангала, как и любая другая вентиляционная система, предназначена для очищения воздуха, выведения продуктов горения, запахов и пр. Как подобрать осушитель воздуха для бассейна на основе рассчетов и класификации устройства. Канальные, настенные осушители, расчет установки оборудования для осушения… Использование шибера для вентиляции крайне оправдано. Главное разобраться в том, что это такое и, чем выделяются шиберы, оснащенные электроприводом и… Используя щит управления вентиляцией, появляется возможность контролировать всю вентиляционную систему. Сборка осуществляется просто, а для управления можно использовать пульт. Начиная с проектирования промышленной вентиляции и заканчивая монтажом различных ее видов – все этапы стоить доверить профессионалам. Они предоставят правила…

Форкамера в вентиляции что это такое? Для чего нужна форкамера в вентиляции

Форкамера

Как очищаются большие объемы воздуха?

Вентиляторы

Особенности форкамер

Качественная изоляция шума. Форкамера и остальная система работает достаточно громко;
Правильный расчет работы вентиляторов, слишком большая скорость потока воздуха создает сквозняки, а это неуместно для торговых центров;
Если оборудование устанавливается в рабочем цеху, наоборот, потребуются мощные двигатели, так как здесь нужен мощный поток воздуха, способный отвести все загрязнения на улицу через клапан;
Контроль над температурой. Мощные воздушные потоки в зависимости от термальных условий могут менять микроклимат помещения, поэтому важно все сбалансировать в нужных пропорциях.

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Для чего нужна система вентиляции во влажном помещении?

Прежде чем перейти к особенностям устройства вентиляции во влажных помещениях, нужно понять, для чего вообще нужна вентиляция в доме. Рассмотрим следующий пример: в среднем, взрослый человек проводит в доме от 10 до 15 часов в день. За это время он вдыхает до 20 тыс. литров воздуха. Если в помещении нет постоянного воздухообмена и притока свежего воздуха, то это негативно отразится на самочувствии всех членов семьи.

Микроклимат в помещениях зависит от следующих параметров:

температуры воздуха;
влажности воздуха;
скорости движения воздуха;
температуры ограждающих конструкций;
степени концентрации вредных веществ (например, углекислого газа).

По российским нормам, весь объём воздуха в доме должен полностью обновляться за 1 час.

– Основная задача вентиляции – поддержание чистоты воздуха в замкнутом помещении путём одновременного притока более чистого наружного и удаления наружу более грязного внутреннего.

Во влажных помещениях – бассейне, зимнем саду, постирочной, бане и т.д. при стирке, приёме ванной или посещении парной образуется избыточное количество водяных паров.

Эти пары дополнительно увеличивают концентрацию влаги, которая содержится в воздухе, циркулирующем по дому.

Если ее вовремя не отвести, то можно столкнуться с рядом неприятных явлений, например, повышенной влажностью, сыростью, плесенью и отсыреванием элементов интерьера, особенно во влажных помещениях.

Т.к. водяные пары имеют свойство постепенно накапливаться в предметах и ограждающих конструкциях, то избыток влаги со временем приводит к разрушению строительных конструкций. Кроме этого, повышенная влажность в доме негативно отражается на самочувствии людей.

Постоянная сырость, вызванная отсутствием вентиляции, способствует росту различных бактерий, что может привести к распространению болезней в доме.

Решить проблему избыточной влажности в «мокрых» помещениях помогает устройство системы вентиляции, которая:

предотвращает появление конденсата;
удерживает относительную влажность воздуха в пределах нормы;
не допускает возникновения сквозняков в местах пребывания людей.

– При расчёте системы вентиляции влажных помещений следует создать отрицательный дисбаланс, при котором вытяжной поток будет преобладать над притоком.

Благодаря этому исключается перетекание неприятных запахов в жилые комнаты. Для работы вытяжной системы необходимо обеспечить переток воздуха из смежных помещений. Для этого предусматриваются щели под дверями санузлов или переточные решётки. При этом скорость воздуха не должна превышать 0.3 м/с, чтобы исключить неприятные ощущения сквозняка у человека, посещающего санузел.

Если в доме построен бассейн, то систему вентиляции необходимо спроектировать так, чтобы струи воздуха не попадали прямо на поверхность воды, т.к. это может увеличить скорость испарения воды и повысить влажность в помещении.

Особенности “предварительных” воздушных камер

Современные бытовые климатические системы, предназначенные для типовых помещений, как правило, не требуют обустройства форкамеры. Система кондиционирования, состоящая из внутреннего и внешнего блока, представляет собой сложное устройство. В нем уже имеются различные очищающие воздух фильтры и другие блоки, задача которых – создание оптимальных климатических условий в помещении. Но их рабочие возможности весьма ограничены. Даже мощные бытовые кондиционеры могут не справляться с охлаждением больших помещений. Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними “захватить” и мелкие детали, используемые в работе.
Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Принцип действия форкамерного дизельного двигателя

Как вы знаете, сегодня многие производители ищут варианты того, как увеличить экономичность двигателей внутреннего сгорания. Они нашли один из возможных выходов из этого затруднительного положения. Метод заключается в том, чтобы мотор работал на топливных смесях, содержащих меньший процент горючего. При таком подходе не только удастся увеличить топливную экономичность, но и, более того, сократить выброс вредных отходов. Но в этом способе есть изъян: когда смесь содержит небольшое количество горючего, она хуже воспламеняется. Поэтому разработчики пришли к выводу, что для стабильной работы мотора нужен начальный очаг горения, от которого распространение огня произойдёт быстро по всему пространству топливно-воздушного заряда.

По итогу сейчас существуют два варианта получения подобного очага: искра повышенной энергии и послойное распределение смеси (к тому времени, как производится искра образуется легковоспламеняющаяся смесь). Второй путь включает в себя несколько вариантов. Мы же сегодня рассмотрим подробнее вариант под названием форкамерно-факельное зажигание.

Полость, находящаяся в голове цилиндров двигателя внутреннего сгорания, именуется форкамерой, или же предкамерой. Она, используя один или несколько каналов, соединяется с главной камерой сгорания горючего. Этот тип мотора выступает как в формате дизельного, так и бензинового. Вообще промежуточная камера может носить и другое название: вихрекамера. Исходя из названия, нам становится ясным то, что топливо в такой камере закручивается. Этот эффект содействует лучшему перемешиванию горючего с воздухом. Но, описывая работу ДВС с форкамерой, важно отметить, что изначально горючее, попадая в предварительную полость, сталкивается с её стеночками и перемешивается с воздухом, в этом этот вид мотора уступает своему подобию.

Воспламеняясь, топливо быстро направляется в ключевую камеру, используя уже известные нам каналы соединения. Отличным фактором, которым обладают такие каналы, в сравнении со своими аналогами, выступает то, что сечения в них согласованы так, чтобы между форкамерой и ключевым цилиндром создавалась существенная разница давлений. Топливо разливается по всей площади предкамеры и сгорает там почти полностью. Заключительная фаза – это сгорание горючего в главной камере, точнее сказать его остатков.

Из-за того, что в главном отсеке солярка уже догорает и ей уже не нужно продолжать свой путь, параметры углублений в поршнях небольшие.

Что представляют собой инженерные расчёты вентиляции

Вентиляция жилых, общественных и производственных объектов составляет важную часть их инженерной начинки. Её работа влияет на основные показатели микроклимата внутренних помещений, таких, как температура, влажность, кратность воздухообмена, предельно допустимая концентрация вредных веществ (ПДК). Проект включает в себя инженерные расчёты вентиляции. Выполнить полный комплекс мероприятий, от сбора исходных данных до подбора вентиляционного оборудования, могут только профессиональные проектировщики, способные к всесторонней оценке каждого объекта исследования.

Общие сведения

Вентиляция помещений

Суть вентилирования – замена отработанного воздуха на свежий с сохранением Суть вентилирования – замена отработанного воздуха на свежий с сохранением нормативной температуры и влажности. Есть несколько методик расчёта, ориентированных на удаление тепловых излишков, осушение или фильтрацию, а также разбавку загрязнённых воздушных масс до норм ПДК, указанных в требованиях СНиП и ГОСТ.

Инженерная часть проекта основывается на нормативных данных СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование», СНиП 23-01-99* «Строительная климатология» и других справочниках. Подбор нормативной базы зависит от вида здания, типа вентсистемы, технического задания и корректировки заказчика. Например, для цеха по пошиву одежды вентиляция проектируется исходя из тепловыделений оборудования, которое выбирает заказчик. Задача проектировщика состоит в том, чтобы вписать мощности в систему воздухообмена без потери качества микроклимата.

Основные различия в расчётах вызваны типом объекта:

Жилой одноэтажный дом. Применяется приточно-вытяжная система с естественным побуждением и простые кондиционеры.
Многоквартирный жилой дом. Аналогично с добавлением механической приточки, а также противопожарной вентиляции.
Общественное здание. Сложная приточно-вытяжная система вентилирования с механическим побуждением. Для охлаждения используются полноценные климатические установки, чиллеры, канальные кондиционеры. Также предусматривается противопожарная система дымоудаления эвакуационных коридоров, лестничных клеток и шахт лифтов. Подробнее о вентсистемах общественных зданий можно прочитать в статьях «Особенности проектирования воздухообменных систем для офисных зданий» и «Системы вентилирования торговых центров и небольших магазинов».
Промышленные здания. Мощная механическая вентиляция на приточку/вытяжку. Обогрев воздуха осуществляется за счёт: калориферов и рекуперации; вариации с системой фильтров на вход/выход; наличия форкамер для предварительной обработки и местных систем вентилирования; вытяжки от вакуумных насосов для химической, металлургической и электротехнической промышленности.

Расчет вентиляции жилых зданий

Диффузоры

В частных коттеджах монтируется естественная вентиляция. Согласно нормам, необходимый воздухообмен должен составлять 3 м3/ч на один квадратный метр площади. Количество людей при расчетах не учитывается. Воздух забирается через решётки (диффузоры), установленные в верхней части стен; венткороба проходят в полости стен или под подвесным потолком; шахта поднимается над крышей не менее, чем на 2 000 мм. Все это требуется для побуждения движения. Вентшахта закрывается оголовком, защищающим от попадания внутрь воды и мусора.

Для многоэтажных домов выполняется расчёт канальной вентиляции с естественным побуждением. Это система вертикальных каналов, которые забирают отработанный воздух из кухни, ванной комнаты, туалета.

Давление принуждения в канальной вентиляции вычисляется по формуле:

Ре = (ρвн – ρн)×h×g, где

ρвн – плотность воздуха внутри, кг/м3;
ρн — плотность воздуха снаружи, кг/м3;h – расстояние от вытяжки до приточки по вертикали, м;

g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2.у»

Об особенностях систем вентиляции в многоэтажных жилых домах мы писали в статье «Способы устройства вентсистем многоквартирных жилых домов».

Расчёт промвентиляции

Промышленная вентиляции рассчитывается на подержание требуемой кратности воздухообмена, ассимиляцию тепла, влаги и вредных примесей. На первом этапе составляется техническое задание, оно содержит описание объекта и производственного процесса; тип используемого оборудования, число посетителей за сутки или работников за смену. Также оно включает планировку здания, с описание каждого помещения.

Подбор калорифера и вентилятора

Промвентиляция обязательно должна включать в себя отопление, т.е., воздух должен не только заменяться, но и нагреваться за счёт калориферов. Это водяные или электрические установки, через которые проходит приточка. Чтобы добиться нормативной температуры на выходе из воздуховода, надо соотнести мощность калорифера с объём перекачиваемого материала и дальность подачи. В любом случае она не должна быть выше +440С.

Надо помнить, что минимальная температура для большей части производственных помещений равна +180С.

В более «продвинутых» системах вентиляции применяются утилизаторы теплоты, т.е. рекуператоры. Принцип работы состоит в отдаче энергии отработанного воздуха на приточку. Подбор мощности осуществляется исходя из параметров внутреннего микроклимата. Часто подобные установки работают вместе с калориферами. Обслуживание комбинированных систем сложнее, чем простых, но зато и производительность намного выше.

Подробности проектирования систем вентиляции на промышленных предприятиях расписаны в статье «Сложнокомпонентная вентсистема для промышленных объектов».

Подбор вентилятора, его мощности и размера осуществляется по показателям воздухообмена. Более подробно этапы вычислений приведены в статье «Как рассчитываются параметры вентиляционных систем».

Расчёт фильтров

Они подбираются по стандарту EN779 ассоциации Евровент. Согласно градации есть четыре типа:

Грубая очистка. Обозначаются G1-G
Глубокая очистка F5-F9.
Улучшенная очистка h20-h24.
Сверхэффективная очистка U15-U

Формула расчёта требуемой поверхности фильтрации:

Объём обрабатываемого воздуха равен приточки. Правила расчёта приведены в статье «Как рассчитываются параметры вентиляционных систем».

Кратность воздухообмена

Интенсивность работы приточно-вытяжной вентсистемы определяется по кратности. Она отличается для разных типов помещения: если в комнате отдыха достаточно 2-3 раза за час от общеобменной вентиляции, то для многих типов лабораторий, где работают с токсичными и опасными реагентами, закладывается более, чем 20-ти кратный обмен. Многоступенчатая фильтрация приточки и вытяжки, точечные отсосы над рабочими местами.

Расчёт вентиляции местных вытяжек

На некоторых производствах есть проблема точечного удаления вредных выбросов и тепла от станков или рабочих мест, которая решается установкой местных вытяжек. Это не общеобменная вентиляция, а отдельная ветка.

В первую очередь вычисляются размеры заборного устройства:

A(B) = a(b) + 0.8×z – формула вытяжки квадратного сечения, где

A(B) – длина/ширина заборного зонта, см;a(b) – длина/ширина области локального загрязнения, см;z – расстояние от источника загрязнения до вытяжки, см.D = d + 0.8z – формула вытяжки круглого сечения, гдеD – диаметр зонта, см;

d – диаметр зоны загрязнения, см.

Локальный воздухообмен определяется по формуле:

L = 3600×Vз х Sз, где

Vз – скорость движения воздуха внутри локального канала;
Sз — площадь сечения заборного зонта.

Климатические показатели

Определяются по нормативной документации. Входят: средняя температура снаружи в зимний и летний период; влажность; температура внутри помещения. Они влияют на выбор систем обогрева и кондиционирования. Например, для теплых регионов не предусматривается установка калориферов, достаточно рекуперации, и воздушными завесами оборудуются не все входные тамбур-шлюзы. На выбор оказывает влияние температура в зимний и переходный период.

Обслуживание

Вентиляция промышленного или общественного объекта состоит из десятков модулей и километров воздуховодов. Ей требуется постоянное сервисное обслуживание, в которое входит контроль над состоянием автоматических систем управления и датчиков, санация воздуховодов и вентиляторов, периодические замеры качества приточки и вытяжки. В большинстве случае договор на сервисное обслуживание заключается с монтажной организацией. Это удобно обеим сторонам: одни получают дополнительную выгоду от «присмотра» за своей системой, вторые — скидки и надежного сервисного оператора. Расчёт финансовых затрат на обслуживание закладывается в годовой бюджет организации.

Инженерные расчёты вентиляции позволяют точно определить набор оборудования, схемы расположения, мощность, производительность. Нет разницы между многоэтажным жилым домом и заводским цехом: кратность воздухообмена, температура и влажность — вот основа проекта вентиляции.

Распределение воздушных масс

Подбор места установки приточных вентиляторов с точки зрения максимальной интенсивности подачи. Воздух подаётся в виде струй, они бывают плоские, конические, веерные. От геометрии зависит эффективность продувание того или иного участка. Существует регламент по допустимой скорости и температуре. Например, температура струи при канальном способе кондиционирования, всегда ниже, чем у окружающего воздуха. Это приводит к искажению траектории струи, что надо учитывать при составлении проекта.

Вентиляционный диффузор и его разновидности

Вентиляционный диффузор является одним из видов устройств для забора и распределения воздуха. Наравне с решетками и анемостатами он является неотъемлемой частью вытяжной или приточной вентиляции, кондиционирования и воздушного отопления.

Назначение диффузоров

Любая вентиляция предназначена для подачи некоторого количества воздуха в необходимую зону или удаления его наружу. Для этого применяется большое количество устройств и механизмов: движение воздуха осуществляется механическими вентиляторами или под действием перепада давления в естественных системах; транспортировка его проводится в основном по различным воздуховодам (гибким и жестким), а распределения заданного количества воздуха или забор его из конкретной точки осуществляется воздухораспределительными устройствами.

Диффузор для подвесного потолка

Они предназначены не только для подачи воздуха в помещение, но и для обеспечения распределения потоков определенным образом. Представим, как поток воздуха выходит из отверстия, в котором нет ни решетки, ни диффузора. В таком случае воздух рассеивается недалеко от отверстия без определенного направления.

В общем, назначением любого диффузора является:

подача или забор воздуха из помещения;
создание определенных воздушных потоков нужной силы и направления.

Также существуют устройства, которые не только выполняют указанные функции, но и при этом позволяют регулировать объем перемещаемого воздуха, а также полностью перекрывать его движение.

Также рассматриваемые изделия выполняют функции элемента декора помещения. Именно поэтому важно выбрать не только технические характеристики, но и внешний вид изделия, для того чтобы оно хорошо вписался в дизайн

Классификация

Диффузоры для вентиляции бывают разных типов и изготавливается из различных материалов Все изделия можно условно классифицировать по нескольким факторам: по материалу, месту монтажа, наличию регуляции, геометрической форме, характеристике потока воздуха.

По материалу изделия разделяются на такие типы:

Металлические. Изготавливают из алюминия, окрашенного или анодированного, нержавеющей или оцинкованной стали. Отличаются прочностью и долговечностью. Но при устройстве металлических изделий в системе кондиционирования следует иметь в виду, что из-за теплотехнических свойства металла он быстро охлаждается и на нем могут возникать капли конденсата.
Пластиковые. Отличаются меньшей ценой, чем металлические, но по большинству эксплуатационных свойств ничем не хуже. У них лишь меньшая прочность и они могут деформироваться под действием высоких температур. Изготавливают из ПВХ, полистирола и других видов пластика.
Деревянные. Применяют редко и в основном по индивидуальному заказу. Популярны в банях и саунах, а также для создания определенного дизайна в помещении.

В зависимости от того, в каком направлении движется воздух, воздухораспределительные устройства бывают:

приточными;
вытяжными;
универсальными.

По месту монтажа все воздухораспределительные устройства разделяются на две большие группы:

Существуют также и разновидности диффузоров для напольного монтажа. Но для этих целей в основном используются изделия двух вышеописанных категорий. Диффузоры для потолка в основном отличаются расположением щелей и возможностью направление потока на четыре стороны.

Существуют специальные модели потолочных устройств, которые разработаны для монтажа в подвесной потолок типа «Армстронг». Они имеют квадратную форму размером 60х60 см и монтируются в ячейку на каркасе.

По геометрической форме изделия разделяют на такие формы:

Круглые иногда путают с анемостатами. Но это разные изделия. В состав анемостата входит диск, с помощью которого меняется просвет для подачи воздуха. Диффузоры, как правило, содержат несколько щелей и в большинстве случаев они не регулируются.

Также рассматриваемые устройства бывают:

регулируемые;
нерегулируемые.

В нерегулируемых диффузорах щели и другие отверстия для подачи не меняют свой просвет и направление. Для них возможно применение отдельных механизмов, которые позволяют проводить регуляцию изделий.

Распределение потоков

Каждый производитель выпускает устройства разной формы и конструкции воздухораспределителя. Не существует строгой классификации диффузоров по характеристике потока воздуха, но их можно разделить на такие типы:

Щелевые – распределение потока проходит через несколько щелей, как в решетках.
Струйные – подача воздуха происходит одной или несколькими струями большой скорости и на большие расстояния.
Перфорированные – в их поверхности устроено большое количество отверстий небольшого размера, через которые воздух поступает в помещение или удаляется из него равномерно и с небольшой скоростью.
Вихревые – щели в них расположены таким образом, чтобы воздух поступал в помещение, закручиваясь в виде воронки.
Линейные – удлиненной формы с малым количеством щелей.

Существуют и другие типы узкого применения или для определенных систем.

Вентиляционный диффузор – подбор

Любое воздухораспределительное устройство требует правильного подбора и расчета. Каждый диффузор выпускается нескольких типоразмеров. Они отличаются размером, диаметром, площадью живого поперечного сечения щелей и отверстий, шумовыми характеристиками. И все же, расчет – что это такое в применении к устройствам распределения воздуха?

Схема потолочного квадратного диффузора

Любая решетка и диффузор требует подбора, который осуществляется в таком порядке:

Определение количества воздуха, которое будет проходить через устройство.
Расчет приемлемой скорости воздушного потока.
Определение вида зависимости от того, как требуется направить воздушные потоки.
По показателю скорости проводят подбор диффузора с требуемой площадью поперечного сечения таким образом, чтобы шум не превышал нормативные значения. В среднем, скорость воздуха в решетке не должна превышать 2 м/с, а шум – 45 дБА в ночное время в жилых помещениях. В дневное – 55 дБА.

После чего в каталоге производителя подбирается изделие с нужными характеристиками.

Правильно подобранный диффузор позволяет создать комфортную и грамотную систему вентиляции любого помещения. Не стоит пренебрегать тщательным выбором этого изделия.

Как работает форкамерный дизельный двигатель

Форкамера (предкамера) представляет собой специальную полость, которая расположена в головке цилиндров ДВС. Данная полость конструктивно сообщается с основной камерой сгорания в надпоршневом пространстве посредством одного и более каналов. Предкамерный (форкамерный) двигатель может быть как бензиновым, так и дизельным.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что будет, если в дизельный автомобиль залить бензин. Из этой статьи вы узнаете о возможных последствиях такой заправки для дизельного мотора

ДВС подобного типа представляет собой конструкцию, в которой смесеобразование и наполнение цилиндров происходит следующим образом:

топливно-воздушная смесь подается в предкамеру;
далее происходит частичное воспламенение смеси;
в результате сгорания давление в форкамере нарастает;
под действием такого давления разогретые пары топлива и газы от частичного сгорания в форкамере проникают в основную камеру сгорания в надпоршневом пространстве;

Система форкамерно-факельного зажигания

Основными элементами, составляющими дизельный двигатель с форкамерой, являются:

Примечание: мы будем проходить путь вместе с топливом для того, чтобы полностью понять принцип работы форкамерного двигателя.

Канал ведёт солярку в предкамеру.
Затем проходит секция, предназначенная для переобогащённой смеси.
Клапан самой форкамеры.
Свеча зажигания выполняет свою основную роль (поджог топлива, когда форсунки его впрыскивают).
Одновременно с тем, как от искры загорелось горючее, распредел ГРМ впускает в главную камеру топливо, посредством того, что открывает клапан.
Теперь горючее на финишной прямой – в центральной камере ДВС.

Сейчас, мы надеемся, вам стало ясно, как работает форкамерный дизель и из чего состоит устройство форкамеры.

Особенности «предварительных» воздушных камер

Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними «захватить» и мелкие детали, используемые в работе.
Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Плюсы и минусы предкамерных двигателей

Упоминая о двигателях внутреннего сгорания, работающих на бензине, можно с уверенностью заявить об их неэффективности, так как устройство было несовершенным и в движении показало себя с самых худших сторон. Поэтому никто из производителей не захотел полагаться на такой выбор, и в итоге подобные конструкции сейчас не используются. Конечно, изначально люди отдавали предпочтение таким аналогам из-за экономичности в расходе топлива и, одновременно с этим, уменьшением токсичности выбрасываемых отходов. Но пользователи поменяли своё мнение, испытав агрегаты на прочность в езде

Плюсы и минусы предкамерных агрегатов

С одной стороны, изменение конструкции двигателя с внедрением форкамеры не нашли широкого применения из-за значительного усложнения конструкции двигателя.

Хотя экологичность таких двигателей была выше, да и расход топлива меньше, они имели меньший ресурс эксплуатации, чем обычные ДВС.

Для дизельного двигателя форкамера подходит лучше. Она снижаем сильную задымленность из выхлопной трубы. К тому же форкамерные дизели способны работать на некачественном дизельном топливе.

Основной минус форкамерных двигателей — это трудный запуск мотора на холодную. Если нагревать предкамеру, то такой двигатель заводится без проблем

В каких случаях требуется организация венткамер

Центральное вентиляционное оборудование, как известно, издаёт шум и вибрации при работе, а потому его не следует устанавливать в помещениях, предназначенных для постоянного пребывания людей (более 2 часов подряд). Его за подшивным потолком технических помещений или в отдельных специально предназначенных для этого помещениях (венткамерах).

Причём стандартами определено значение максимальной производительности вентиляционного оборудования, которое допускается размещать за подшивным потолком — 5000 кубометров в час (п. 7.9.3 СП 60.13330.2012). Для более мощных установок следует предусматривать венткамеры. О требованиях и устройстве этих помещений речь и пойдёт ниже.

Как очищаются большие объемы воздуха?

Итог: насколько востребованы форкамеры

Источники

https://dom-srub-banya.ru/forkamera-v-stroitelstve-chto-eto-takoe/
https://avtoskupka61.ru/forkamera-v-ventilyatsii-chto-eto-takoe/
https://dtp-avarii.ru/forkamera-v-ventiljacii-chto-jeto-takoe/
https://lkard-lk.ru/avtolyubitelyu/vidy-ventilyatsii-funktsii-harakteristiki-tseny-ventilyatsionnye-sistemy-preimuschestva-i-nedostatki
https://TopVentilyaciya.ru/ventilyaciya/elementy/forkamera.html
https://lada-avia.ru/motor/dlya-chego-nuzhna-forkamera.html
https://avtodrive16.ru/forkamera-v-ventilyatsii-chto-eto-takoe/
https://avtonomnaya-gazifikaciya.ru/dvigatel/forkamernoe-zazhiganie.html
https://ReForever.ru/vidy-dvigatelej/forkamera-pomeshchenie.html

[свернуть]

Что представляют собой инженерные расчёты вентиляции

Общие сведения

Вентиляция помещений

Основные различия в расчётах вызваны типом объекта:

Жилой одноэтажный дом. Применяется приточно-вытяжная система с естественным побуждением и простые кондиционеры.
Многоквартирный жилой дом. Аналогично с добавлением механической приточки, а также противопожарной вентиляции.
Общественное здание. Сложная приточно-вытяжная система вентилирования с механическим побуждением. Для охлаждения используются полноценные климатические установки, чиллеры, канальные кондиционеры. Также предусматривается противопожарная система дымоудаления эвакуационных коридоров, лестничных клеток и шахт лифтов. Подробнее о вентсистемах общественных зданий можно прочитать в статьях «Особенности проектирования воздухообменных систем для офисных зданий» и «Системы вентилирования торговых центров и небольших магазинов».
Промышленные здания. Мощная механическая вентиляция на приточку/вытяжку. Обогрев воздуха осуществляется за счёт: калориферов и рекуперации; вариации с системой фильтров на вход/выход; наличия форкамер для предварительной обработки и местных систем вентилирования; вытяжки от вакуумных насосов для химической, металлургической и электротехнической промышленности.

Расчет вентиляции жилых зданий

Диффузоры

В частных коттеджах монтируется естественная вентиляция. Согласно нормам, необходимый воздухообмен должен составлять 3 м³/ч на один квадратный метр площади. Количество людей при расчетах не учитывается. Воздух забирается через решётки (диффузоры), установленные в верхней части стен; венткороба проходят в полости стен или под подвесным потолком; шахта поднимается над крышей не менее, чем на 2 000 мм. Все это требуется для побуждения движения. Вентшахта закрывается оголовком, защищающим от попадания внутрь воды и мусора.

Давление принуждения в канальной вентиляции вычисляется по формуле:

Р_е = (ρ_вн – ρ_н)×h×g, где

ρ_вн– плотность воздуха внутри, кг/м³;
ρ_н— плотность воздуха снаружи, кг/м³;
h – расстояние от вытяжки до приточки по вертикали, м;
g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с².у»

Расчёт промвентиляции

Климатические показатели

Кратность воздухообмена

Распределение воздушных масс

Расчёт воздуховодов

Сечение воздуховодов

Важный этап проектирования. По воздуховодам осуществляется доставка свежего и забор старого воздуха. От выбора формы и размера сечения зависит уровень шума и скорость движение внутри канала. Основа подбора воздуховода – аэродинамический расчёт. Он позволяет подобрать воздуховод и его фасонные части, под конкретные задачи и оборудование. Важен уровень шума. Воздух не просто протекает, а ударяется о внутренние стенки, создавая завихрения, провоцируя неприятные звуки.

Кроме подбора формы и размера сечения в методику входит вычисление количества воздухораспределительных решёток и диффузоров, подбор вытяжных зонтов.

Формула количества диффузоров:

N = L / ( 2820×V×d×d ), где

L — расход воздуха, м3/час;
V — скорость, м/сек;
d — диаметр решётки, м.

Площадь вентрешеток побирается исходя из таблиц с нормативными значениями. Но не менее 1,5-2 размеров сечения воздуховода.

Таблица подбора сечения диффузора (решётки)

Расчёт фильтров

Они подбираются по стандарту EN779 ассоциации Евровент. Согласно градации есть четыре типа:

Грубая очистка. Обозначаются G1-G
Глубокая очистка F5-F9.
Улучшенная очистка h20-h24.
Сверхэффективная очистка U15-U

Формула расчёта требуемой поверхности фильтрации:

Подбор калорифера и вентилятора

Надо помнить, что минимальная температура для большей части производственных помещений равна +18⁰С.

Расчёт вентиляции местных вытяжек

В первую очередь вычисляются размеры заборного устройства:

A(B) = a(b) + 0.8×z – формула вытяжки квадратного сечения, где

A(B) – длина/ширина заборного зонта, см;
a(b) – длина/ширина области локального загрязнения, см;
z – расстояние от источника загрязнения до вытяжки, см.
D = d + 0.8z – формула вытяжки круглого сечения, где
D – диаметр зонта, см;
d – диаметр зоны загрязнения, см.

Локальный воздухообмен определяется по формуле:

L = 3600×V_з х S_з, где

V_з – скорость движения воздуха внутри локального канала;
S_з — площадь сечения заборного зонта.

Обслуживание

Пример проекта вентиляции

Компания «Мега.ру» давно работает на рынке Москвы и области, в соседних регионах. Наши специалисты выполняют проекты вентиляции любой сложности. По вопросам сотрудничества обращаться по телефонам, указанным на странице «Контакты».

Форкамера двигателя внутреннего сгорания

Система форкамерно-факельного зажигания

Наличие форкамеры означает, что рабочая камера сгорания в таком двигателе разделена на составные части: предкамеру и основную камеру. Давайте рассмотрим принцип работы системы на примере карбюраторной модели ГАЗ «Волга» с предкамерным ДВС.

В предкамеру смесь поступает по специальному каналу, который выполнен во впускном коллекторе и ГБЦ. Смесь в форкамеру подается переобогащенной, для чего в карбюраторе присутствует отдельная секция. Предкамера также имеет отдельный впускной клапан. Далее происходит поджиг указанной смеси при помощи искры от свечи зажигания. В этот момент открывается впускной клапан основной камеры сгорания, который приводится в действие распредвалом ГРМ. В основную камеру поступает топливно-воздушная смесь. Порция этой смеси обедненная.

Предкамера соединяется с основной камерой специальными сопловыми каналами, через которые в основную камеру прорывается пламя, газы и пары горючего из форкамеры. От контакта с ними обедненная смесь в основной камере также воспламеняется. Получается, форкамера представляет собой своеобразный механический «подвпрыск», отдаленно напоминая принцип двухступенчатой работы современных дизельных инжекторных форсунок.

Система форкамерно-факельного зажигания

Основными элементами, составляющими дизельный двигатель с форкамерой, являются:

Канал ведёт солярку в предкамеру.
Затем проходит секция, предназначенная для переобогащённой смеси.
Клапан самой форкамеры.
Свеча зажигания выполняет свою основную роль (поджог топлива, когда форсунки его впрыскивают).
Одновременно с тем, как от искры загорелось горючее, распредел ГРМ впускает в главную камеру топливо, посредством того, что открывает клапан.
Теперь горючее на финишной прямой — в центральной камере ДВС.

Сейчас, мы надеемся, вам стало ясно, как работает форкамерный дизель и из чего состоит устройство форкамеры.

Плюсы и минусы предкамерных двигателей

Ситуация совершенно иная, если это касается дизельных моторов, которые и являются нашим основным объектом изучения. Плюсами в движке с предкамерным двигателем выступают незначительная дымность силовой установки, не зависимо от способа езды и, что тоже весомо, такие установки не нуждаются в отборном топливе.

Вернёмся к отрицательным сторонам, куда уж без них. Непрогретый мотор плохо запускается. Из-за чего же так происходит? Суть в том, что для стабильного пуска требуется изначально хороший прогрев предкамеры, но, по причине того, что в этой системе устанавливаются электрические калильные свечи, воздух прогревается не в полной мере.

В заключении можно отметить, что принцип работы подобных двигателей имеет мало недостатков, поэтому вы можете смело отдавать ему предпочтение. Приятных поездок и не забывайте оставлять свои комментарии ниже.

Форкамера — печь

Форкамеры печей иногда засоряются мазутным коксом, поэтому их надо периодически прочищать через зажигательное отверстие специальным штырем с расклепанным лопаткой концом.

Дутьевые устройства печей кипящего слоя.

Для предотвращения спекания огарка удельный расход воздуха в форкамеру печи должен в 1 8 — 2 раза превышать его подачу в непровальную часть пода. Распределение воздуха регулируется изменением положения задвижек, устанавливаемых на воздухопроводах.

Для улучшения работы печей кипящего слоя НМУИФ ом предложено демонтировать форкамеры печей. Вместо форкаыер устанавливают загрузочные карманы с грибками особой конструкции с тан-гениальным выходом воздуха из грибков. В грибках новой конструкции происходит нь.

Огарок периодически выводится из кипящего слоя, главным образом из-под провальной решетки форкамеры печи через разгрузочное устройство 8, состоящее из секторного и дроссельного затворов и, по мере необходимости, с пода печи, через клапанные разгрузочные устройства. Огарковая пыль из котла-утилизатора, бункера циклонов и электрофильтра непрерывно выгружается также с помощью одинарных ( а лучше двойных) клапанных разгрузочных устройств 9 в закрытые скребковые конвейеры 10, выводится из печного отделения и направляется в бункера для перегрузки огарка в железнодорожные вагоны или автотранспорт.

Розжиг форсунок следует производить в такой последовательности: внести горящий факел в форкамеру печи, открыть слегка воздух и затем осторожно открыть мазут до воспламенения.

Розжиг форсунок следует производить в такой последовательности: внести горящий факел в форкамеру печи, открыть вентиль для воздуха и затем осторожно открыть вентиль для мазута до воспламенения.

Технологическая схема печного отделения с печами кипящего слоя.

Выгрузка огарка производится периодически ( в соответствии с заданной высотой кипящего слоя) через провальную решетку форкамеры печи при помощи секторного затвора. В случае необходимости огарок выгружается также и с непровального пода печи. Из бункеров котла-утилизатора, циклонов и сухих электрофильтров огарок удаляется непрерывно через клапанные затворы.

Секторный затвор.| Клапанный затвор.

Секторный затвор ( рис. V-20) выполняется из легированной стали и применяется для герметизации выгрузки огарка при температуре до 800 С обычно из провальной зоны форкамеры печи. Выгрузка огарка через затвор производится периодически, при достижении определенной величины сопротивления кипящего слоя. Клапанный грузовой затвор ( рис. V-21) предназначен для непрерывного выпуска из бункеров аппаратов печного отделения ( котла, циклонов) горячей огарковой пыли, вынесенной из печи КС.

Напорная характеристика вентилятора и сети.

Максимальная потеря напора в воздушном тракте без учета сопротивления слоя составляет примерно 300 мм вод. ст. для печей КС-100 и КС-200. В связи с тем что для печей большей производительности сопротивление решетки должно быть более высоким ( для равномерного распределения воздуха), общее сопротивление воздушного тракта возрастает до 400 — 500 мм вод. ст. Необходимо отметить, что общее сопротивление воздушного тракта в значительной степени зависит от конфигурации и диаметра участка воздухопроводов к решетке форкамеры печи.

Нефтешлам извлекается из накопителей насосным агрегатом А-1 и подается по трубопроводу на установку сжигания непосредственно в один из двух аппаратов М-1 и М — la, представляющих собой емкости, которые оборудованы перемешивающими устройствами и боковыми по. Перемешивающее устройство предназначено для усреднения состава нефтешлама, поступающего в печь на сжигание, что необходимо для упрощения регулирования топки. Из аппарата нефтешлам насосом Н-1 или Н — la подается в печь П-1 на дисковую центробежную форсунку Ф-1, установленную аксиально в форкамере печи.

Нефтешлам извлекается из накопителей насосным агрегатом А-1 и подается по трубопроводу на установку сжигания непосредственно в один из двух аппаратов М-1 и М — la, представляющих собой емкости, которые оборудованы перемешивающими устройствами и боковыми подогревателями. Перемешивающее устройство предназначено для усреднения состава нефтешлама, поступающего в печь на сжигание, что необходимо для упрощения регулирования топки. Из аппарата нефтешлам насосом Н-1 или Н — la подается в печь П-1 на дисковую центробежную форсунку Ф-1, установленную аксиально в форкамере печи.

Бесконтактная система зажигания БСЗ

Установка бесконтактного зажигания — действительно нужная вещь. Почувствуете разницу! Для Москвича выпускаются два различных бесконтактных распределителя. Отличаются датчиками: АТЭ2 с Холлом, СОАТЭ с индукцией. АТЭ2 в стоит ~1300р. В его комплект входит трамблёр, катушка, коммутатор и жгут. Ставится на привод РР147, если РР118, то нужно прикупить ещё и привод. Не забудете купить новые силиконовые высоковольтные провода.

Коммутатор прикрепляется рядом с катушкой. После установки всего этого на автомобиль не забудьте увеличить искровой промежуток свечей примерно до 0.8 мм.

Переходник под трамблер от ВАЗ-2108 для Москвича

Трамблер от Ваз-2108 можно установить помощью переходника. Такая БСЗ в течении двух лет успешно эксплуатируется на двух автомобилях: М-412(1,8л.) и М2141(2)(1,7л.).

В качестве узла, передающего вращательный момент, используется доработанный вал от старого москвичевского привода и хвостовик со штифтом от родного трамблера, вращающийся в шарикоподшипнике №6203 и двух стартерных медно-графитовых втулках, внутренний диаметр которых после запрессовки разворачивается до диаметра 13 мм.

Поскольку внутренний диаметр подшипника и диаметр вала имеют разный размер, на вал предварительно напрессовывается промежуточная втулка.

Фланец переходника фрезеруется, как видно на снимке, сверлятся отверстия и нарезается резьба под винты.

ВНИМАНИЕ! Переходник рассчитан под привод трамблера нового образца, с хомутом-обжимкой

Форкамера специфика, особенности и востребованность

Создание комфортного микроклимата и очистка воздуха в помещении – далеко не всегда является настолько простой задачей, как может показаться на первый взгляд.

Тип и размер помещения, окружающие его климатические условия, сложность используемой вентиляционной системы – соблюдаемых условий может оказаться много. Помещению в экологически чистой зоне достаточно установки современного кондиционера.

А вот промышленным постройкам и супермаркетам для нормального кондиционирования требуется наличие специального помещения – воздушной камеры, форкамеры.

Специфика очистки больших объёмов воздуха

Можно легко оценить тот факт, насколько необходимой является форкамера в вентиляции, рассмотрев, что это такое детальнее.

Приставка «фор» переводится «перед», что позволяет рассматривать форкамеру, как предварительное помещение, в котором производится вентиляционный газообмен.

Для мест с сильно загрязнённой атмосферой она становится отличным «фильтром» разделяющим внутреннюю систему вентиляции помещения и внешнюю.

Особенности «предварительных» воздушных камер

Их использование может оказаться экономически неоправданным.

Но такая вентиляция требует соблюдения нескольких условий для нормальной работы:

Хорошая звукоизоляция. Прохождение большого количества воздуха сопровождается заметным шумом.
Сбалансированная подача на рабочие точки. Скорость забора и передачи воздуха мощными кондиционерами способна создавать сильный поток, который не подходит для супермаркетов.
Контроль скорости воздуха в системе. Мощный воздушный поток, предназначенный для отведения примесей, образующихся в результате производства, способен вместе с ними «захватить» и мелкие детали, используемые в работе.
Сохранение постоянного температурного режима. При высокой скорости движения больших объёмов воздуха их температура способна серьезно влиять на микроклимат помещения.

Итог: насколько востребованы форкамеры

Схема вентиляции с форкамерой

форкамерный двигатель Форкамерно-факельное зажигание. Кто нибудь знаком с таким видом двигателя 22 ответа

форкамерный двигатель газ 3102

В разделе Сервис, Обслуживание, Тюнинг на вопрос Форкамерно-факельное зажигание. Кто нибудь знаком с таким видом двигателя? заданный автором Денис Андреев лучший ответ это Принцип форкамерно-факельного зажигания был разработан Горьковским автомобильным заводом (автор – Эварт Г. В. ) в сотрудничестве со специалистами Института химической физики АН СССР еще в 50-е годы. Авторское свидетельство на разработку было получено 18 декабря 1956 года.Толчком к созданию двигателя с форкамерно-факельным зажиганием на «ГАЗе» послужил серийный выпуск в 1972 году таких моторов японской фирмой Honda, которая смогла обойти приоритетность отечественного патента. Советский двигатель получил обозначение ГАЗ-4022.10. От своего предшественника ГАЗ-24Д он отличается новой головкой блока цилиндров с иными газовыми каналами, дополнительными маленькими впускными клапанами для форкамер, системой впуска воздуха, настроенным выпуском, увеличенным ходом клапанов, модернизированным распредвалом. Кроме того, были разработаны карбюратор К-156 оригинальной конструкции, распределитель зажигания, новая система охлаждения двигателя (как у двигателя ВАЗ-2101), а водяной насос внедрили в блок цилиндров. Впервые на этих моторах ГАЗ был применен воздушный фильтр с бумажным фильтрующим элементом.Приемочные испытания автомобиля ГАЗ-3102, на который устанавливался двигатель ГАЗ-4022.10, были проведены в 1980 году. Они показали преимущество этого автомобиля перед ГАЗ-24 по топливной экономичности и токсичности отработавших газов, особенно по показателю выброса окиси углерода. В том же году были выпущены первые 25 автомобилей с данным мотором.Затем документацию по изготовлению двигателей ГАЗ-4022.10 передали Заволжскому моторному заводу, который с 1981 года начал их серийное производство, но уже под новым названием – ЗМЗ-4022.10. Наибольшее количество этих моторов было выпущено в 1986 году – 4000 шт. Всего за 11 лет произведено около 27 тыс. автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022.10.Однако последующая эксплуатация автомобилей ГАЗ-3102 с двигателями ЗМЗ-4022.10 не подтвердила их значительной топливной экономичности. Сложность конструкции и необходимость финансовых затрат на доводку моторов обусловили прекращение их выпуска в 1992 году. На смену этим двигателям пришли модели ЗМЗ-402.10 и ЗМЗ-406.10.

ссылкаПервоисточник сейчас это уже все в прошлом

Привет! Вот подборка тем с ответами на Ваш вопрос: Форкамерно-факельное зажигание. Кто нибудь знаком с таким видом двигателя?

Ответ от CatSoupА как жеж, целая глава истории отечественного гавномобилестроения, правда на помойке они уже все…

Ответ от Johniна Волгу 3102, такие движки ставили, ЗМЗ-4022.10.

Ответ от Николайвсе дизеля на этом принципе работают правда у КАМАЗа нет таковойА у других марок почти у всех есть.Правда она перкочевала из ГБЦ в днище поршня — КрАЗ, МАЗ, ИСУДЗУ, НИССАН-ДИЗЕЛЬ, и др.на заре развития были такие дизеля которые имели калильное зажигание, чтобы запустить такой дизель нужно было раскалить докрасна шар чугунный и вставить его в спец приспособление в ГБЦ.В более поздних был кран-декомпрессор с фитилем внутри, байонетного крепления, у него была трубочка на конце, в которую вкладывался фитить, поджигался, затем раскрычивали кривым стартеров маховик и втыкали в гнездо этот кран-деромпрессок в еще более поздних дизелях эта система умерла сменившись на воспламенение от сжатия. Но камера форсгорания оставалась долгое время в ГБЦ, и тлько в 40- перекочевала в поршень..

Ответ от NIKЭто дизельные двигателя с такой конструкцией

Ответ от Ёергей СёминОно померло так и не родившись….

Ответ от Serzh .В США в 60-х уже инжекторы были, а мы в 80-х форкамеры на допотопный карбюратор приделали…

Привет! Вот еще темы с нужными ответами:

Факельное зажигание

Мы отнюдь не отрицаем того, что факельное зажигание, которое сейчас привлекает у нас столько внимания, не заслуживает к себе самого серьезного отношения

Однако мне хотелось бы подчеркнуть, что это мероприятие не должно заслонить или ослабить внимание к другим, на наш взгляд, не менее важным вопросам, что, к сожалению, наблюдается в ряде случаев.
. Воспламенение очень бедной смеси требует применения предкамер, факельного зажигания и других подобных устройств.

Воспламенение очень бедной смеси требует применения предкамер, факельного зажигания и других подобных устройств.

Двигатели, использующие газ низкого давления, с факельным зажиганием, работают по тем же принципам, что и двигатели с высоким давлением газа, но горючий газ у них смешивается с воздухом при меньшем давлении во впускном трубопроводе или в предкамере и затем поступает в цилиндр. После этого в цилиндр впрыскивается дистиллятное топливо, которое инициирует процесс сгорания. У этих двигателей несколько короче процесс газообмена, что понижает термический КПД.

Еолыпое значение в деле расширения применения га-зодизплей имеет применение факельного зажигания га-зовоздушпой смеси, осуществляемого запальным жидким топливом. Этот способ важен для работы по газожидкостному циклу двухтактных дизелей во всем диапазоне нагрузок и при параллельной работе, чего не удавалось достигнуть для двухтактных дизелей с обычным искровым зажиганием.

Двигатели, работающие на газе высокого давления, с факельным зажиганием, действуют по принципу газодизеля, когда заряд вспомогательного топлива ( обычно дистиллятного, около 5 % общего количества топлива) впрыскивается через топливный клапан непосредственно перед ВМТ и инициирует процесс сгорания. Газ воспламеняется по мере поступления в цилиндр, что обеспечивает полноту сгорания без детонации и преждевременного воспламенения. В этих двигателях около 5 — 7 % эффективной мощности затрачивается на сжатие газового заряда. При прекращении подачи газа они могут переводиться на работу на дистиллятном топливе.

Безусловно, мощным средством интенсификации зажигания бедных смесей является так называемое факельное зажигание. Работы по этому типу зажигания широко ведутся в промышленности и в научно-исследовательских институтах. Тем не менее мне не представляется целесообразным подробно останавливаться на этом вопросе.

Схема камеры сгорания Головка цилиндра ГАЗ-51Ф двигателя с факельным зажига — с факельным зажиганием. нием смеси.| Нагрузочные характеристики двигателей.

На рис. 34 показана головка одного из цилиндров двигателя ГАЗ-51Ф с факельным зажиганием, разработанного на Горьков-ском автомобильном заводе. Го-ловка цилиндров имеет предкамеры 2, которые соединены с основными камерами сгорания 6 двумя каналами А, расположенными под углом.

Только в последнее время стало возможно применение переобедненных смесей на двигателях специальной конструкции с факельным зажиганием смеси, от вспышки нормальной или экономичной смеси в запальной зоне камеры сгорания двигателя.

В нашей стране сейчас подготавливается выпуск новых грузовиков ГАЗ-52, на которых будет установлен верхнеклапанный двигатель с факельным зажиганием ( форкамерный), что позволит на 10 — 15 % снизить, расход топлива, а также значительно уменьшить загрязнение воздуха окисью углерода и повысить скорости автомобилей.

Наиболее перспективными являются двигатели с наддувом, газотурбинные, с непосредственным впрыском легкого топлива и принудительным воспламенением, с факельным зажиганием, а также роторно-поршневые и многотопливные двигатели.

Диаграммы идеальных циклов.

По смешанному: а иклу работают дизельные двигатели с воспламенением от сжатия, а также газодизельные и газовые двигатели с факельным зажиганием.

Схема работы газодизеля с факельным зажиганием.

При сжатии ( рис. 140, б) ( положения / и / /) клапаны 1 и 3 закрыты, газовоздушная смесь поступает в камеру факельного зажигания, разбавляя воздухом находящийся в ней газ.

Плазменная свеча зажигания

Рис. 1 Плазменная свеча ажигания:

1 — корпус свечи; 2 — изолятор; 3 — центральный электрод; 4 — камера под электродом; 5 — искровой разряд; 6 — плазменный факел.

Реализовать плазменный способ зажигания в двигателе внутреннего сгорания, однако, не так просто. Плазменная свеча зажигания изображена на рис. 1. Под центральным электродом в изоляторе свечи выполнена небольшая камера. При возникновении электрического разряда большой длины между центральным электродом и корпусом свечи газ в камере нагревается до очень высокой температуры и, расширяясь, выходит через отверстие в корпусе свечи в камеру сгорания. Образуется плазменный факел длиной около 6 мм, благодаря чему возникает несколько очагов пламени, способствующих воспламенению и сгоранию бедной смеси.

Форкамера

Во вращающейся форкамере угол наклона может быть достаточно мал, чтобы шихта не проваливалась в печь, и в то же время расплав не будет неподвижен в силу вращения камеры.

В циклонной форкамере достигнуты удовлетворительные результаты безфорсуночного сжигания топлива. Однако тяжелые условия работы кладки циклона ( разрушение пережимов у выхода из циклона) пока что лимитируют широкое применение безфорсуночного циклонного сжигания мазутов для котельных установок.

В форкамере аэродинамической трубы находится воздух [ k cp / tv: 1 4; R 287 Дж / ( кг — К) ] при температуре Т0 293 К.

Над форкамерой и средней частью печи свод прямой, а к концу печи — понурый. Свод служит около 6 месяцев.

В форкамерах дизелей, куда практически не попадает масло, в реактивных двигателях, когда сжигается топливо без примесей масла, на стенках камер откладывается нагар чисто топливного происхождения В тех же машинах и механизмах, где совершенно нет сгорания топлива, как например, в компрессорах, наблюдается образование нагара чисто масляного происхождения. В карбюраторных двигателях, а также в дизелях, в основной камере сгорания, нагар образуется одновременно и из топлива, и из масла.

ПРЕДКАМЕРА, форкамера, аванкамера — полость в головке цилиндра двигателя внутр.

Горелка с огнеупорными перегородками в туннеле производительностью 3 000 м. ч доменного газа конструкции ВНИИМТ.

Нижняя часть форкамеры выкладывается в виде прямоугольного раструба с промазкой углов. Верхняя часть форкамеры состоит из ряда полуколец и арок, внутренние поверхности которых подтесаны по опалубке.

Сирена дискретного действия. / — форкамера. 2 — диск. 3 — рупор. 4 — электродвигатель. 5 — тиристорный привод электродвигателя. 6 — датчик обратной связи. 7 — задвижка. 8 — дроссель. 9 — ресивер.

Геометрические размеры форкамеры должны быть такими, чтобы заключенный в ней объем воздуха не создавал резонанса на низшей собственной частоте. Для уменьшения пульсаций давления, которые могут возбуждаться рабочим колесом в форкамере, внутренние поверхности ее облицовывают звукопоглощающим материалом.

В центре форкамеры установлена мазутная форсунка, применяемая в случае перерыва в подаче газа. Давление газа перед горелками поддерживается до 0 5 ати.

Изменяя размеры форкамеры и производительность машины, регулируют время пребывания угля под давлением. Изотермическое выдерживание нагретого угля в условиях немедленного наложения давления в форкамере непрерывного действия обеспечивает протекание термохимических процессов разложения угля в наиболее благоприятном направлении — происходит сохранение и накапливание смолистых веществ в жидком состоянии и хорошая пластификация слабоспекающихся углей.

При осмотре форкамеры, снятой с двигателя после работы с испарительным охлаждением, установлена чешуйчатая структура нагара; на отдельных поверхностях форкамеры и контрольном участке съемной вставки нагара вообще не было, а имевшиеся слои нагара легко удалялись.

Повторным взвешиванием форкамеры и ее вставки с контрольным участком установлено уменьшение массы этих деталей на 51 мг по сравнению с массой, полученной перед проведением эксперимента.

Увеличивать длину форкамеры L свыше 3 5Яф нецелесообразно, так как это не дает существенного снижения расхода газа.

Система вентиляции тяговых двигателей локомотива

Полезная модель направлена на упрощение конструкции, снижение материалоемкости, обеспечение минимального аэродинамического сопротивления, повышение надежности и эффективности работы системы вентиляции тяговых двигателей локомотива. Указанный технический результат достигается тем, что система вентиляции тяговых двигателей локомотива, содержащая для каждой тележки локомотива форкамеру, представляющая собой пространственно-каркасную конструкцию, обшитую листом и расположенную в объеме съемной секции крыши локомотива, в боковых стенках которой выполнены воздухозаборные жалюзи, а в днище цилиндрический патрубок с коническим входом для соединения с мотор-вентилятором, фильтры очистки воздуха, устройство вентиляции машинного отделения и мотор-вентилятор, размещенный в кузове на основании, каналы раздельной подачи воздуха на каждый двигатель тележки, систему удаления осаждений из очищаемого воздуха, форкамера выполнена с механическими центробежными отделителями, выполняющими функцию жалюзи, очиски и удаления осаждений из воздуха, и оснащена лотками для сбора и удаления вторичных осаждений, днище форкамеры выполнено крышеобразным с наклоном от середины к боковым стенкам форкамеры и закреплено к каркасу форкамеры снизу, причем в нижних продольных балках и боковых стойках каркаса форкамеры выполнены отверстия, прилегающие к днищу, а к продольным боковым балкам каркаса закреплены съемные щитки с отверстиями вдоль нижней кромки, соприкасающейся с днищем, а конический вход цилиндрического патрубка выполнен выступающим над днищем внутрь форкамеры, в боковых стенках форкамеры выполнены отверстия, закрытые поварачивающимися клапанами, при этом вентиляция машинного отделения производится отдельным вентилятором.

Полезная модель относится к транспортному машиностроению, в частности, к системам принудительной вентиляции тяговых электродвигателей грузовых магистральных электровозов и служит для охлаждения двигателей.

Известна система вентиляции электровоза ЧС7 (см. Карасев И.И. Ратомский Л.П. «Машинисту об электровозе ЧС7», г.Москва, «Транспорт», 1994, с 17). Известная система предназначена для принудительного охлаждения тяговых электродвигателей. Тяговые двигатели каждой тележки охлаждаются одним вентилятором. Воздух поступает из зоны форкамер через всасывающие жалюзи, которые находятся на крыше электровоза, и по распределительному каналу проходит в два тяговых двигателя. Жалюзи предназначены для защиты от попадания крупных частиц и предметов в систему вентиляции. Дополнительная защита от всасывания загрязненного воздуха осуществляется при помощи тканевых фильтров. Системы вентиляции в обеих секциях электровоза идентичны.

Недостатками данной системы является недостаточная надежность и эффективность системы очистки воздуха, поступающего в тяговые двигатели электровоза. Это объясняется тем, что любая ткань, используемая в фильтрах электровозов в зимний период, создает при всасывании воздуха большое аэродинамическое сопротивление, что снижает эффективность работы всей системы. Кроме того, в силу своей низкой механической прочности, тканевые фильтры часто рвутся и требуют замены.

В летний период тканевые фильтры убираются, а жалюзи не справляются с функцией очистки воздуха от капельной влаги и пыли, в результате чего качество воздуха, подаваемого на тяговые электродвигатели и внутрь кузова, значительно ухудшается.

Наиболее близкой по технической сущности к заявленной полезной модели является система вентиляции тяговых двигателей электровоза 2ЭС6 (патент на полезную модель 79273 от 01.08.2008).

Известная система предназначена для принудительной вентиляции тяговых двигателей. Тяговые двигатели каждой тележки охлаждаются одним мотор-вентилятором. Воздух засасывается через расположенные с двух сторон корпуса форкамеры жалюзи. На этом этапе отсекается часть капельной атмосферной влаги и крупные механические частицы. Далее воздух проходит через мультициклонный фильтр, воздух закручивается и под действием центробежных сил, частицы пыли и влаги, а также снежинки, выбрасываются через щелевые проточки и удаляются из мультициклонного фильтра вместе с десятью процентами основного потока воздуха с помощью мотор-вентилятора отсоса пыли по системе дополнительных воздуховодов под кузов, а очищенный воздух поступает в форкамеру. Из форкамеры воздух засасывается мотор-вентилятором вентиляции тяговых элетродвигателей и подается в основание для установки мотор-вентилятора, где разделяется на три потока. Два потока направляются по разделительным каналам к тяговым двигателям одной тележки. Третий поток поступает в кузов через окно в основании для установки мотор-вентилятора вентиляции тяговых электродвигателей для создания избыточного давления в кузове. Регулирование подачи воздух в кузов ручное путем установки специальной заслонки в необходимое положение. Для установки мультициклонных фильтров в конструкции форкамер выполнены специальные перегородки. Системы вентиляции в обеих секциях электровоза идентичны. Для вентиляции тяговых электродвигателей двухсекционного электровоза 2ЭС6 мощностью 6000 кВт применяются четыре мотор-вентилятора мощностью по 22 кВт и четыре мотор-вентилятора отсоса пыли мощностью по 1,5 кВт.

Недостатками данной системы являются, во-первых, большое аэродинамическое сопротивления, создаваемое мультициклонными фильтрами, что требует повышенной мощности мотор-вентилятора вентиляции тяговых двигателей.

Во-вторых, сложность конструкции и материалоемкость конструкции. Система очистки с применением мультициклонных фильтров требует установку на каждую форкамеру дополнительно мотор-вентилятора удаления пыли и влаги, а также систему дополнительных воздуховодов для удаления пыли, снежинок и капельной влаги из забираемого воздуха. Для установки мультициклонных фильтров требуется сформировать в каждой форкамере по две перегородки, которые должны соответствовать требованиям по жесткости и плоскостности с целью обеспечения герметичности стыка между мультициклонными фильтрами и перегородкой.

В-третьих, пониженная надежность и эффективность системы очистки воздуха. Данные недостатки связанны сложностью конструкции и влиянием на качество очистки охлаждающего воздуха скорости прохождения через мультициклонные фильтры, на которую оказывают влияние подача воздуха из основания для установки мотор-вентилятора вентиляции тяговых двигателей в кузов электровоза для создания избыточного давления, что не позволяет использовать оптимальный режим работы мотор-вентилятора охлаждения тяговых двигателей. Подача воздуха в кузов носит сезонный характер и регулируется заслонкой в ручную. Таким образом, в зависимости от времени года меняется аэродинамическая характеристика системы охлаждения тяговых двигателей, что не позволяет оптимизировать работу системы вентиляции тяговых двигателей.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модель, является упрощение конструкции, снижение материалоемкости, обеспечение минимального аэродинамического сопротивления, повышение надежности и эффективности работы системы вентиляции тяговых двигателей электровоза. Обеспечение минимального аэродинамического сопротивления и стабильности аэродинамической характеристики позволяет оптимизировать работу системы вентиляции тяговых двигателей, что позволяет достигнуть максимального КПД применяемого вентилятора.

Указанный технический результат достигается тем, что в системе вентиляции тяговых двигателей локомотива, содержащей для каждой тележки локомотива форкамеру, представляющей собой пространственно-каркасную конструкцию, обшитую листом и расположенную в объеме съемной секции крыши локомотива, в боковых стенках которой выполнены воздухозаборные жалюзи, а в днище цилиндрический соединительный патрубок с коническим входом для соединения с мотор-вентилятором вентиляции тяговых двигателей, фильтры очистки воздуха, устройство вентиляции машинного отделения и мотор-вентилятор вентиляции тяговых двигателей, размещенный в кузове на основании, каналы раздельной подачи воздуха на каждый двигатель тележки, систему удаления осаждений из очищаемого воздуха, новым является то, что форкамера выполнена с механическими центробежными отделителями, выполняющими функцию жалюзи, очиски и удаления осаждений из воздуха, и оснащенна лотками для сбора и удаления вторичных осаждений, днище форкамеры выполнено крышеобразным с наклоном от середины к боковым стенкам форкамеры и закреплено к каркасу форкамеры снизу, причем в нижних продольных балках и боковых стойках каркаса форкамеры выполнены отверстия, прилегающие к днищу, а к продольным боковым балкам каркаса закреплены щитки с отверстиями вдоль нижней кромки, соприкасающейся с днищем, а конический вход цилиндрического соединительного патрубка выполнен выступающим над днищем внутрь форкамеры, в боковых стенках форкамеры выполнены отверстия, закрытые клапанами, при этом вентиляция машинного отделения производится отдельным вентилятором.

Предлагаемая система вентиляции тяговых двигателей локомотива представлена на чертежах, где:

На фиг.1 изображена система вентиляции тяговых двигателей локомотива, общий вид;

На фиг.2 изображено сечение А-А;

На фиг.3 изображено сечение Б-Б;

На фиг.4 изображено сечение В-В;

На фиг.5 изображено сечение Г-Г.

В связи с тем, что вид (фиг.1, 2, 3, 4, 5) заявленной полезной модели, плохо читается при вертикальном расположении длинных сторон листа, целесообразно было расположить лист горизонтально, что позволило существенно укрупнить чертеж.

Система вентиляции тяговых двигателей локомотива (фиг.1-фиг.5) содержит форкамеры 1.1 и 1.2, содержащие каркасы 2.1 и 2.2, днища 3.1 и 3.2, боковые стенки 4.1 и 4.2 с отверстиями 5.1 и 5.2, патрубки с коническим входом 6.1 и 6.2 соответственно, мотор-вентиляторы 7.1 и 7.2, механические центробежные отделители осаждений 8.1 и 8.2, лотки для сбора и удаления вторичных осаждений 9.1 и 9.2, клапаны 10.1 и 10.2 с осями 11.1 и 11.2 соответственно, съемные щитки 12.1 и 12.2 с системой отверстий 13.1 и 13.2, основания 14.1 и 14.2, каналы раздельной подачи воздуха 15.1 и 15.2, вентилятор вентиляции машинного отделения 16. В свою очередь, каркасы 2.1 и 2.2 содержат в своем составе набор нижних продольных балок 17.1 и 17.2 с отверстиями 18.1 и 18.2 соответственно, продольные боковые балки 19.1 и 19.2, и боковые стойки 20.1 и 20.2 с отверстиями 21.1 и 21.2 соответственно.

Заявленную полезную модель осуществляют следующим образом: для первой тележки формируют форкамеру 1.1 с пространственным каркасом 2.1, включающим в себя в том числе набор нижних продольных балок 17.1, боковые продольные балки 19.1 и боковые стойки 20.1. При этом в нижних продольных балках набора 17.1 выполняют отверстия 18.1. Каркас 2.1 закрывают листовой обшивкой, включающей в себя днище 3.1 и боковые стенки 4.1. Продольные балки набора 17.1 устанавливают отверстиями 18.1 к днищу 3.1. Днище 3.1 устанавливают снизу под набором нижних продольных балок 17.1. Днище 3.1 выполняют крышеобразным с наклоном от середины к боковым стенкам 4.1 форкамеры 1.1. В днище 3.1 выполняют цилиндрический соединительный патрубок с коническим входом 6.1, при этом коническая часть патрубка выступает над днищем 3.1 внутрь форкамеры 1.1. В боковых стенках 4.1 выполняют отверстия 5.1. В форкамере 1.1 с обеих сторон с помощью осей 11.1 устанавливают клапаны 10.1 с возможностью поворота вокруг осей 11.1, которые под силой тяжести закрывают отверстия 5.1 в боковых стенках 4.1. В форкамере 1.1 устанавливают в наклонных листах обшивки форкамеры механические центробежные отделители осаждений 8.1, лотки для сбора и удаления осаждений 9.1. На основание 14.1 устанавливают мотор-вентилятор 7.1 охлаждения тяговых двигателей первой тележки локомотива. Мотор-вентилятор 7.1 соединяют с патрубком 6.1. К основанию 14.1 присоединяют канал раздельной подачи воздуха 15.1. Далее устанавливается вентилятор 16 вентиляции кузова. Аналогичные действия осуществляют для второй тележки локомотива.

В связи с тем, что вентиляция тяговых двигателей первой и второй тележки локомотива идентичны, работа системы вентиляции тяговых двигателей локомотива приводится на примере вентиляции тяговых двигателей первой тележки. Воздух, засасываемый мотор-вентилятором 7.1 системы вентиляции тяговых двигателей, попадает в механические центробежные отделители осаждений 8.1, из ускоренного потока воздуха под действием инерционных сил частицы загрязнений отводятся от основного потока воздуха и осаждаются под действием гравитации. Отделенные частицы собираются в поддоне механического центробежного отделителя, препятствующем всасыванию вторичного воздуха, и выбрасываются наружу через отверстия для отделения осаждений. Механический центробежный отделитель при этом выполняет функции жалюзи, фильтра очистки воздуха и системы удаления осаждений из воздуха. После прохождения через механический центробежный отделитель в воздухе может остаться незначительное количество частиц пыли, влаги и снега. После прохождения через механический центробежный отделитель воздух попадает в форкамеру 1.1 и из-за расширения резко снижается скорость воздушного потока, при этом большая часть оставшихся частиц пыли, влаги и снега осаждается на лотки для сбора и удаления осаждений 9.1 и удаляются через отверстия для удаления в механических центробежных отделителях. Оставшаяся часть частиц пыли, влаги и снега осаждается на днище 3.1 форкамеры 1.1 и под действием гравитации и вибрации скатываются по крышеобразному днищу 3.1 через отверстия 18.1 в наборе нижних продольных балок 17.1 и через систему отверстий 13.1 в съемных щитках 12.1 к боковым стенкам 4.1. Вторичному всасыванию осаждений с днища 3.1 препятствуют набор нижних продольных балок 17.1, выступание конического входа цилиндрического соединительного патрубка 6.1 над днищем 3.1 внутрь форкамеры 1.1, и съемные щитки 12.1. Для беспрепятственного перемещения осаждения вдоль боковых стенок в стойках 20.1 каркаса 2.1 выполнены отверстия 21.1. Накопившиеся между боковыми стенками 4.1 и щитками 12.1 осаждения под действием вибраций, инерционных сил или при нахождении локомотива на уклоне перемещаются к клапанам 10.1. Клапаны 10.1 установлены в форкамере 1.1 на осях 11.1 с возможностью незначительного поворота вокруг вышеуказанной оси с целью удаления осаждений из форкамеры 1.1. Кратковременное открывание клапана 10.1 происходит под воздействием вибраций и инерционных сил от непогашенного ускорения, возникающего при прохождении локомотива в кривых участках железнодорожного пути. Воздух через присоединительный патрубок 6.1 из форкамеры 1.1 далее посредством мотор-вентилятора 7.1 подается через полости основания 14.1 в канал раздельной подачи 15.1 и происходит вентиляция тяговых двигателей первой тележки. Наддув кузова производится вентилятором 16.

1. Система вентиляции тяговых двигателей локомотива, содержащая для каждой тележки локомотива форкамеру, представляющую собой пространственно-каркасную конструкцию, обшитую листом и расположенную в объеме съемной секции крыши локомотива, в боковых стенках которой выполнены воздухозаборные жалюзи, а в днище — цилиндрический патрубок с коническим входом для соединения с мотор-вентилятором, фильтры очистки воздуха, устройство вентиляции машинного отделения и мотор-вентилятор, размещенный в кузове на основании, каналы раздельной подачи воздуха на каждый двигатель тележки, систему удаления осаждений из очищаемого воздуха, отличающаяся тем, что форкамера выполнена с механическими центробежными отделителями, выполняющими функцию жалюзи, очиски и удаления осаждений из воздуха, и оснащена лотками для сбора и удаления вторичных осаждений, днище форкамеры выполнено крышеобразным с наклоном от середины к боковым стенкам форкамеры и закреплено к каркасу форкамеры снизу, причем в нижних продольных балках и боковых стойках каркаса форкамеры выполнены отверстия, прилегающие к днищу, а к продольным боковым балкам каркаса закреплены щитки с отверстиями вдоль нижней кромки, соприкасающейся с днищем, а конический вход цилиндрического патрубка выполнен выступающим над днищем внутрь форкамеры, в боковых стенках форкамеры выполнены отверстия, закрытые клапанами, при этом вентиляция машинного отделения производится отдельным вентилятором.

2. Система вентиляции тяговых двигателей локомотива по п.1, отличающаяся тем, что клапаны выполнены поворачивающимися.

3. Система вентиляции тяговых двигателей локомотива по п.1, отличающаяся тем, что щитки выполнены съемными.

4. Система вентиляции тяговых двигателей локомотива по п.1, отличающаяся тем, что механический центробежный отделитель осаждений выполнен с электрообогревом.

5. Система вентиляции тяговых двигателей локомотива по п.1, отличающаяся тем, что механические центробежные отделители осаждений выполнены с лотками для сбора и удаления вторичных осаждений из воздуха.

Экспериментальных исследований воспламенителя турбулентной струи, работающего на жидком пропане, в машине быстрого сжатия на JSTOR

Абстрактный

РЕЗЮМЕ Бережливое сгорание — это многообещающая технология сгорания, которая может повысить эффективность двигателя при одновременном снижении выбросов. Одна из причин, по которой обедненное сжигание не было более широко реализовано, заключается в том, что по мере увеличения воздушно-топливного отношения скорость распространения пламени замедляется, а горение становится нестабильным.Турбулентное струйное зажигание представляет собой концепцию улучшения воспламенения в предкамерной камере, которая способствует сверхбедному сгоранию за счет использования струи горячего сгорания в качестве распределенного источника воспламенения. Проникновение струи позволяет сократить расстояние распространения пламени, что снижает общую продолжительность горения и улучшает стабильность. При использовании богатой смеси в форкамере смесь форкамеры легко воспламеняется, а перенос химически активных радикалов и несгоревшего топлива в заряд главной камеры улучшает качество воспламенения.В этой статье проводится серия экспериментов на оптически доступной машине быстрого сжатия, чтобы продемонстрировать расширение обедненного предела из-за процесса струйного зажигания с дополнительным впрыском жидкого пропана в форкамеру. Горение характеризуется анализом следов давления и оптических данных, полученных в каждом испытании. С помощью датчика давления в форкамеру также исследуется взаимодействие потока между главной камерой и форкамерой для различных условий. Визуализация горения с помощью высокоскоростной цветной камеры дает более полное представление о процессе турбулентного горения струи и позволяет сравнивать различные конфигурации испытаний.

Информация о журнале

Международный журнал двигателей внутреннего сгорания SAE — это научный рецензируемый исследовательский журнал, посвященный науке и технике по двигателям внутреннего сгорания. Журнал освещает инновационные и архивные технические отчеты по всем аспектам разработки двигателей внутреннего сгорания, включая исследования, проектирование, анализ, контроль и выбросы. Стремясь стать всемирно признанным исчерпывающим источником для исследователей и инженеров в области исследований и разработок двигателей, журнал публикует только те технические отчеты, которые считаются имеющими значительное и долгосрочное влияние на разработку и конструкцию двигателей.

Информация об издателе

SAE International — это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International — обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, включая A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Двигатели на природном газе

Hannu Jääskeläinen

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Двигатели, работающие на природном газе, могут варьироваться от небольших двигателей малой мощности до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. Доминирующим циклом двигателя может быть Отто или Дизель, с использованием нескольких различных методов приготовления смеси и зажигания. Большинство коммерческих и разрабатываемых двигателей, работающих на природном газе, можно разделить на четыре типа технологий: (1) двигатели со стехиометрическим циклом Отто; (2) сжигание обедненной смеси, двигатели с циклом Отто; (3) двухтопливные двигатели со смешанным циклом (комбинация Отто и Дизеля) и (4) дизельные двигатели, работающие на природном газе.Эти технологии демонстрируют различия в тепловом КПД, производительности и требованиях к последующей обработке.

Введение

Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными регулирующими мерами, связанными с выбросами, продолжает вызывать значительный интерес к природному газу как альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей отреагировали на это поставкой новых, специально созданных двигателей, работающих на природном газе, в размерах от небольших легких двигателей мощностью в несколько кВт до низкооборотных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт.В 2019 году WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем с циклом Отто с мощностью 63 840 кВт [4829] . Производители оригинального оборудования и поставщики послепродажного обслуживания также предоставляют комплекты для переоборудования, позволяющие переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.

Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, включая: подготовка смеси (предварительно смешанная или не предварительно смешанная), зажигание (искровое зажигание или пилотный дизель) и преобладающий цикл двигателя (отто или дизель).Одна общая категоризация: Рис. 1 [4247] :

Предварительная смесь, искровое зажигание, только природный газ
Предварительно смешанный заряд, пилотное зажигание дизеля, комбинированное топливо — природный газ / дизельное топливо
Прямой впрыск природного газа под высоким давлением, пилотное зажигание дизельного топлива, комбинированное топливо природный газ / дизельное топливо

Рисунок 1 . Три категории двигателей, работающих на природном газе

(Источник: Wärtsilä)

Приведенная выше группа адекватно охватывает коммерческие двигатели размером примерно до 2.5 л / цилиндр, когда также рассматриваются более крупные двигатели, возникает ряд проблем при представлении общих концепций между некоторыми из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, с воспламенением от небольшого (<~ 5% топливной энергии) дизельного микропилотного двигателя имеют больше общего с двигателями SI, работающими на обедненной смеси, чем с двухтопливными двигателями, использующими гораздо более крупный пилотный дизельный двигатель (> ~ 15 % топливной энергии). Он также не охватывает некоторые концепции, находящиеся на стадии разработки. Следующая категоризация является более общей и отражает общие концепции различных подходов:

Стехиометрические двигатели по циклу Отто
Бедное сжигание, двигатели с циклом Отто
Двухтопливные двигатели со смешанным циклом (комбинация Отто и Дизеля)
Дизельные двигатели, работающие на природном газе

В двигателях со стехиометрическим циклом Отто используется предварительно смешанная «почти стехиометрическая» воздушно-топливная смесь, и они воспламеняются свечой зажигания.Важной мотивацией для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопе. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC с природным газом просто богата стехиометрией, и двигатели, работающие на природном газе, работающие на «стехиометрической» топливовоздушной смеси, обычно калибруются для работы на слегка обогащенной смеси.Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели, работающие на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями «богатого горения».

В двигателях с циклом Отто с обедненным сжиганием используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот — два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также нашли ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающего на обедненной смеси, является их высокий термический КПД тормозов (BTE), который во многих случаях может достигать 50%.Если на двигателях, работающих на обедненной смеси, требуется дополнительная обработка, для контроля NOx можно использовать СКВ мочевины. Катализаторы окисления метана требуют высокой температуры выхлопных газов, чтобы быть эффективными, и полезны только в некоторых стационарных применениях.

В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая значительным пилотным двигателем дизельного топлива, что составляет более ~ 15% от общей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели со смешанным циклом, потому что пилотный дизельный двигатель вносит значительный вклад в общее тепловыделение при сгорании предварительно смешанной смеси природного газа и воздуха.Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко преобразованы для использования природного газа — популярное соображение, когда разница в ценах на дизельное топливо и природный газ составляет большой.

В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ предварительно не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается прямо в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе.Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник воспламенения. Основным средством зажигания струй природного газа является зажигание небольшого дизельного двигателя непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском высокого давления (HPDI) или газодизелем. Также исследуются возможности зажигания через свечу накаливания или свечу зажигания с форкамерой. Важным преимуществом этого подхода является то, что достижима более высокая удельная мощность и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.

В таблице 1 суммированы эти подходы с более подробной информацией, представленной ниже. Доступны и другие сводные данные, аналогичные таблице 1, но в основном они сосредоточены только на тяжелых условиях эксплуатации [3568] [4323] .

**Таблица 1**
Сравнение различных систем сгорания для двигателей, работающих на природном газе
		Стехиометрический цикл Отто	Цикл отто сжигания обедненной смеси	Двухтопливный смешанный цикл	Дизельный цикл
Состояние воздушно-топливной смеси		Предварительно смешанное			Без предварительного смешивания
Общий AFR		Стехиометрический	обедненный
Доминирующий цикл двигателя		Отто		Отто / Дизель	Дизель
Технология	Варианты зажигания		Свеча зажигания, открытая камера Свеча зажигания предкамеры (пассивная или активная) Дизельный микропилот с открытой камерой Дизельный микропилот, форкамера Свеча накаливания, предварительная камера (ограниченное применение)	Пилотный дизель, открытая камера	Пилотный дизель, открытая камера Свеча накаливания, открытая камера (опытная) Свеча зажигания форкамеры (опытная)
	Контроль выбросов при выходе из двигателя	NOx: EGR, угол опережения зажигания CH ₄: объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, закрытая вентиляция картера (CCV) ПМ: расход масла	NOx: AFR, угол опережения зажигания CH ₄: объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании ПМ: расход масла	NOx: AFR, пилотное дизельное топливо, шт., угол опережения зажигания CH ₄: объемы щелей камеры сгорания, продувочный поток, CCV, объемные потери при сгорании ПМ: пилотное кол-во дизеля, расход масла	NOx: EGR, момент впрыска PM: аналог дизельного
	Опции системы дополнительной обработки (ATS)	TWC для NOx, CH ₄, CO PM: ATS не требуется до 2010 США и Euro VI-D	NOx: мочевина SCR CH ₄: MOC в ограниченных приложениях	NOx: мочевина SCR CH ₄: MOC в ограниченных приложениях	NOx: мочевина SCR CH ₄: обычно не требуется PM: DPF (активная регенерация требует DOC + дизельное топливо)
Основные области применения		Легкие, средние и тяжелые условия Стационарный <~ 1 МВт		Модернизация железнодорожного и крупногабаритного внедорожника, дизельное топливо	Тяжелые, стационарные и морские
КПД, BTE, без WHR		<40%, коммерческие двигатели; ~ 45% потенциал заушных слуховых аппаратов			Для тяжелых условий эксплуатации: <46%; Потенциал КПД аналогичен дизелю, ~ 50% Морские низкоскоростные двигатели: <48%, коммерческие двигатели
Преимущества		100% замена дизельного топлива Низкие выбросы NOx и CH ₄ Простой пассивный АВР Работает с КПГ или СПГ	Высокая эффективность Можно избежать использования свечей зажигания Возможна работа только на дизельном топливе (только на двух видах топлива) Работает с КПГ или СПГ 100% дизельная подстанция (кроме дизельной микропилотной) Замена дизельного топлива до> 99% с помощью дизельного микропилота	Высокая эффективность Нет свечей зажигания Возможна работа только на дизельном топливе Возможна модернизация существующих дизельных двигателей Работает с КПГ или СПГ	Высокая удельная мощность Ударопрочный Высокая эффективность Можно избежать использования свечей зажигания Замена дизельного топлива до 95% Низкий CH ₄ Выбросы Устойчив к изменениям в составе топливного газа
Проблемы		Срок службы свечи зажигания Более низкая удельная мощность по сравнению с дизельным Низкий КПД по сравнению с дизелем Работа при высоких нагрузках может быть ограничена детонацией	Срок службы свечи зажигания (только при искровом зажигании) Несгоревшие CH ₄ Выбросы Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией	Замена дизельного топлива ограничена ~ 50-85% Пропуски воспламенения при малой нагрузке с NG Несгоревшие CH ₄ Выбросы Работа при высоких нагрузках на NG может быть ограничена детонацией	Работа только на дизельном топливе невозможна СПГ только для мобильных приложений.Для КПГ требуется компрессор большой мощности с большой занимаемой площадью Высокая стоимость и сложность PM и NOx требуют полного дизельного двигателя ATS (для тяжелых условий эксплуатации)

###

Гиперкапническая респираторная реакция у людей до, во время и после 23 дней воздействия низкого уровня CO2

Изменения вентиляции и реакции хеморецепторов на СО2 в течение 23 дней при вдыхании 1,2% СО2 были изучены у четырех мужчин.Вентиляция в состоянии покоя (VE), дыхательный объем (VT), частота дыхания (fR), O2 и CO2 на вдохе и в конце выдоха, а также гиперкапнический респираторный ответ (HCVR), измеренные путем повторного дыхания CO2, измерялись один раз перед входом в камеру, на 2, 5 дни. , 11 и 22 воздействия СО2 и через день. VE в состоянии покоя немного увеличился (5%) на 2-й день воздействия и значительно увеличился (22%) к 5-му дню, после чего последовало постепенное снижение до предкамерных уровней к 22-му дню и в первый день восстановления. Дыхательный объем и fR статистически не различались.Во время воздействия PetCO2 было значительно повышено, причем на 2-й день наблюдалось наибольшее увеличение (19,6%). PetCO2 вернулся в норму в течение 24 часов после воздействия. HCVR характеризовался наклоном (SHCVR), отсечкой при нулевой вентиляции (B) и вентиляцией при PCO2 = 60 мм рт. Ст. (VE60). SHCVR снизился (14%) на 2-й день, но не был значимым; SHCVR в другие дни воздействия также не отличался. SHCVR в первый день восстановления значительно увеличился (37%). HCVR B был сдвинут вправо на 2-е на 5-е сутки.2 мм рт. Ст., Затем постепенно возвращается в положение до экспонирования. После выздоровления B значительно сдвинулся на 6,9 мм рт. восстановление. На ранней стадии и через день после воздействия HCVR был сдвинут вправо. Через день после воздействия чувствительность хеморецепторов к повышенному уровню CO2 увеличилась, но B был смещен вправо, что привело к снижению HCVR ниже PCO2 на 60 мм рт. Ст. И увеличению HCVR выше 60 мм рт.

Использование форкамер с двухтопливными двигателями

Стремятся эксплуатировать двигатели, работающие на природном газе, с более бедным соотношением воздух / топливо для достижения более высокой удельной мощности, улучшенного теплового КПД и низкого уровня выбросов оксидов азота (NOx). По мере того, как смеси становятся беднее, нагрузка на системы зажигания возрастает. Форкамерная технология свечей зажигания — эффективный способ обеспечить надежное зажигание даже при однородных обедненных смесях в главном цилиндре.Надежное сгорание в заглушке форкамеры создает необходимое давление для запуска турбулентного струйного горения в основной камере сгорания. Однако такие системы имеют ограничения, при превышении которых соотношение воздух / топливо слишком бедное, чтобы обеспечить надежное сгорание в форкамере, а следовательно, и в основной камере. Чтобы преодолеть это ограничение, ряд производителей изготовили (и используют) форкамеры с подачей топлива (топливные FPC, также известные как продувочные или обогащенные форкамеры), в которых более высокое соотношение воздух / топливо создается внутри форкамеры за счет точной подачи небольшое количество топлива в форкамеру.Как правило, топливный FPC имеет значительно больший объем и, следовательно, может выдавать гораздо больше мощных струй, чем форкамерная свеча зажигания. Эта более богатая смесь в форкамере создает надежное воспламенение и сгорание, что, в свою очередь, приводит к быстрому повышению давления, которое направляет турбулентные струи в основную камеру.

Однако топливные FPC в двигателях внутреннего сгорания обычно производят значительную часть общего выхода NOx двигателя. Это связано с сочетанием времени, температуры и присутствия азота в воздухе, используемом для сжигания топлива в форкамере.С другой стороны, надежное зажигание очень бедных смесей в главном цилиндре было бы очень трудным без этих высокоэнергетических струй, выбрасываемых из форкамеры. Проблема заключается в достижении надежного горения в форкамере без значительного образования NOx.

Двухтопливный двигатель — это двигатель, сконфигурированный для работы на двух разных типах топлива. Например, двухтопливный двигатель может работать как на природном газе, так и на дизельном топливе. Двухтопливный двигатель может работать на одном топливе в качестве основного или на смеси двух видов топлива.Однако у двухтопливных двигателей могут быть проблемы, ограничивающие эффективность. Например, двигатели, работающие с искровым зажиганием на природном газе, не работают при тех же степенях сжатия, что и дизельные двигатели, в первую очередь из-за проблемы детонации. Эти двигатели имеют более низкую степень сжатия, чем дизельные двигатели, для предотвращения детонации. Таким образом, двухтопливный двигатель, имеющий более низкую степень сжатия для работы на природном газе, будет иметь пониженную эффективность во время работы на дизельном топливе.

РИС. 1А — схематическая диаграмма примерной системы двигателя.

РИС. 1B — схематическая подробная диаграмма форкамеры с питанием от кислорода и топлива со свечой зажигания.

РИС. 2 — график давления паров кислорода и азота при низких температурах.

РИС. 3A — схематическая подробная диаграмма форкамеры на жидком топливе и кислороде со свечой накаливания.

РИС. 3B — схематическая подробная диаграмма форкамеры, работающей на кислороде, топливном газе и жидком топливе.

Одинаковые ссылочные позиции на различных чертежах обозначают одинаковые элементы.

РИС. 1A изображен примерный двигатель , 102, с системой двигателя , 100, . Примерная система двигателя , 100, включает в себя систему, которая подает кислород в двигатель , 102, . Примерный двигатель , 102, представляет собой поршневой двигатель с возвратно-поступательным движением, в котором в качестве топлива используется природный газ, но другие конфигурации двигателя находятся в рамках представленных здесь концепций. Система двигателя , 100, может быть установлена на салазках, несущих или связанных с двигателем , 102, или транспортным средством, приводимым в движение двигателем , 102 или без него.Двигатель , 102, включает в себя одну или несколько камер сгорания , 104, (показана одна), каждая из которых имеет питаемую форкамеру (FPC) 106 , питаемую одним или несколькими из жидкого топлива, газообразного топлива и кислорода. В некоторых случаях FPC 106 имеет форму воспламенителя FPC (например, свечи зажигания, лазерного воспламенителя, горячей поверхности, горячего газа и / или воспламенителя другого типа). Однако другие конфигурации находятся в рамках представленных здесь концепций.

Пример FPC 106 сконфигурирован для приема и зажигания подачи одного или нескольких газообразных топлив (например,g., газообразный метан, природный газ, биогаз, свалочный газ, пропан или другое газообразное топливо или углеводороды с короткой цепью, называемые топливным газом) и / или жидкое топливо (например, дизельное топливо, биодизель, диметиловый эфир, биодиметиловый эфир (биодиметиловый эфир), бензин и / или другое) и подачу газообразного кислорода и создают турбулентные струи пламени в камеру сгорания 104 . Форсунки, в свою очередь, воспламеняют природный газ или другое топливо в камере сгорания 104 . Система двигателя , 100, включает в себя систему подачи топливного газа, систему подачи жидкого топлива и систему подачи кислорода.Система подачи топливного газа и система подачи жидкого топлива являются системами подачи топлива, сконфигурированными для подачи топливного газа и жидкого топлива, соответственно, в двигатель , 102, . Например, топливо может подаваться в FPC , 106, , камеру сгорания , 104, и / или впуск двигателя , 102, . Система подачи топливного газа, система подачи жидкого топлива и система подачи кислорода, каждая, включает в себя источник топлива (т.е. бак для сжиженного природного газа 108 и бак для дизельного топлива 144 ), топливопроводы, смесители и / или топливо. форсунки.Система подачи топливного газа, система подачи жидкого топлива и система подачи кислорода и их работа описаны более подробно ниже. Горючая часть природного газа состоит в основном из метана, но в естественных условиях может содержаться до 60% негорючих веществ, таких как CO ₂ или N ₂. Природный газ может быть дополнен короткоцепочечными углеводородами, такими как C ₂ H ₂, C ₂ H ₆, C ₃ H ₈ и т. Д., а также другие химически активные вещества, такие как H ₂ и CO, и все еще называемые природным газом. Термины «природный газ» и «метан» по существу взаимозаменяемы в рамках представленных здесь концепций. В некоторых вариантах реализации жидкое топливо также подается в FPC , 106, из бака , 144, посредством системы подачи жидкого топлива. Жидкое топливо можно сжигать как пилотное топливо или как основное топливо. Подача топлива и кислорода в форкамеру действует для продувки FPC 106 азота (всего или практически всего).

ECM 146 управляет работой системы двигателя 100 , системы подачи топливного газа, системы подачи жидкого топлива и системы подачи кислорода. ECM 146 может регулировать систему двигателя 100 для ускорения или замедления или для обеспечения большей или меньшей мощности.

Система подачи кислорода включает в себя источник кислорода, такой как кислородный баллон, систему, подобную описанной на фиг. 1А и / или другой источник. Система подачи кислорода также включает в себя связанные магистрали, форсунки и аспекты контроля кислорода блока управления двигателем , 146, .При работе двигателя система подачи кислорода подает кислород в двигатель , 102, под управлением блока управления двигателем , 146, . Например, система подачи кислорода может быть адаптирована для подачи потока кислорода в камеру предварительного сгорания, такую как FPC 106 на фиг. 1A или объем форкамеры , 202, на фиг. 1B, 3 A или 3 B.

Каждая система подачи топливного газа и система подачи жидкого топлива включает источники топлива (например, топливный бак и / или другой источник), топливопроводы, смесители топлива / воздуха и / или топливные форсунки, а также аспекты управления подачей топлива в ECM 146 .В одном примере система двигателя , 100, имеет первую систему подачи топлива, которая представляет собой систему подачи дизельного топлива для подачи дизельного топлива в двигатель , 102 , и вторую систему подачи топлива для подачи газообразного природного газа в двигатель 102 . Существует множество других примеров, и другие виды топлива могут подаваться в двигатель , 102, . Система подачи жидкого топлива может быть адаптирована для подачи жидкого топлива в FPC , 106, или камеру сгорания , 104, в качестве основного топлива или пилотного топлива.Система подачи топливного газа может быть адаптирована для подачи топливного газа в FPC , 106, или камеру сгорания , 104, двигателя в качестве основного топлива. Например, топливная система может быть адаптирована для подачи топливного газа в камеру сгорания через выход топливного газа к впуску двигателя или через инжектор с выходом к камере сгорания двигателя или в камеру предварительного сгорания. двигателя. Система подачи топливного газа и система подачи жидкого топлива адаптированы для подачи топлива под управлением блока управления двигателем , 146, .ECM , 146, может управлять топливными форсунками или смесителями воздуха / топлива, связанными с каждой системой подачи топлива. Например, ECM , 146, может управлять пропорцией или количеством кислорода и каждым типом топлива, которое подается в двигатель 102 , или ECM 146 может управлять расходом каждого топлива, давлением, количеством, синхронизацией, лямбда и т. д.

РИС. 1B показано поперечное сечение части примерного двигателя , 200, . Примерный двигатель внутреннего сгорания , 200, является поршневым двигателем и включает в себя головку , 222, , блок , 224, и поршень, , 220, .Поршень , 220, расположен внутри цилиндра внутри блока 224 . Поршень , 220, может совершать возвратно-поступательное движение внутри цилиндра во время работы двигателя. Камера сгорания , 104, представляет собой объем, расположенный внутри цилиндра между головкой , 222, и поршнем , 220, и ограниченный блоком 224 .

Двигатель 200 включает пример FPC 106 , который расположен в головке 222 и примыкает к камере сгорания 104 .FPC 106 включает в себя объем форкамеры 202 , который соединен с камерой сгорания двигателя 104 рядом вентиляционных отверстий 204 и ограничен оболочкой 206 . Вентиляционные отверстия 204 простираются между объемом форкамеры 202 и камерой сгорания 104 и позволяют несгоревшему топливу, кислороду, пламени и частично или полностью сгореть реактивным радикалам (например, OH ^—, CO) для выхода из Объем форкамеры 202 в камеру сгорания 104 .Пример FPC , 106, включает кислородный инжектор , 208, и топливный инжектор, , 210, . Кислородный инжектор , 208, подает поток кислорода (поток полностью или в основном кислород) непосредственно в объем форкамеры 202 FPC 106 . Кислород может подаваться в кислородный инжектор , 208, из системы генерирования кислорода, описанной ниже со ссылкой на фиг. 1А. Топливная форсунка , 210, подает топливо непосредственно в объем форкамеры 202 , который вместе с потоком кислорода очищает объем форкамеры 202 от азота.Кислородно-топливная смесь и воспламеняются в форкамерном объеме 202 .

Этот пример FPC 106 включает пример воспламенителя 212 . Воспламенитель , 212, воспламеняет кислородно-топливную смесь в объеме форкамеры 202 . После воспламенения горючая кислородно-топливная смесь расширяется, значительно увеличивая давление внутри объема форкамеры 202 , и вылетает из вентиляционных отверстий 204 в камеру сгорания 104 , где воспламеняет топливо в камере сгорания двигателя. 104 .Вентиляционные отверстия , 204, могут быть соплами или другими соплами, которые концентрируют горючую смесь, выходящую из объема форкамеры , 202, , в одну или несколько горящих струй, которые проходят в камеру сгорания , 104, . В некоторых случаях форсунки могут достигать большей части боковых стенок камеры сгорания 104 для облегчения воспламенения всей топливно-воздушной смеси в камере сгорания 104 .

FPC 106 на ФИГ.1B — всего лишь один пример; многие другие примеры описаны ниже. Также могут использоваться другие конфигурации FPC и FPC воспламенители, включая другие способы зажигания (свеча зажигания, нагретая поверхность, лазер и / или другие). Точно так же FPC , 106, не обязательно объединять с воспламенителем, но может быть камерой, сформированной в головке двигателя или где-либо еще, которая работает совместно с воспламенителем , 212, , или в случаях, когда топливо в камере сгорания 104 воспламеняется от сжатия (например,г., дизель), а не воспламенитель. В некоторых реализациях в FPC 106 подается только кислород. В некоторых реализациях топливо не впрыскивается в объем 202 форкамеры, но может поступать в FPC 106 из камеры сгорания 104 . В некоторых реализациях топливо может подаваться в основную камеру , 104, либо гомогенным, либо послойным образом, что приводит к богатой смеси вблизи объема форкамеры , 202, во время такта сжатия, когда объем цилиндра уменьшается по мере того, как поршень движется в направлении головки блока цилиндров и создает давление сжатия в основной камере и, таким образом, поток смеси в форкамеру.

Примерный двигатель внутреннего сгорания 200 включает впускной канал 230 с впускным клапаном 232 и выпускной канал 234 с выпускным клапаном 236 . Проходы 230 , 234 находятся в головке 222 рядом с камерой сгорания 104 , а клапаны 232 , 236 образуют часть стенок камеры сгорания 104 . Во время работы двигателя впускной клапан , 232, открывается, позволяя свежему потоку топливовоздушной смеси течь из впускного канала 230 в камеру сгорания 104 .В других случаях впускной клапан , 232, пропускает только воздух, а топливная форсунка, расположенная в камере сгорания 104 и / или в объеме форкамеры 202 , пропускает топливо для образования воздушно-топливной смеси в камере сгорания 104 . После сгорания выпускной клапан 236 открывается для выпуска остатков сгорания из камеры сгорания 104 в выпускной канал 234 . Хотя концепции здесь описаны в отношении поршневого двигателя внутреннего сгорания, эти концепции могут быть применены к другим конфигурациям двигателя внутреннего сгорания.

В примере на фиг. 1A, топливный газ, подаваемый в двигатель , 102, , хранится в виде сжиженного природного газа (СПГ) в резервуаре для СПГ 108 . Кислород, подаваемый в FPC 106 , производится в теплообменнике 110 . Теплообменник , 110, включает в себя воздухозаборник 112 , в который подается воздух из воздухозаборника 116 , и сторону 114 СПГ, в который подается СПГ из резервуара для СПГ 108 . Теплообменник , 110, передает тепло со стороны воздуха 112 к стороне 114 СПГ и, таким образом, передает тепло от воздуха к СПГ, охлаждая воздух.В некоторых случаях воздух из впускного отверстия для воздуха , 116, сжимается компрессором , 118, перед подачей на воздушную сторону 112 . Например, компрессор , 118, может сжимать воздух до давления в диапазоне 6-15 бар. В некоторых случаях СПГ из резервуара 108 для СПГ сжимается компрессором 120 перед подачей на сторону 114 СПГ. Например, компрессор , 120, может сжимать СПГ до давления в диапазоне 6-20 бар.

Конструкция теплообменника , 110, и условия на входе кислорода и СПГ выбраны таким образом, чтобы теплообменник 110 охлаждает сжатый воздух на стороне воздуха 112 до температуры, при которой остается азотный компонент воздуха. газообразный, но кислородный компонент воздуха конденсируется в жидкость. Компонент газообразного азота отделяется от компонента жидкого кислорода путем удаления азота и / или других методов разделения газа и жидкости и выпускается через выхлопной газ N ₂ 124 .Компонент жидкого кислорода затем передается в FPC 106 для использования при зажигании и сгорании. В некоторых случаях жидкий кислород сначала нагревается до испарения в теплообменнике LO ₂ 126 перед переносом в FPC 106 . Теплообменник LO ₂ 126 передает тепло жидкому кислороду от источника тепла, например охлаждающей жидкости двигателя. В некоторых случаях компрессор 140 сжимает газообразный кислород из теплообменника 126 для доставки в FPC 106 .Например, компрессор , 140, может сжимать газообразный кислород до давления до 200 бар.

Выход на стороне СПГ 114 теплообменника 110 соединен с теплообменником СПГ 122 . Теплообменник , 122, СПГ передает тепло СПГ от источника тепла, такого как охлаждающая жидкость двигателя. Если тепло, поглощаемое в теплообменнике , 110, , не испаряет СПГ, теплопередача в теплообменнике , 122, может испаряться или обеспечивать испарение СПГ в газ.Затем газообразный топливный газ подается как в камеру сгорания , 104, , так и в FPC 106 в качестве топлива.

Газообразный азот, выходящий из теплообменника 110 , холоднее атмосферного воздуха. В некоторых случаях выхлоп N ₂ 124 соединен с другим теплообменником 128 , сконфигурированным для предварительного охлаждения и осушения воздуха, поступающего в компрессор 118 , с использованием выхлопа N ₂ в качестве радиатора. В некоторых случаях сжатый воздух предварительно охлаждается с помощью воздухо-воздушного теплообменника , 130, .Таким образом, воздух, поступающий в теплообменник , 110, , можно предварительно охладить в некоторой степени и снизить нагрузку на теплообменник , 110, . Теплообменник , 110, может дополнительно осушать воздух.

Процесс криогенного разделения воздуха, описанный выше, реализуется с использованием СПГ в качестве теплоотвода, например, в теплообменнике воздух / СПГ, таком как теплообменник , 110, на фиг. 1А. ИНЖИР. 2 показан график 300 давлений паров кислорода и азота.По оси абсцисс графика 300 отложена температура в градусах Цельсия. По оси ординат графика 300 отложено давление пара в барах. Кривая 310 a представляет давление паров кислорода, а кривая 310 b представляет давление паров азота. В общем, при данной температуре вещество под давлением ниже его давления пара будет в газообразной форме, а вещество под давлением выше его давления пара будет в жидкой форме.Линия 320 отмечает температуру приблизительно -162 ° C на графике 300 . Температура -162 ° C является приблизительной температурой СПГ, поступающего в теплообменник воздух / СПГ в системе форкамеров подачи кислорода, и используется здесь в качестве примера температуры. Хотя в описанной здесь примерной системе используется СПГ с температурой приблизительно -162 ° C, этот подход можно использовать для любого топлива, температура хранения которого достаточно низкая для криогенного разделения воздуха. Например, топливо хранится при температуре -120 ° C.или ниже, хотя необходимое давление воздуха будет выше, чем при -162 ° C.

Строки 330 a и 330 b обозначают значения равновесного давления пара при температуре -162 ° C для кислорода и азота соответственно. Строка , 330, , , указывает, что давление паров кислорода при -162 ° C составляет приблизительно 6 бар. Линия 330 b указывает, что давление паров азота при −162 ° C.составляет примерно 15 бар.

При температуре -162 ° C (линия 320 ) кислород будет жидким при давлениях выше примерно 6 бар, как показано сегментами линии 320 b , 320 c . Кислород будет газообразным при давлении ниже 6 бар, как показано сегментом линии 320 a . Точно так же азот будет газообразным при давлениях ниже примерно 15 бар, как показано сегментами линии 320 a и 320 b , и жидким при давлениях выше примерно 15 бар, как показано сегментом линии 320 c .Таким образом, для газовой смеси азота и кислорода (то есть воздуха), охлажденной до -162 ° C, кислородный компонент может быть конденсирован в жидкость, при этом азотный компонент остается в газообразном состоянии, если давление поддерживается в диапазоне приблизительно от 6 до 15 ° C. бар. Это представлено отрезком линии 320 b.

В примерной системе двигателя 100 , показанной на фиг. 1А воздух охлаждается за счет теплообмена с СПГ. Воздух был сжат до подходящего давления (например,грамм. 6-15 бар) перед теплообменником. Таким образом, как показано на фиг. 2, кислородный компонент воздуха может конденсироваться в жидкость, а азотный компонент воздуха может оставаться газообразным.

В некоторых случаях описанная здесь система двигателя 100 может уменьшить количество NOx, образующегося во время сгорания, по сравнению с традиционной системой форкамеры. Система с подачей кислорода снижает производство NOx, поскольку количество азота в форкамере меньше. Подача кислорода удаляет весь или часть воздуха из форкамеры и, таким образом, уменьшает количество воздуха в объеме форкамеры / камеры сгорания.Меньшее количество азота в форкамере означает меньшее количество азота, доступного для образования NOx. В некоторых случаях производство NOx может быть уменьшено, чтобы исключить необходимость дополнительной обработки выхлопных газов двигателя.

Кроме того, масса кислорода, необходимая для достижения заданного отношения окислитель / топливо (если в форкамеру подается только кислород), может быть меньше, чем масса воздуха, необходимая для эквивалентного отношения окислитель / топливо, если используется воздух. используется, потому что разбавители в воздухе (в основном азот) не используются.Таким образом, форкамера, снабжаемая кислородом, может иметь меньший объем для получения заданного заряда топлива, чем форкамера, использующая воздух. Примечательно, что поскольку масса и объем кислорода меньше, мощность, необходимая для сжатия кислорода перед впрыском в форкамеру с подачей кислорода, может быть меньше, чем мощность, необходимая для сжатия воздуха перед впрыском в форкамеру с воздушным зарядом. Например, массовый поток кислорода в форкамеру с кислородом может быть на целых 90% ниже, чем поток воздуха в форкамеру с воздухом.

Предварительная камера с подачей воздуха должна иметь обедненное соотношение воздух / топливо для уменьшения образования NOx. При меньшем доступе азота форкамера с подачей кислорода может работать ближе к стехиометрическому соотношению кислорода к углеводороду, чем форкамера с подачей воздуха, что улучшает надежность зажигания и стабильность горения. Соотношение воздух / топливо для конкретного топлива можно описать параметром лямбда, в котором лямбда определяется как фактическое соотношение воздух / топливо, деленное на стехиометрическое соотношение. Например, для обедненной топливно-воздушной смеси лямбда должна быть больше единицы.

В некоторых случаях может быть выгодно заряжать объем форкамеры 202 либо большим количеством кислорода, либо большим количеством топлива, чем требуется. Больше кислорода вызовет турбулентные струи в камеру сгорания, которые вызовут горение внутри сопел, сократив продолжительность горения, если потребуется. Больше метана приведет к образованию богатых струй, которые будут гореть диффузионным пламенем, как в дизельном двигателе, но предпочтительно с меньшей продолжительностью, так как топливо уже представляет собой пар.

Поскольку описанная здесь система двигателя 100 генерирует запас кислорода, она не требует отдельного источника кислорода, такого как резервуар для хранения жидкого кислорода, который необходимо периодически пополнять. Не требуя отдельного источника кислорода, система может быть более легко встроена, в то время как ограниченное пространство (например, транспортные средства) или доступность (например, удаленные места) делают нецелесообразным наличие отдельного резервуара для хранения. Другие способы подачи кислорода могут включать резервуар для хранения или криогенную систему, которая достаточно охлаждает окружающий воздух без холодного резервуара, доступного с резервуаром для СПГ.

РИС. 3A изображен пример двигателя , 400, с непрямым впрыском дизельного топлива (IDI). Двигатель , 400, по существу аналогичен двигателю 200 , показанному на фиг. 1B, включая камеру сгорания 104 , FPC 106 и объем форкамеры 202 . Примерный двигатель , 400, также включает в себя кислородный инжектор 208 и инжектор жидкого топлива 214 с выходами в объем форкамеры 202 .Инжектор жидкого топлива , 214, , расположенный в объеме форкамеры , 202, , может действовать как система непрямого впрыска дизельного топлива, и жидкое топливо может впрыскиваться раньше и под более низким давлением, чем в системах прямого впрыска. Примерный двигатель , 400, также включает в себя свечу накаливания , 216, в объеме форкамеры , 202, , хотя свеча накаливания , 216, может отсутствовать в других вариантах осуществления. Форсунка , 214, жидкого топлива может быть соединена с системой подачи топлива, такой как система подачи дизельного топлива на фиг.1А. Примерный двигатель , 400, также включает в себя систему подачи кислорода (не показана), которая может подавать поток кислорода (полностью или практически кислород) в объем форкамеры , 202, двигателя. Кислородный инжектор , 208, может быть подсоединен к системе подачи кислорода, такой как описанная на фиг. 1 A. Инжектор кислорода 208 и система подачи кислорода могут отсутствовать в других вариантах осуществления.

Примерный двигатель , 400, также включает в себя систему подачи топливного газа (не показана), которая может подавать топливный газ во впускной канал , 230, двигателя.Например, топливный газ может подаваться через смеситель топливо / воздух или топливный инжектор на впуске. Система подачи топливного газа может быть такой, как описанная на фиг. 1А. В других вариантах осуществления система подачи топливного газа подает топливный газ непосредственно в камеру сгорания , 104, , например, через отдельный инжектор топливного газа. В некоторых примерах система подачи топливного газа может подавать топливный газ в камеру сгорания с глобальной (или общей) лямбдой 1,5 или выше.

Примерный двигатель 400 может работать как двухтопливный двигатель.Двигатель , 400, имеет первое топливо, жидкое топливо, подаваемое в объем форкамеры , 202, , и второе топливо, топливный газ, подаваемый в камеру сгорания , 104, . Двигатель , 400, может работать только на жидком топливе. Двигатель , 400, также может работать почти на всем топливном газе, используя топливный газ в качестве основного топлива и жидкое топливо в качестве пилотного топлива. Двигатель , 400, также может работать на любом соотношении топливного газа и жидкого топлива. Топливо, подаваемое в двигатель , 400, , может меняться со временем.Например, двигатель , 400, может работать только на жидком топливе в течение определенного периода времени, а затем подается топливный газ, так что двигатель работает как на жидком топливе, так и на топливном газе. Также может измениться соотношение топливного газа и жидкого топлива. Например, соотношение топливного газа и жидкого топлива можно регулировать (например, с помощью блока управления двигателем , 146, ) динамически, в зависимости от текущего состояния или ожидаемого состояния работы двигателя.

Примерный двигатель 400 может работать как однотопливный двигатель только с жидким топливом, подаваемым через инжектор жидкого топлива 214 в объем форкамеры 202 .В примере работы на одном топливе форсунка , 214, жидкого топлива подает всю загрузку жидкого топлива в объем 202 форкамеры. Жидкое топливо в камере , 104, и объеме форкамеры , 202, затем может быть воспламенено посредством сжатия и / или воспламенено с помощью свечи накаливания , 216, . Может быть желательно эксплуатировать двигатель , 400, , используя только жидкое топливо, например, во время запуска двигателя или когда подача топливного газа недоступна или непостоянна.После запуска двигателя двигатель может продолжать работать только на жидком топливе или двигатель может работать на комбинации жидкого топлива и топливного газа. Примерный двигатель , 400, может использовать один и тот же единственный FPC 106 для жидкого топлива, топливного газа или любого их соотношения. Пример двигателя , 400, может использоваться в двухтопливных приложениях, где требуется полная работа на жидком топливе, при добавлении возможности полного топливного газа в уже ограниченный по пространству двигатель.

Как упоминалось, в некоторых случаях примерный двигатель , 400, также может работать как двухтопливный двигатель с топливным газом, подаваемым в качестве основного топлива, и жидким топливом, подаваемым в качестве пилотного топлива, для воспламенения топливного газа.Пилотное топливо — это топливо, которое воспламеняется раньше основного топлива, а затем воспламеняет основное топливо. В случае работы с жидким пилотным топливом температура и давление, создаваемые в цилиндре, могут быть достаточными для самовоспламенения жидкого топлива, присутствующего в объеме 202 форкамеры или камере сгорания 104 , но недостаточны для самовоспламенения имеющегося топливного газа. Затем топливный газ может воспламениться ядром пламени, возникающим при воспламенении жидкого топлива. По мере сгорания топлива в форкамеру, пламя может струиться из объема форкамеры , 202, в камеру сгорания , 104, , воспламеняя любое первичное топливо, присутствующее в камере сгорания 104 .В некоторых примерах жидкое топливо может использоваться в микропилоте или нанопилоте или с отдельной свечой зажигания. В некоторых примерах свеча накаливания , 216, может обеспечивать дополнительное тепло для облегчения воспламенения жидкого топлива, например, во время запуска двигателя. В двигателях с высокой степенью сжатия, таких как дизельные двигатели, переведенные на двухтопливный режим, смазочное масло может самовоспламеняться в основной камере сгорания либо до, либо вместе с пилотным жидким топливом. В чистом дизельном или очень бедном двухтопливном двигателе самовоспламенение масла не вызывает беспокойства, поскольку основная смесь слишком бедная, чтобы поддерживать горение.Однако в двухтопливных двигателях со смесями, достаточно богатыми, чтобы поддерживать пламя (лямбда <2,0), самовоспламенение масла приводит к неконтролируемому сгоранию и потенциальному детонации и избыточному давлению из-за фазировки сгорания и скорости горения, исходящих от дополнительных мест воспламенения, представленных каплями масла. Однако при пилотном впрыске в форкамеру условия для самовоспламенения в форкамере более благоприятны, чем в основной камере, поэтому можно спроектировать двигатель для воспламенения пилотного топлива в форкамере, не имея достаточно высокой степени сжатия, чтобы самовоспламеняется капельки масла в основной камере.

РИС. 3B изображен пример двигателя 500 с непрямым впрыском дизельного топлива. Двигатель , 500, , по существу, аналогичен двигателю 200 , показанному на фиг. 1B и двигатель , 400, , показанный на фиг. 3A, включая камеру сгорания 104 , FPC 106 и объем форкамеры 202 . Примерный двигатель 500 также включает в себя кислородный инжектор 208 , инжектор жидкого топлива , 214 и инжектор топливного газа , 210, .Форсунки 208 , 214 , 210 имеют выходы в объем форкамеры 202 . Примерный двигатель , 500, не включает в себя свечу накаливания , 216, в объеме форкамеры , 202, , хотя свеча накаливания , 216, может присутствовать в других вариантах осуществления. Форсунка , 214, жидкого топлива может быть соединена с системой подачи топлива, такой как система подачи дизельного топлива на фиг. 1А. Форсунка , 210, топливного газа может быть соединена с системой подачи топливного газа, такой как описанная на фиг.1А. Кислородный инжектор , 208, может быть подсоединен к системе подачи кислорода, такой как описанная на фиг. 1А. Кислородный инжектор , 208, и система подачи кислорода могут отсутствовать в других вариантах осуществления.

Система подачи топливного газа, соединенная с примерным двигателем 500 , также может подавать топливный газ во впускной канал 230 двигателя, например, через топливно-воздушный смеситель, инжектор топливного газа и / или иным образом. В других вариантах осуществления система подачи топливного газа подает топливный газ непосредственно в камеру сгорания , 104, , например, через отдельный инжектор топливного газа.В некоторых примерах система подачи топливного газа может подавать топливный газ в камеру сгорания с глобальной лямбдой 1,5 или выше.

Примерный двигатель 500 может работать как двухтопливный двигатель. Двигатель , 500, имеет первое топливо, жидкое топливо, подаваемое в объем форкамеры , 202 , и второе топливо, топливный газ, подаваемое в объем форкамеры , 202, и камеру сгорания , 104, . Двигатель , 500, может работать только на жидком топливе, используя жидкое топливо в качестве основного топлива.Жидкое топливо подается в двигатель через форсунку 214 в объем форкамеры 202 . Затем жидкое топливо воспламеняется за счет сжатия и / или свечи накаливания , 216, , если она есть. Двигатель , 500, также может работать почти на всем топливном газе, используя топливный газ в качестве основного топлива и жидкое топливо в качестве пилотного топлива, как описано ранее. Двигатель 500 также может работать на любом соотношении топливного газа и жидкого топлива. В некоторых вариантах осуществления весь топливный газ, подаваемый в камеру сгорания , 104, , подается через инжектор , 210, через вентиляционные отверстия в FPC , 106, .

Примерный двигатель 500 может работать как двухтопливный двигатель на топливном газе, используя жидкое топливо с кислородом в качестве пилотного зажигания. Например, воздух может подаваться в камеру , 104, через впуск , 230, двигателя, а весь топливный газ может подаваться через инжектор , 210, в объем форкамеры , 202, . Заряд топливного газа, подаваемого через форсунку , 210, , можно регулировать для обеспечения определенной лямбды в объеме форкамеры 202 или в камере сгорания 104 .В других примерах топливный газ подается на впуск , 230, двигателя или впрыскивается непосредственно в камеру , 104, через дополнительный инжектор топливного газа (не показан). После достижения желаемой лямбды объема форкамеры 202 и / или камеры 104 жидкое топливо впрыскивается в объем форкамеры 202 инжектором 214 , а кислород нагнетается в объем форкамеры 202 инжектором. 210 .Жидкое топливо плюс кислород в объеме форкамеры 202 воспламеняется посредством сжатия (и / или свечи накаливания 216 ), и образовавшееся ядро пламени воспламеняет топливный газ в объеме форкамеры 202 и камере сгорания 104 , как описано ранее.

Как описано ранее, подача кислорода в объем форкамеры 202 может снизить количество образующихся NOx и сажи, а также позволяет использовать меньший объем форкамеры 202 .Управление подачей кислорода может управлять задержкой воспламенения, поскольку кислород может улучшить процесс горения и сократить общую продолжительность горения. Подача меньшего количества кислорода в объем 202 форкамеры может замедлить процесс воспламенения, поскольку сгорание в объеме 202 форкамеры будет происходить медленнее при меньшем количестве кислорода. Подача большего количества кислорода в объем 202 форкамеры может ускорить процесс воспламенения, поскольку струи пламени, зажигающие основную камеру сгорания, образуются раньше.Подача большего количества кислорода может также увеличить общее давление в объеме 202 форкамеры, что может привести к тому, что струи пламени распространятся глубже в основную камеру сгорания, воспламеняя топливо в камере сгорания более равномерно и полностью. Кислород также может подаваться для повышения производительности во время переходных процессов нагрузки двигателя, например, во время разгона. В форкамеру можно подавать больше кислорода в течение нескольких циклов двигателя, чтобы временно производить больше мощности и одновременно ограничивать образование сажи.Таким образом, подачу кислорода можно динамически контролировать (например, через ECM 146 ) для повышения эффективности и производительности двигателя.

Подача кислорода и топлива в объем форкамеры 202 также позволяет точно контролировать лямбда смеси в объеме форкамеры 202 . Топливо и кислород могут впрыскиваться в относительно локализованную область в определенных количествах, и, таким образом, лямбда объема 202 форкамеры может быть определена предсказуемо.Количество кислорода и топлива можно регулировать (например, с помощью блока управления двигателем 146 ) для различных условий эксплуатации. Например, количество топлива и кислорода, вводимых в объем 202 форкамеры, может быть рассчитано таким образом, чтобы обеспечить соответствующую энергию для доставки турбулентных струй в камеру сгорания 104 . Количество кислорода, подаваемого в объем 202 форкамеры, можно регулировать для регулирования как содержания энергии в турбулентных струях, так и температуры сгорания в объеме 202 форкамеры.Кислород и топливо, впрыскиваемые в объем 202 форкамеры, могут также вытеснять разбавители (например, остатки сгорания, сажу) и вымывать их из объема 202 форкамеры. Если жидкое топливо впрыскивается в объем 202 форкамеры в качестве пилотного топлива, момент впрыска кислорода может быть триггером зажигания. В некоторых случаях топливо и кислород можно впрыскивать одновременно, а в других случаях топливо и кислород впрыскиваются с разным временем для облегчения перемешивания перед воспламенением.Время и количество топлива и кислорода можно регулировать для создания стратифицированного распределения топлива и кислорода в объеме 202 форкамеры. Например, жидкое топливо может быть впрыснуто раньше кислорода, так что концентрация кислорода выше около форсунки, а концентрация топлива выше около отверстий для жиклеров. Время и количество топлива и кислорода можно регулировать для получения стехиометрической или почти стехиометрической смеси в объеме 202 форкамеры или части объема 202 форкамеры.

Использование жидкого топлива в качестве пилотного топлива для воспламенения топливного газа (с дополнительным кислородом или без него) может обеспечить повышение эффективности двигателя. Например, динамически регулируя соотношение топлива и воздуха, выходную мощность двигателя можно контролировать без использования дроссельной заслонки. Например, во время работы при низкой нагрузке может быть желательно уменьшить выходную мощность двигателя.

Возможно, что ограничения объема могут потребовать одного инжектора для топливного газа и кислорода в FPC 106 .Эти компоненты могут быть смешаны перед подачей в комбинированный инжектор в FPC , 106, . Смешанные газы могут использоваться для продувки объема , 202, форкамеры от азота перед событием воспламенения.

Хотя эта спецификация содержит много деталей, их не следует рассматривать как ограничение объема заявленных требований, а скорее как описания функций, характерных для конкретных примеров. Некоторые функции, описанные в этой спецификации в контексте отдельных реализаций, также могут быть объединены.И наоборот, различные функции, которые описаны в контексте единственной реализации, также могут быть реализованы во множестве вариантов реализации по отдельности или в любой подходящей субкомбинации.

Некоторые аспекты относятся к системе, имеющей двигатель. Двигатель имеет камеру сгорания, камеру предварительного сгорания, кроме камеры сгорания, и отверстие, простирающееся между камерой сгорания и камерой предварительного сгорания. Двигатель также имеет первую систему подачи топлива, приспособленную для подачи жидкого топлива в камеру предварительного сгорания, и вторую систему подачи топлива, приспособленную для подачи второго, другого топлива в камеру сгорания.

Некоторые аспекты охватывают способ, в котором двигатель работает от подачи жидкого топлива непосредственно в камеру предварительного сгорания двигателя. Камера предварительного сгорания расположена отдельно от камеры сгорания двигателя. Двигатель также работает на жидком топливе, подаваемом непосредственно в камеру предварительного сгорания двигателя, и на втором, другом топливе, подаваемом в камеру сгорания.

Вышеуказанные аспекты включают в себя некоторые из следующих функций, их отсутствие или все. В некоторых случаях жидкое топливо представляет собой дизельное топливо.Вторая система подачи топлива может включать в себя выпуск топливного газа во впуск двигателя, а адаптированная система подачи кислорода подает поток кислорода в камеру предварительного сгорания. Топливный газ может включать природный газ, биогаз, газ из органических отходов, метан и / или другие углеводороды с короткой цепью. В некоторых случаях камера предварительного сгорания включает свечу накаливания. В некоторых случаях первая система подачи топлива включает в себя инжектор жидкого топлива с выходом в камеру предварительного сгорания. В некоторых случаях первая система подачи топлива приспособлена для подачи жидкого топлива в качестве пилотного топлива для воспламенения топливного газа, а вторая система подачи топлива приспособлена для подачи топливного газа в камеру сгорания в качестве основного топлива.В некоторых случаях вторая система подачи топлива адаптирована для подачи топливного газа в камеру сгорания при лямбде 1,5 или выше. Первая система подачи топлива может подавать жидкое топливо в качестве основного топлива. В некоторых случаях вторая система подачи топлива включает топливный инжектор топливного газа с выходом в камеру предварительного сгорания. В некоторых случаях вторая система подачи топлива приспособлена для подачи топливного газа в камеру сгорания с общей лямбдой 1,5 или более через впуск двигателя.В некоторых случаях вторая система подачи топлива приспособлена для подачи топливного газа в камеру сгорания с общей лямбдой 1,5 или более через впуск двигателя. В некоторых случаях вторая система подачи топлива включает в себя топливный инжектор для топливного газа с выходом в камере предварительного сгорания и без подачи топливного газа в камеру сгорания. Подача кислорода приспособлена для подачи и подачи кислорода в камеру предварительного сгорания. Отверстие между камерой сгорания и камерой предварительного сгорания может быть отверстием для струи.

Был описан ряд примеров. Тем не менее, следует понимать, что могут быть сделаны различные модификации. Соответственно, другие реализации входят в объем следующей формулы изобретения.

Ford работает над предкамерной системой зажигания для двигателя Straight-Six

С тех пор, как мы занимаемся гоночными автомобилями, технологии автоспорта проникли в мир уличных автомобилей. И хотя мы склонны ассоциировать этот кроссовер с высококлассными спортивными автомобилями, вы можете быть удивлены количеством технологий, полученных из автоспорта, которые можно найти в вашем повседневном водителе.Дисковые тормоза, АБС, полный привод и даже турбонаддув — все это начало свое дело в мире гонок. Теперь, однако, похоже, что Ford скоро вырвет страницу из книги приемов F1, чтобы помочь улучшить свой пикап F-150. Согласно новому отчету MotorTrend , автопроизводитель исследует систему форкамерного зажигания для Ford F-150 и его двигателя EcoBoost.

Технология форкамерного зажигания уже не нова. Дизельные двигатели использовали эту технологию в виде свечей накаливания до эры прямого впрыска, и Honda даже поигралась с этой технологией еще в 1970-х годах.Однако совсем недавно Mercedes-AMG использовала эту технологию для повышения производительности своих автомобилей F1 на фоне ужесточения требований к топливу и мощности двигателя. Как следует из названия, эти системы функционируют за счет использования вторичной камеры над стандартным цилиндром. В зависимости от того, активна это система или нет, эта камера получает свою свечу зажигания и инжектор. Когда воздушно-топливная смесь в форкамере воспламеняется, небольшие отверстия на дне воронки камеры загораются в основную камеру, которая затем воспламеняет находящуюся там смесь.Это позволяет двигателю работать с обедненной смесью и, в свою очередь, увеличивает эффективность и мощность.

Изображение Через Ford.

Ford работает с FEV и Национальной лабораторией Ок-Ридж над проектом стоимостью 10 миллионов долларов, который рассчитан на три года. Группа надеется повысить эффективность на 23 процента и снизить массу двигателя на целых 15 процентов по сравнению с нынешним двигателем Ford EcoBoost объемом 3,5 л, использующим систему форкамерного зажигания. Министерство энергетики частично финансирует проект и поставило перед троицей задачу решить пять основных проблемных областей: снижение детонации двигателя, обедненное сгорание топлива, регулирование температуры, снижение трения и снижение веса.

В отличие от нынешнего двигателя EcoBoost объемом 3,5 л, Ford, как сообщается, обдумывает конструкцию рядного шестицилиндрового двигателя, чтобы помочь достичь этих целей по эффективности. Это связано с тем, что рядный двигатель может использовать интегрированную головку и выпускной коллектор, а также более простой клапанный механизм. К тому же, кто не любит рядную шестицилиндровую двигатель с двойным турбонаддувом? Тем не менее, сотрудники Maserati придерживаются прямо противоположного подхода. Вместо использования активной форкамерной системы зажигания производитель спортивных автомобилей использует пассивный блок на двигателе Nettuno V6 своего MC20.Однако они не гонятся за эффективностью, как Голубой овал. Тем не менее, оба двигателя будут использовать прямой впрыск и левый впрыск. Форд даже думает о том, чтобы добавить сюда систему инжектора сжатого воздуха, что означает, что на каждый цилиндр будет приходиться по три инжектора. В долгосрочной перспективе это может оказаться довольно сложно.

Изображение Через Maserati.

Итак, прежде чем вы это узнаете, мы могли бы начать видеть некоторые технологии Формулы-1 в Ford F-150. Это предложение, которое вы, вероятно, не ожидали прочитать, но автомобильный мир быстро меняется.Мы все за идею найти способы продлить срок службы автомобиля с двигателем внутреннего сгорания, особенно если мы сможем сделать это эффективно. Кроме того, нам бы очень хотелось, чтобы в Ford F-150 вернулся рядный шестицилиндровый двигатель, просто из-за выхлопа.

Изображение Через Ford.

Поделитесь этой автомобильной новостью:

Нравится:

Нравится Загрузка …

Воздушные завесы для холодильных и морозильных камер. Пример

Пример, который мы представляем здесь, касается двух компаний пищевого сектора, у которых были схожие проблемы.Оба они, дистрибьюторы промышленной выпечки и замороженного полуфабриката, представили ряд общих неудобств, которые были решены благодаря воздушной завесе для холодильных камер от Airtècnics.

Воздушные завесы являются лучшим дополнением для изоляции холодильных и больших морозильных камер, становясь одной из основных областей применения. Большая разница температур снаружи и внутри холодных камер заставляет проектировать воздушные завесы специально для этого типа применения.

В обоих случаях температура в форкамере зимой составляет от 4 до 6 градусов Цельсия, так как она не кондиционируется должным образом. Летом он выше, что подчеркивает разницу между внутренней и внешней частью камеры. Расположение обеих компаний в горной местности с повышенной влажностью также является важным фактором.

Проблемы, которые обычно возникают в установках, аналогичны:

Образование льда на полу и вокруг дверцы морозильных камер.
Образование водяных и скользких полов.
Высокий температурный контраст между камерой и форкамерой.
Образование тумана.

Все это, в свою очередь, приводит к несчастным случаям среди рабочих и чрезмерно высокому потреблению энергии, что приводит к экономическим потерям и потерям в эффективности.

Какая воздушная завеса наиболее подходящая?

Команда технических консультантов Airtècnics посетила объекты клиентов и на месте оценила, с помощью каких воздушных завес наилучшим образом удовлетворяет их потребности.Проведя исчерпывающее исследование, они пришли к выводу, что продуктом, который лучше всего соответствует их требованиям, была воздушная завеса системы Triojet.

Эта воздушная завеса разработана специально для насущных задач: большие холодильные камеры и морозильные камеры с отрицательными температурами. Airtècnics произвела революцию на рынке, внедрив инновационную и уникальную завесу, излучающую три воздушные струи.

Triojet — результат идеального сочетания воздушной завесы Kool и воздушной завесы Duojet.Вместе они создают три струи воздуха с разной температурой и скоростью. Это разделяет комнаты, предотвращая циркуляцию воздуха между двумя комнатами.

Одна из воздушных струй выбрасывается при температуре форкамеры; второй, благодаря нагревательному резистору, испускает воздух с промежуточной температурой, а третий — воздух с температурой камеры. Это создает тройной изоляционный барьер.

Завеса регулируется в соответствии с потребностями установки.Он полностью автоматизирован и управляется системой управления Clever, которая регулирует скорость воздушной струи в соответствии с открытием двери, управляет временным программатором работы, пока дверь не работает …

Его установка дает множество преимуществ:

Энергосбережение становится реальностью, поскольку воздушный поток между внешней и внутренней частью холодных комнат отсутствует, в каждом помещении поддерживается свой собственный температурный и влажностный режим.
Уменьшается образование льда и снега и устраняется туман, что улучшает обзор через дверь, а также позволяет избежать несчастных случаев.
Дверное пространство остается свободным, что значительно сокращает время транспортировки товаров.
Продукты внутри камеры не претерпевают перепадов температуры, поэтому их консервация оптимальна.

Кроме того, на различных установках было продемонстрировано, что при открытой дверце на короткий период разница температур между внешней и внутренней частью камеры с воздушной завесой Triojet System составляет два градуса. Однако, когда камеры не изолированы, температура может изменяться до 12 градусов в форкамере и до 6 градусов в камере.

Оценка и характеристики модифицированного вентилятора в гипербарических условиях при вентиляции с контролируемым объемом

Назначение ： Стабильность модифицированного вентилятора (Shangrila590, Beijing Aeonmed Company, Пекин, Китай) оценивалась в гипербарических условиях во время вентиляции с контролируемым объемом в этом исследовании с помощью Мичиганского тестового легкого (5601i, Гранд-Рапидс, Мичиган, США).

Методы ： Эксперименты проводились внутри многоместной гипербарической камеры в точке 1.0, 1,5 и 2,0 атмосферы абсолютное (ATA). Модифицированный вентилятор, помещенный внутри барокамеры, был подключен к исследуемому легкому. Во время вентиляции с контролируемым объемом (VCV) данные для исследуемого легкого собирались персональным компьютером за пределами барокамеры. Предварительно установленный приливный объем (V _Tset) вентилятора (400-1000 мл), а также сопротивление и податливость исследуемого легкого были отрегулированы перед экспериментами при каждом давлении окружающей среды. При каждой настройке теста компьютер регистрировал приливный объем (V _T), пиковое давление в дыхательных путях (Ppeak) и минутный объем (MV), отображаемые вентилятором и тестовым легким.Мы сравнили данные аппарата ИВЛ и тестового легкого при 1.0, 1.5 и 2.0 ATA, чтобы оценить стабильность модифицированного аппарата ИВЛ.

Результаты ： Вариация V _T в исследуемом легком и аппарате ИВЛ при различных давлениях окружающей среды изменялась в узком диапазоне, и различия были статистически значимыми. В каждой настройке испытания изменения в MV вентилятора были ограниченными и приемлемыми со значительными различиями при различных давлениях окружающей среды. Однако, очевидно, что Ppeak увеличился, что было обнаружено вентилятором и тестовым легким при более высоком атмосферном давлении во время VCV.