Газодизельные двигатели: Общие сведения о газодизельных двигателях

Содержание

Газодизель на грузовой автомобиль,газ на дизельный двигатель перевозчикам,установка,двухтопливный двигатель

В условиях увеличения доли топливных затрат многие операторы коммерческих перевозок задумываются о возможности компенсировать рост цен за счет перехода на газ. Однако, такие радикальные методы, как конвертация дизельных двигателей в газовые, имеют свои недостатки. В поисках оптимального решения мы хотим обратить внимание на такой вариант, как газодизель, сочетающий преимущества традиционного дизеля и ГБО.

В отличие от ситуации с бензиновыми двигателями, перевод которых на газообразное топливо (в основном, СУГ — сжиженный углеводородный газ) давно не является экзотикой, стандартный дизельный двигатель не может работать на газовом топливе. Во-первых, температура воспламенения газа на 300-320 градусов выше. Во-вторых, высокая степень сжатия дизельного двигателя будет вызывать детонацию. Поэтому, для перевода двигателя в газомоторный режим на метане (СПГ — сжатом природном газе) или пропане (СУГ) — требуется переделка двигателя.

Для снижения степени сжатия и, соответственно, перехода на сжатый природный газ (метан) потребуется установка проставки под ГБЦ, что увеличивает объем камеры сгорания. Также придется установить другие поршни и удлиненные шатуны. Система впрыска дизельного топлива заменяется на газовую, и, конечно, потребуется система искрового зажигания. После этих доработок двигатель будет работать только на газовом топливе, и возврат в дизельный режим возможен только путем обратной переделки двигателя.

Возможно, в некоторых случаях столь радикальный подход оправдан. Полная конвертация, но пропан может дать эффект снижения топливных затрат до 35-40% экономии на топливе, а на метане – до 40-50%, в зависимости от цены в конкретном регионе. Однако неудобства возрастают пропорционально экономии. При установке пропанового баллона на место штатного топливного бака пробег автомобиля сократится примерно на 30-40%, поскольку потребление топлива увеличивается с коэффициентом 1,2-1,4 в отношении к дизтопливу. В сочетании с высокой стоимостью конвертации дизельного двигателя в газомоторный режим, это препятствует широкому применению данного решения.

В случае с переводом на метан запас хода сокращается очень существенно, а вес системы хранения ощутимо сказывается на максимальной коммерческой загрузке, поскольку СПГ хранится в сжатом состоянии, под давлением порядка 200 атмосфер. Метановые баллоны тяжелы, дороги (а не слишком тяжелые композитные — очень дороги) и требуют частой поверки, которая тоже стоит денег. Проблему запаса можно решить за счет установки еще большего баллонов, но это означает, что еще больше топлива будет расходоваться на перевозку самого топлива. Поэтому на практике метан прижился только там, где большой запас хода не требуется — в городских перевозках и коммунальном хозяйстве.

Все перечисленные причины заставили разработчиков искать иной, компромиссный вариант, дающий возможность сэкономить на топливе без потери преимуществ дизеля в запасе хода, доступности топлива на любой АЗС и, главное, — без необходимости радикально переделывать двигатель. Таким решением является двухтопливный газодизельный двигатель.

Двухтопливный газодизельный двигатель
Двухтопливные газодизельные двигатели при возможности заправиться газом позволяют экономить на дизельном топливе и притом — смело ехать туда, где нет АГЗС. Двухтопливный газодизель является обычным дизельным двигателем, на который установили дополнительные устройства для работы с газовым топливом. В двухтопливном газодизельном режиме в конце такта сжатия в цилиндры подается некоторое количество дизельного топлива, которое и поджигает газо-воздушную смесь, поступившую на такте впуска. Газодизельный двигатель может работать только на дизельном топливе, но не может работать только на газу.

Величина степени замещения может колебаться от 15% до 50% для пропана (пропан-бутан). Конкретные значения зависят от вида топливной аппаратуры исходного двигателя, а также совершенства используемой газодизельной системы. На метане, теоретически, возможно замещение до 85%, однако в целях сохранения проектного теплового режима двигателя надо отставлять как минимум треть потребления ДТ для охлаждения топливных форсунок и клапанов. Поэтому реальная разница в замещении пропаном и бутаном — не превышает 20%. Для практических расчетов можно использовать гарантированную степень замещения в 40-60% для метана и 35-50% для пропана.

Запуск двигателя и его работа в режиме малых нагрузок (до 30% от максимума) осуществляется практически на чистом дизельном топливе, так как в таком режиме очень трудно подобрать устойчивые параметры подачи газа. Далее, с ростом нагрузки, начинается благоприятный для газодизельного режима диапазон, и при нагрузках около 70% достигается максимальная степень замещения дизельного топлива газом. На максимальных оборотах сокращается время рабочего цикла, и доля газа снова уменьшается, поскольку он горит дольше и в больших количествах не успевает продуктивно сгорать.

Учитывая все сказанное выше, украинская компания «Изотоп Прибор Сервис», специализирующаяся на поставке и эксплуатации диагностического оборудования для тяжелой коммерческой техники, взялась за доводку одной из существующих систем управления пропанового газодизеля. Цель проекта — довести систему управления для двигателей объемом 9-16 литров до 50%-ного замещения газом с максимальным экономическим эффектом.

Газодизельная система для конкретных двигателей
Как уже было сказано, метановые баллоны тяжелы и маловместительны, а полная конвертация — сложна и лишает возможности ездить на ДТ, поэтому в «Изотоп Прибор Сервис» остановили свой выбор на пропановом газодизеле. Однако цель не просто в том, чтобы начать продавать оборудование — в мире оно уже существует, и приобрести его не проблематично. Цель — создать готовую систему для установки на популярные двигатели, с таким расчетом, чтобы она оптимально работала на каждом из них.

На данный момент прорабатывается технология впрыска газа в коллектор, после турбонаддува. Дело в том, что при подаче перед турбокомпрессором система слишком инертна и не всегда адекватно реагирует на изменения режима работы двигателя из-за большого объема газовоздушной смеси в интеркулере. Вторая проблема — возможность утечки газа и пожара при повреждении интеркулера. Поэтому предпочтительнее подача газа непосредственно в коллектор перед клапанами — это позволяет поддерживать давление подачи газа из расчета +1,5 атмосферы к давлению в коллекторе. За счет использования коротких трубопроводов удается очень быстро вносить коррекцию для поддержания оптимального смесеобразования при изменении оборотов двигателя.

Состояние системы постоянно отслеживается по температуре ОГ, температуре компрессора, давлению в коллекторе и другим показателям. Вообще, основное отличие системы, используемой «Изотоп Прибор Сервис», — наличие обратной связи. Количество подаваемого газа не просто рассчитывается по «карте», а определяется, исходя из реальной потребности. Когда электроника сообщается с блоком управления двигателя, получая от него все данные о надуве, температуре двигателя и т.д., система быстрее реагирует на какие-либо изменения и адаптируется.

Для корректной работы газодизеля необходима оптимизация подающей газ системы и обратная связь по всем параметрам, которая обеспечит быструю коррекцию — с каждым поворотом коленчатого вала должна автоматически вноситься коррекция. Газ, который подан в цилиндр, должен там эффективно сгореть и выполнить свою работу, то есть максимально выполнить функцию замещения дорого топлива более дешевым.

В системе, которая сейчас тестируется в «Изотоп Прибор Сервис», помимо привязки к педали газа еще есть режим круиз-контроля, который активируется специальным тумблером. В компании поставили перед собой цель сделать так, чтобы система ничем не отличалась по функционалу от той системы, которая установлена на двигателе, вплоть до того, что она должна видеть сигнал скорости, когда нужно включить ограничитель.

Сама система, электроника и блок управления все учитывает. Блоку указывается модель форсунок согласно каталога, а система отслеживает давление газа, температуру и давление во впускном коллекторе. Благодаря этому система точно рассчитывает объем газа, подаваемого в двигатель — ведь газ имеет большой коэффициент температурного расширения, который должен быть учтен. После чего мы видим объем газа. Да, он расчетный, но это — согласно данным производителя. То есть мы видим, какой объем газа бы подан. В любой момент водитель легким нажатием кнопки может отключить систему, и автомобиль плавно перейдет на дизель.

Впрыск газа осуществляется непосредственно во впускной тракт после интеркулера.

Подключение блока управления газовой аппаратурой в тестовом режиме.Показания датчика температуры ОГ используются для определения оптимального соотношения дизтопливо/газ.

Газовое оборудование интегрируется в систему для согласованной работы с дизельной топливной аппаратурой.

Компоненты системы газодизельного двигателя
На данный момент в «Изотоп Прибор Сервис» подбирают оптимальные по цене и характеристикам комплектующие. Форсунки рассматриваются и польские, и китайские, и японские. Производители предоставляют данные о пропускной способности форсунки и том, при каких параметрах достигнута данная производительность. Тут надо понимать, что газовые форсунки отличаются от тех, которые предназначены для жидкого топлива. У разных газовых форсунок отличается пропускная способность — количество подаваемого газа в зависимости от времени, температуры и давления газа, поэтому нет одинаково подходящей для всех моторов форсунки. Кроме того, в форсунку может попасть смола (фильтры всего не удерживают), собраться конденсат, соответственно, снизится пропускная способность, и система должна адекватно на это реагировать.

Что касается баллонов, то уже практически определились с их украинским производителем. Цена на его баллоны ниже, а их качество не уступает импортным аналогам. Возможно, отечественные не так красиво покрашены, но на качество это не влияет, и польские коллеги — специалисты по ГБО — не возражают против использования данных баллонов. Тем более что украинского производства только сам баллон, а все остальное — импортного производства: арматура и мультиклапаны используются импортные, сама арматура надежная, имеет предохранительные клапаны, бронированные и пластиковые трубопроводы, предназначенные специально для пропановых баллонов — все сопровождается сертификатом безопасности.


Компоненты газовой топливной системы: форсунка (1), топливная рампа для форсунок (2), фильтр очистки газа с клапаном и без (3 и 4), блок управления газовой аппаратурой.


Стоимость баллонов украинского производства ниже импортных, а качество им не уступает.

Эксплуатационные характеристики газодизеля
Перевод на газодизельный двухтопливный режим, проведенный правильно, может даже улучшить эксплуатационные характеристики двигателя. Так, в газе отсутствует сера, а при его сгорании выделяется меньше углерода и транспорт становится более экологичным. Основной предрассудок относительно газа — что он снижает ресурс и, в частности, ведет к прогару клапанов, вызван использованием ГБО с неправильными настройками. В частности, если слишком обеднить смесь, то газ горит медленнее и не успевает сгорать полностью, догорая уже на выпуске. Если правильно и грамотно все настроить, отследить параметры, эксплуатация автомобиля не нарушается.

Если заменить большую часть топлива газом, то двигатель будет намного чище, не так будет образовываться нагар, будет дольше служить масло. Таким образом, можно увеличить сервисный интервал по замене масла. Производитель газового оборудования рекомендует межсервисный интервал — 40 000 км пробега.

Есть разница в установке газа на Евро 3 и Евро 4. Во-первых, это скорость обмена данными, наличие катализатора и системы AdBlue (система впрыска карбамида, ее еще называют «мочевина»). Эта система рассчитывает впрыск жидкости — 4% от расхода топлива. На компьютере автомобиля с газодизельным двигателем уменьшается расход дизельного топлива, соответственно уменьшается и расход карбамида. Если расход принять за 18 литров дизельного топлива на 100 километров, соответственно и 4% уменьшаются, что дает существенную экономию на недешевом реактиве AdBlue.

Александр Романенко, тест-инженер «Изотоп Прибор Сервис»:
— В Европе на такие системы также есть спрос, но пока нет производителя контроллеров, который бы мог обеспечить все выдвигаемые в ЕС требования. На данном этапе польский производитель готов развивать систему в данном направлении. А в Украине есть перевозчик, которому интересно поучаствовать в данном эксперименте, и он же предоставил автомобили различных типов и производителей — от Евро 3 до Евро 5.

Сотрудничество с Польшей для нас выгодно, так как мы получаем нормальный продукт, который дальше продвигаем на рынке. Периодически встречаемся с производителями и разработчиками данного оборудования, высказываем свои требования, участвуем в процессе доработки электронной системы. Мы обмениваемся отчетами, снимаем данные с автомобиля, производитель добавляет их в блок управления.

Пока что обкатываем систему на тестовых автомобилях, которые должны пройти определенное расстояние. Мы обвешиваем автомобиль датчиками и манометрами, подбираем форсунки с наименьшим временем реакции (закрытие/открытие клапана), для того чтобы система всегда выполняла коррекцию. Сейчас программа дорабатывается так, чтобы полностью мониторить работу двигателя и автомобиля в целом.

В целом автомобиль эксплуатируется в штатном режиме, единственное, что часть дизельного топлива будет замещена газом без потери мощности или крутящего момента. Мы даже стараемся что-то улучшить и выйти на цифру замещения газом дизеля 50%. При этом у нас не увеличивается расход топлива, то есть, если на каждые 100 км уходило 30 литров ДТ, то и суммарный расход останется в тех же пределах. На сегодняшний день газ почти вдвое дешевле дизельного топлива, т.е. 50% замещения будут означать 25% экономии на топливе. Даже при замещении 35-40% дизельного топлива экономический эффект с лихвой оправдывает установку газового оборудования.

Основные автомобили, на которых мы проводим испытания — стандарта Евро 4. Мы делаем акцент на автомобили новых поколений (Евро 4, Евро 5), потому что на автомобили Евро 0 — Евро 3 поставить газ не проблема, но эффект будет невелик. Мы ориентированы на новые автомобили массовой эксплуатации, так как они более экономичны, а если их еще сделать экономичными в плане используемого топлива, они будут очень выгодными.

Преимущество газа не только в цене — он чище и горит медленнее. При правильной установке весь газ может окисляться в цилиндре — сгорать и нормально работать, давление в цилиндре при этом будет оптимальным. При переходе на крутящий момент температура будет повышаться. На больших автомобилях обороты меньше. Степень сжатия сейчас снизили до 18, хотя раньше она была 22-25. Компенсация происходит за счет турбонаддува. Мы, за счет этого, на газу выигрываем еще больше.

Конечный продукт должен быть прост в установке, чтобы любой установщик, который прошел обучение, мог его просто смонтировать. Под оборудование уже будут готовые прошивки под определенную модель автомобиля, испытанные в разных режимах. Их можно будет корректировать в пределах разумного. Мы также хотим полностью исключить проблемы с некорректной установкой или монтажом. Мы будем обучать специалистов, как это правильно и грамотно сделать, потому что именно за этими системами будущее и они обладают большим потенциалом как для эксплуатантов, так и для установщиков.


Автомобиль с установленной системой.

Заключительное слово в пользу газодизеля
Итак, кратко перечислим все преимущества, которые дает двухтопливный газодизель. Дооборудование дешевле, чем конвертация в газомоторное ТС, и несравнимо дешевле покупки нового экономичного транспорта. Большой пробег на одной заправке (в газодизельном и обычном режиме) достигается за счет более экономного расхода газа, использования части дизельного топлива и отказа от хранения резервного объема газа, поскольку на двухтопливном газодизеле можно ехать «до пустых баллонов». Характеристики двигателя не изменяются. Мощность, момент и их зависимости от оборотов не изменяются.

Срок выполнения работ по установке газодизеля составляет 1-3 дня. Двигатель остается тем же, с теми же недорогими запчастями и процедурами обслуживания, в то время как специальный газовый двигатель требует редких и более дорогих комплектующих. Объем прохождения дизельного топлива через форсунки в газодизельном режиме уменьшается до 2 раз, соответственно и уменьшается негативное воздействие некачественного топлива на форсунки.

Наконец, имеет значение и возможность продажи газодизельного автомобиля без финансовых потерь. Можно самостоятельно перевести ТС обратно в дизельный режим, а снятое газодизельное оборудование установить на новое транспортное средство или продать. Можно взять автомобиль в лизинг, использовать как газодизельный, а потом вернуть в лизинговую компанию, как обычный автомобиль. И конечно, все время использования автомобиля — экономить 25% на топливе.

Подготовил Денис Петров

Опубликовано в журнале autoExpert №6-7 2014. Использование материалов возможно только со ссылкой на источник.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ СМЕШИВАНИЯ И ПОДАЧИ ГАЗОВОЗДУШНОЙ СМЕСИ ДЛЯ СУДОВОГО ГАЗОДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ФГБОУ ВО «АГТУ» — Эдиторум

Введение Судовые двигатели, которые работают по газодизельному циклу, можно разделить на три группы: 1 – газодизельные двигатели с внешним смесеобразованием; 2 – газодизельные двигатели с внутренним смесеобразованием; 3 – газодизельные двигатели с форкамерным смесеобразованием. Преимущество первого способа подачи природного газа – простота, его можно осуществить на газодизеле, добавив к нему смесительное устройство. Конвертирование судового высокооборотного двигателя в газодизель с внешним смесеобразованием газовоздушной смеси не требует вмешательства в его конструкцию. В двигателях с внешним смесеобразованием регулирование соотношения «воздух – газ» осуществляется путем воздействия тем или иным способом на газовоздушные смесители. Наибольшее распространение получили смесители, основанные на эффекте Вентури в сужающих устройствах. Смесители устанавливают непосредственно после воздушного фильтра двигателя. Абсолютное статическое давление проходящего через смеситель воздуха в суженном сечении становится ниже атмосферного, т. е. возникает разрежение, и через отверстия, расположенные в суженном сечении, происходит инжекция газа в поток воздуха. Технические решения для использования газовых топлив В настоящее время наиболее часто используется инжекция газа в поток воздуха с помощью смесителя. Тем не менее уже положено начало исследованиям и применению новых систем подачи газа, особенно системы впрыска газовых топлив в газообразном виде во впускной патрубок газодизеля через дозирующий электроклапан и впрыска запального топлива форсункой. Для газодизелей с внешним смесеобразованием газовоздушной смеси существуют 3 варианта подачи газа. 1. Подача газового топлива в газообразном виде во впускной патрубок газодизеля через дозирующий электроклапан и впрыск запального топлива форсункой (рис. 1). Рис. 1. Схема подачи газового топлива в газообразном виде во впускной патрубок Этот вариант рекомендовано использовать только для производства новых двигателей, т. к. он предполагает слишком большие структурные изменения. 2. Использование редуктора-испарителя и смесительного устройства (рис. 2). В этом случае в конструкцию двигателя почти не вносятся существенные изменения. Добавляется лишь газовый смеситель, редуктор-испаритель, газовая заслонка и несколько изменяется система газораспределения. При этом зажигание рабочей смеси происходит не в одной точке у холодной стенки камеры сгорания, а сразу в нескольких местах одновременно. Такое зажигание ускоряет процесс сгорания при хорошем однородном составе рабочей смеси, делает его более полным. Важным преимуществом такого зажигания является расширение диапазона работы на бедных смесях. Рис. 2. Схема подачи газа с использованием редуктора-испарителя и смесительного устройства 3. Использование системы впрыска газового топлива в сжиженном виде во впускной патрубок газодизеля (рис. 3). Рис. 3. Система подачи сжиженного газа во впускной патрубок газодизеля: 1 – воздушный фильтр; 2 – форсунка сжиженного газа; 3 – форсунка дизельного топлива; 4 – система регулирования давления; 5 – баллон сжиженного газа; 6 – насос; 7 – система управления Вариант подачи газового топлива в газообразном виде во впускной патрубок газодизеля через дозирующий электроклапан и вариант использования системы впрыска газового топлива в сжиженном виде во впускной патрубок газодизеля требуют больших изменений по конструкции. Конвертирование судового двигателя в газодизель с внешним смесеобразованием газовоздушной смеси с помощью редуктора-испарителя и смесителя не требует вмешательства в его конструкцию. Принципиальная схема подачи сжиженного газа и оборудования На рис. 4 приведена схема подачи сжиженного газа. Рис. 4. Схема подачи газа двигателям: 1 – баллон; 2 – редуктор-испаритель; 3 – газовая заслонка; 4 – система регулирования; 5 – смеситель; 6 – двигатель 2Ч 9,5/11 Сжиженный газ из баллона 1 поступает через соответствующие вентили к редуктору-испарителю 2, в котором давление газа снижается до значения, близкого к атмосферному. Газ низкого давления поступает к газовой заслонке 3 и смесителю 5, откуда после смешивания с воздухом засасывается в цилиндры двигателя 6. Расчет и проектирование смесителя Схема смесительного устройства представлена на рис. 5. Рис. 5. Смесительное устройство Определение диаметра сопла диффузора dh. Определение расхода воздуха через сопло осуществляется по формуле , где – коэффициент потока через сопло, зависящий от формы и поверхности сопла; коэффициенты скорости в сопле, выбираем ; коэффициенты сужения, αh = 0,98; площадь сечения сопла, м2,, где dh – наименьший диаметр сопла, м; Wвозд – скорость воздуха через сопло, м/с, выбираем Wвозд = 20 м/с; – плотность воздуха перед впускным патрубком, кг/м3;, выбираем . Согласно данным [1], часовой расход топлива судового дизеля 2Ч 9,8/11 Gт = 2,78 кг/ч. По данным [2], двигатель работает по газодизельному циклу, часовой расход дизельного топлива и природного газа Gтопл = 2,56 кг/ч. При этом Gдиз = 0,556 кг/ч, Gгаз = 2,005 кг/ч. Расход воздуха через сопло, кг/с, где α = 1,15 – коэффициент избытка воздуха; L0 – количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания одного килограмма смесевого топлива. Мы имеем: количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания одного моля топлива в кмоль возд./кг топл., M0 = 0,5122 кмоль/кг, поэтому L0 = 0,512229 = = 14,856 кг возд./кг топл. Gвозд = 1,152,5614,856 = 43,736 кг/ч = 0,0122 кг/с. Тогда Выбираем dh = 30 мм. Определяем разрежение в сопле, Па: Расчет диаметра входного отверстия db. Этот параметр очень важен, т. к. здесь природный газ и воздух смешиваются перед поступлением в цилиндр. Относительный диаметр (dh/db) в диапазоне dh = (0,6–0,8)db, поэтому Расчет диаметра отверстия dB для инжекции газа. В отверстии, расположенном в суженном сечении (рис. 5), происходит инжекция газа в поток воздуха. Расход газа определяется по формуле , где – коэффициент расхода газовой заслонки; – площадь сечения газовой заслонки, м2; – плотность природного газа, кг/м3; кг/м3; Wh – скорость потока газа через газовую заслонку, м/с [3]. где – значение разрежения смеси через газовую заслонку, Па; – значение разрежения газа, pB = 100–200 Н/м2. Выбираем pB = 120 Н/м2. Мы имеем: GB – расход газа в максимальном режиме, кг/с. GB = 2,205 кг/ч = 0,61310-3 кг/с. Площадь сечения отверстия Диаметр отверстия Выбираем dB = 6,5 мм. Расчет газовой заслонки. Газовая заслонка – устройство регулирования количества газа для подачи в двигатель. Заслонки можно разделить на 2 группы: конические газовые заслонки и газовые заслонки с крыльями (рис. 6). а б Рис. 6. Виды газовых заслонок: а – коническая газовая заслонка; б – газовая заслонка с крыльями По результатам исследования конструкций, способов регулирования и установки на систему подачи газа мы выбираем коническую газовую заслонку для регулирования количества газа, подаваемого в двигатель. На рис. 7 приведена схема подачи газа от газовой заслонки в сопло Вентури. Рис. 7. Схема подачи газа в сопло Вентури На рис. 8 показаны главные размеры газовой заслонки. Рис. 8. Газовая заслонка Частота вращения двигателя 1 500 об/мин, время для такта впуска tвп = 30/n с. В такте впуска скорость газа Vвп от форсунки газа до поступления в сопло Для остальных тактов цикла скорость газа до поступления в сопло Vост. В этот момент. Количество газа, проходящего через газовую заслонку за цикл где S – площадь сечения для прохождения газа. Мощность двигателя где Ne – номинальная мощность газодизельного двигателя, Ne = 11 кВт; h – КПД двигателя, h = 0,323 [2]; n – частота вращения, n = 1 500 об/мин; QHГ – теплота сгорания низшая природного газа, QHГ = 33 802,6 кДж/м3. Площадь сечения и Мы получаем Выбираем угол конусности a = 40°, D0 = 15 мм. Когда двигатель работает в номинальном режиме, рабочий диаметр заслонки Dv и диаметр отверстия для инжекции газа обеспечивают площадь сечения S = 0,48510-4 м2. На рис. 9 приведена схема расчета площади сечения S для прохождения газа. Рис. 9. Схема расчета площади сечения S для прохождения газа Выбираем угол конусности a = 40º, D0 = 15 мм. Когда двигатель работает в номинальном режиме, рабочий диаметр заслонки Dv и диаметр отверстия для инжекции газа обеспечивают площадь сечения S = 1,53110-4 м2. Рабочий радиус м. Выбираем рабочий радиус Rv = 6,5 мм. Тогда рабочий диаметр Dv = 13 мм. Заключение Результаты расчета и проектирования используются для создания комплекса смесителя и газовой заслонки у судового газодизельного двигателя 2ГЧ 9,5/11. Конвертирование судового высокооборотного двигателя в газодизель с внешним смесеобразованием газовоздушной смеси с установлением редуктора-испарителя и смесителя не требует вмешательства в его конструкцию и улучшает экономические и экологические показатели.

Газодизельные двигатели

WÄRTSILÄ
Энциклопедия морских и энергетических технологий

энергия

Газодизельные двигатели используют процесс сгорания дизельного топлива во всех режимах работы. В газовом режиме газ впрыскивается под высоким давлением после пилотного топлива и воспламеняется последующим пламенем. Газодизельный двигатель может мгновенно переключаться с работы на газе на жидкое топливо. Жидким топливом может быть легкое жидкое топливо, тяжелое жидкое топливо или сырая нефть. В режиме разделения топлива соотношение между жидким и газообразным топливом можно регулировать и изменять в процессе эксплуатации. 9wCompl}}

{{longDate}}

{{#осталось времени}}

Забронируйте место сейчас

{{/осталось времени}} {{/wCompl}} {{/isВебинар}}

{{#isПодкаст}} {{/isПодкаст}}

{{#Статья}} {{длинная дата}} {{/isArticle}} {{#isПодкаст}} {{длинная дата}} {{/isПодкаст}} {{#вебинар}} {{#wCompl}} {{длинная дата}} {{/wCompl}} {{/isВебинар}} {{этикетка}}

{{#Статья}}

{{readingTime}} МИН ЧТЕНИЕ

{{/isArticle}} {{#isПодкаст}}

{{durationOfThePodcast}} МИН. isWistia}} {{/isWistia}}

{{#classificationNameTitle}} {{заглавие}} {{/classificationNameTitle}}

{{/.}}

Двигатели, работающие на природном газе, по сравнению с дизельными двигателями

Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

Пунит Сингх Джавар, генеральный директор Global Spark Ignited Business

От тракторных прицепов и транзитных автобусов до грузовиков для доставки и терминальных тягачей парки традиционно полагались на дизельные двигатели, чтобы обеспечить крутящий момент, надежность и долговечность, необходимые для тяжелых коммерческих приложений. Однако двигатели, работающие на природном газе, стали отличной альтернативой дизельному топливу. Водители, механики и руководители автопарков ценят двигатели, работающие на природном газе, по разным причинам.

Водители считают, что двигатели, работающие на природном газе, имеют такую ​​же производительность и управляемость, что и дизельные двигатели. Основное различие между двигателями, работающими на природном газе и дизельными двигателями, заключается в шуме; двигатели на природном газе работают тише.

Природный газ предлагает удобные варианты заправки.

Природный газ также упрощает процесс заправки для многих водителей автопарков. В мире существует несколько альтернативных вариантов топлива для коммерческих автомобилей, от природного газа до сжиженного нефтяного газа (СНГ); природный газ может использоваться в автомобиле как в сжатом, так и в сжиженном виде. Для автопарков с возможностью дозаправки за забором заправочные станции природного газа могут быть установлены на месте, чтобы гарантировать, что у каждого автомобиля есть специальный топливный шланг. Существует два основных типа заправочного оборудования: для быстрой заправки и для временной заправки.

Системы быстрой заправки сочетают в себе компрессор и систему хранения высокого давления. Система хранения, называемая каскадом, заполняет топливный бак автомобиля примерно за то же время, которое требуется для заправки дизельного автомобиля. Сжатый природный газ не может разлиться во время заправки, а водители никогда не уйдут домой с запахом дизеля.

Системы Time-fill не имеют системы хранения и обычно сжимают газ непосредственно в баллонах для хранения транспортных средств для заправки транспортных средств, пока они припаркованы на ночь. С системами заправки по времени водители подъезжают к отведенному им месту в конце смены, подсоединяют топливный шланг к газовому баллону своего автомобиля и отправляются домой. Водителям не нужно ждать своей очереди у заправки дизельным топливом и не нужно снова ждать, пока их бак не заполнится. Это экономит их время и экономит деньги их компании.

Системы нейтрализации отработавших газов на природном газе дешевле и проще в обслуживании, чем системы нейтрализации отработавших газов для дизельных двигателей

На автомобилях, работающих на природном газе, нет сложных систем нейтрализации отработавших газов. Современным дизельным грузовикам требуется набор датчиков, фильтров и преобразователей для удаления загрязняющих веществ, таких как оксиды азота и сажа, из их выхлопных газов. Некоторые нейтрализаторы потребляют жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей, или DEF, реагент на водной основе, обращение с которым может быть затруднено в холодную погоду. Природный газ горит намного чище, чем дизельное топливо, поэтому на автомобиле, работающем на природном газе, не требуется ни одной из этих систем. Весь выхлоп проходит через простой трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, в результате чего уровень NOx практически равен нулю (0,02 г NOx на л.с.-ч).

Важно строго соблюдать рекомендуемые интервалы технического обслуживания двигателей, работающих на природном газе, но при надлежащем обслуживании грузовики, работающие на природном газе, нередко проезжают миллион миль. И механики часто считают, что обслуживание двигателя, работающего на природном газе, может быть более приятным занятием из-за того, насколько он чистый.

Природный газ способствует экономии средств

Помимо экономии за счет более низких затрат на техническое обслуживание и сокращения времени простоя на техническое обслуживание, менеджеры автопарка также могут значительно сэкономить на расходах на топливо. В Соединенных Штатах розничная цена на сжатый природный газ была постоянно ниже цены на дизельное топливо с начала бума сланцевого газа в начале 2000-х годов. Он также не связан с ценой на нефть и поэтому был достаточно стабильным. В результате операторы газового флота не испытывают резких скачков цен на топливо, с которыми приходится сталкиваться другим автопаркам всякий раз, когда растут цены на нефть и резко возрастает стоимость дизельного топлива. Это происходит в дополнение ко всем другим преимуществам, которые двигатели, работающие на природном газе, предлагают для транспортных приложений.

Природный газ сокращает выбросы парниковых газов

Природный газ имеет множество преимуществ в области устойчивого развития, включая сокращение выбросов парниковых газов (ПГ) на 13–17 % и снижение выбросов CO2 на 27 % по сравнению с нефтью при использовании природного газа. Преимущества действительно очевидны при использовании возобновляемого природного газа (RNG), полученного из биогаза.

ГСЧ может помочь автопаркам достичь отрицательных уровней выбросов парниковых газов, поскольку при производстве ГСЧ улавливается биогаз, такой как метан, который в противном случае выбрасывался бы в атмосферу в результате естественного разложения. Этот биогаз получается в результате ферментации органических отходов, таких как навоз животных, в промышленных варочных котлах. Переход на возобновляемый природный газ может стать для этих предприятий эффективным способом достижения любых целей по сокращению выбросов парниковых газов, которые могут у них возникнуть. Многие транспортные предприятия, работающие в сельскохозяйственных районах, нашли способы создания взаимовыгодных партнерских отношений с местными фермерами, готовыми инвестировать в установку производства возобновляемого газа. Муниципалитеты и мусороперерабатывающие компании, владеющие свалками, могут улавливать метан, образующийся в результате разложения отходов, и продавать его производителям ГСЧ, что существенно компенсирует их затраты на топливо.

Если вам подходят двигатели, работающие на природном газе, не забудьте также ознакомиться с нашими ответами на часто задаваемые вопросы о двигателях, работающих на природном газе. Эти ответы охватывают такие темы, как стоимость, практичность и возможность интеграции природного газа в коммерческий парк.

Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.

Бирки

Природный газ

Автобус

Большегрузные автомобили

Камминз Двигатели

Никогда не пропустите последние новости

Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.

Адрес электронной почты

Компания

Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):

Грузоперевозки

Автобус

Пикап

Строительство

Сельское хозяйство

Пунит Сингх Джавар является генеральным директором глобального газового бизнеса Cummins Inc. В этой должности он отвечает за концепцию продукта, финансовое управление и общую эффективность газового бизнеса. За свою 14-летнюю карьеру в Cummins Джавар наладил успешные отношения с рядом крупнейших клиентов Cummins. Джавар имеет обширный международный опыт работы на Ближнем Востоке, в Индии, Европе и США.

Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

Двигатели Cummins, работающие на природном газе, могут обеспечить значительный срок службы и надежность при правильном обслуживании — настолько, что они прослужат десятилетиями, и их число продолжает расти.

В период с 2008 по 2009 год более 3730 двигателей Cummins B Gas Plus, работающих на природном газе, были закуплены через OEM-партнеров Tata Motors и Ashok Leyland и доставлены в национальный столичный регион Индии. Почти 15 лет спустя эти двигатели были развернуты в транзитном автобусном парке Делийской транспортной корпорации (DTC) и продолжают эксплуатироваться.

На сегодняшний день автобусы проехали примерно 5,4 миллиарда километров — да, млрд – за последние 15 лет.

Эти двигатели доказывают то, что Магед Тадрос, генеральный менеджер Cummins Global Bus Business, любит говорить своим клиентам: «Внедрение двигателей Cummins, работающих на природном газе, в вашем автопарке может помочь получить ряд эксплуатационных и экономических преимуществ».

Являясь двигателем Cummins с самым низким общим уровнем выбросов на рынке для грузовых автомобилей и автобусов, двигатели Cummins, работающие на природном газе, работают на обильном недорогом топливе и оснащены необслуживаемой трехкомпонентной системой очистки выхлопных газов с катализатором.

Необходим надежный транспорт. За последние 15 лет двигатели Cummins B Gas Plus, работающие на природном газе, помогли более чем 150 миллионам жителей Индии добраться туда, куда им нужно, и будут продолжать делать это еще долгие годы.

Щелкните, чтобы просмотреть инфографику

«Двигатели Cummins пользуются спросом во всем мире благодаря их надежности и долговечности мирового уровня, — пояснил Пунит Джавар, генеральный директор по природному газу. «Мы многому научились из нашего опыта в Индии, среди других стран, внедряющих двигатели, работающие на природном газе, и знания, которые повлияли на наше следующее поколение двигателей».

В прошлом году компания Cummins объявила, что двигатель на природном газе B6.7 будет доступен в Индии. Созданный для школьных автобусов, маршрутных такси и грузовиков средней грузоподъемности, B6.7N может похвастаться крутящим моментом до 240 л.с./560 фунт-футов.

Двигатели, работающие на природном газе, являются наиболее зрелой, проверенной и наименее разрушительной из доступных на сегодняшний день альтернативных технологий в области энергетики. Они обеспечивают гибкость диапазона и обеспечивают такую ​​же мощность, производительность и удобство вождения, что и дизельные двигатели. Двигатели Cummins, работающие на природном газе, помогают автопаркам снизить общее воздействие на окружающую среду без значительного увеличения эксплуатационных расходов или снижения производительности или времени безотказной работы.

Мощность двигателей Cummins, работающих на природном газе, была продемонстрирована в этом месяце на выставке India Auto Expo в Большой Нойде, штат Уттар-Прадеш, Индия.

Теги

Природный газ

Cummins Engines

Индия

Бизнес-сегмент Power Systems

Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

22 декабря 2022 г. от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

Приближаясь к концу 2022 года, мы отмечаем некоторые достижения, которые сделали этот год захватывающим и инновационным для New Power. За последние 12 месяцев мы расширили наши технологии, выросли как бизнес и продолжали прокладывать путь к будущему с нулевым уровнем выбросов. Присоединяйтесь к нам, чтобы обсудить пять побед нашего бизнес-подразделения New Power, которые помогли сделать этот год по-настоящему впечатляющим.

Нажмите, чтобы просмотреть инфографику

Добро пожаловать в наше семейство аккумуляторов LFP

Новейшим членом нашего семейства аккумуляторов является литий-железо-фосфатный (LFP) аккумулятор, который расширяет нашу поддержку электрифицированных коммерческих транспортных средств. LFP — это аккумуляторы с более быстрой зарядкой и длительным сроком службы, которые используются на рынках грузовиков средней грузоподъемности и школьных автобусов. Для LFP не требуется никель или кобальт, что делает их более доступными и экологичными. Аккумуляторы Cummins LFP с более быстрой зарядкой, более высокой мощностью и увеличенным на 10 % сроком службы разработаны с учетом требований непрерывной работы и имеют более низкую совокупную стоимость владения.

Зеленое путешествие идет по плану: наши системы топливных элементов питают первый в мире парк пассажирских поездов, полностью работающих на водороде

Планы на отпуск? Посетите нас в Европе, где мы запускаем первый в мире парк водородных поездов. Поезда Alstom Coradia iLint оснащены системами топливных элементов Cummins и курсируют по первому в мире маршруту пассажирских поездов, полностью работающих на водороде. Поезда преобразуют водородное топливо в энергию и превращают существующую неэлектрифицированную инфраструктуру в железнодорожные линии с нулевым уровнем выбросов. Эти поезда выделяют только пар и водяной конденсат во время эксплуатации и работают с низким уровнем шума, что повышает комфорт как оператора, так и пассажиров.

Системы водородных топливных элементов, используемые в поездах, собираются в производственном центре водородных топливных элементов Cummins в Хертене, Германия. Объект был полностью введен в эксплуатацию в 2022 году, что позволило ускорить внедрение водородных технологий в Европе и мире.

Северная Америка? Чек об оплате. Европа? Чек об оплате. Мы расширили присутствие New Power по всему миру

В этом году мы продвигали вперед зеленую водородную экономику по всему миру, поддерживая новые инфраструктурные проекты и продвигая государственные цели по декарбонизации.

Мы заложили фундамент нашего нового завода по производству гигаваттных электролизеров PEM в Гвадалахаре, Кастилия-Ла-Манча, Испания. Строительство планируется завершить к концу 2023 года. Объект площадью 200 000 кв. футов будет иметь мощность 500 МВт в год с возможностью увеличения до более чем 1 ГВт в год.

Наше предприятие по производству электролизеров в Овеле, Бельгия, увеличило свою мощность до 1 ГВт благодаря программе Hy2Tech «Важный проект общеевропейского интереса» (IPCEI). IPCEI поможет Cummins разработать новое поколение блоков электролизеров PEM для питания крупномасштабных систем производства водорода. В этом году в нашем новом производственном центре систем водородных топливных элементов в Хертене, Германия, началась работа, что способствует дальнейшему внедрению водородных технологий по всей Европе.

Мы расширили наш кампус в Миссиссоге, Онтарио, Канада, добавив третий объект, посвященный водородным технологиям. Новое предприятие вмещает растущий персонал компании, мощности по производству водорода и разработку новых продуктов, что позволяет Cummins лучше поддерживать развивающийся рынок водорода в Северной Америке.

Ожидание подошло к концу — наши электрифицированные силовые агрегаты официально дебютировали

Мы представили Meritor 17Xe ePowertrain, интегрированный с аккумуляторной системой Cummins. Модель 17Xe предназначена для большегрузных автомобилей общей массой 44 тонны. В сборке также используется новый литий-железо-фосфатный аккумулятор Cummins (LFP).

Наши варианты чистой трансмиссии предлагают преимущества производительности и компоновки для различных применений по всему миру.

Электролизеры находятся в США: мы начинаем производство в США

Мы объявили, что впервые начнем производство электролизеров в США на нашем заводе в Фридли, штат Миннесота. Чтобы продвигать отечественную зеленую водородную экономику вперед, мы начнем с производственных мощностей в 500 мегаватт (МВт) в год с возможностью масштабирования до 1 гигаватт (ГВт) в будущем.

Метки

Новая сила

Электрификация

Водород

Устойчивое развитие

Нулевой пункт назначения

Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

от Cummins Inc. , мирового лидера в области энергетических технологий

Компания Cummins Inc. (NYSE:CMI) объявила лауреатов самой престижной технической награды компании в 2022 году — премии Julius Perr Innovation. Уже 23 года подряд эта награда присуждается сотрудникам, которые продемонстрировали превосходство в инновациях и технологиях, разработав важную интеллектуальную собственность для наших продуктов.

В этом году получателями наград являются сотрудники Cummins Ричард Ансимер, Кришна Камасамудрам, Ашок Кумар, Гоцян Ли, Тим Проктор, Майкл Уилсон и Алексей Езерец. Также признательность Нилу Карриеру, Эду Ходзену и Вивеку Суджану.

ОБ ИННОВАЦИЯХ

Первые выигранные патенты касаются уменьшения накопления серы на катализаторе селективного восстановления (SCR).

Ancimer, Currier, Kamasamudram, Kumar и Yezerets разработали методологии не только для контроля накопления серы, но и для более быстрой регенерации катализаторов при более низких температурах за счет синхронизации условий работы двигателя во время регенерации. Их работа используется для продуктов Cummins, таких как Euro IV/V/VI, EPA 2010, Tier IV, а также в регионах с высокосернистым топливом, и, вероятно, будет продолжать играть роль в соблюдении будущих норм выбросов.

Компания Wilson разработала другой подход, ориентированный на канал обслуживания в регионах с топливом с высоким содержанием серы, в частности, с продуктами Euro V в Южной Америке. Ключевой особенностью его изобретения является деактивация цилиндров, и его работа неоднократно цитировалась в патентах, не принадлежащих Cummins.

В качестве второй победившей технологии Ходзен, Ли, Проктор и Суджан изобрели функцию SmartTorque2 (ST2), которая является частью отмеченной наградами системы Eaton Cummins SmartAdvantageTM  Powertrain. Эта функция автоматически определяет множество факторов, таких как класс и вес, и выбирает оптимальный крутящий момент для производительности и экономии топлива. Изобретение впервые было запущено в производство в 2013 году, а с 2017 года оно входит в стандартную комплектацию продукта X159. 0004

О НАГРАДАХ

Эта награда была учреждена в честь доктора Джулиуса Перра, который ушел из Cummins в 1997 году с поста вице-президента по топливным системам. Доктор Перр, скончавшийся в 2005 году, присоединился к Cummins в 1958 году после бегства из коммунистической Венгрии. Он переехал в Колумбус, штат Индиана (США), и начал свою 41-летнюю карьеру в качестве инженера и руководителя компании Cummins. За свою жизнь он был назван изобретателем или соавтором 186 выданных патентов и остается источником вдохновения для многих в нашей отрасли.

2022 ЦЕРЕМОНИЯ

Церемония вручения наград Джулиуса Перра за инновации была проведена лично с участием старших технических руководителей, членов семьи Перр, лауреатов премии Перр 2022 года и их гостей 18 октября 2022 года. Четыре победителя: Кришна Камасамудрам, Ашок Кумар, Гоцян Ли и Майкл Уилсон, смогли лично присутствовать, чтобы получить свои награды. Остальные три победителя не смогли присутствовать, но их награда и особое признание были вручены им отдельно.

КОМИТЕТ ПО ПРОВЕРКЕ 

Члены отборочной комиссии, в которую входят руководители всех бизнес-подразделений, собираются ежегодно для оценки патентов, создавших значительную ценность для нашей продукции. В 2022 г. было рассмотрено более 1100 патентов, прежде чем были выбраны окончательные получатели присужденных патентов. С 2000 года только 84 патента были отобраны для этой престижной награды, и каждое изобретение повышает ценность нашего бренда, обещающего инновации и надежность.

Еще раз поздравляем лауреатов 2022 года с честью выиграть Премию Джулиуса Перра за инновации 2022 года.

Tags

Innovation

Always Innovating

Technology

Agriculture

Bus

Construction

Defense

Marine

Mining

Heavy Duty Trucks

RV

Oil and Gas

Rail

Power Поколение

Отдел новостей Cummins: Наши инновации, технологии и услуги

от Cummins Inc., мирового лидера в области энергетических технологий

Автором этой статьи является Чак МакКлагерти, Bear Electric, авторизованный дилер Cummins.

Смартфоны, смарт-телевизоры, виртуальные помощники, смарт-термостаты, смарт-замки и дверные звонки. Теперь наши дома заполнены умными устройствами. К сожалению, большинство из них становятся бесполезными без энергии для запуска или перезарядки. Вот почему домовладельцам следует подумать об установке одного интеллектуального устройства в первую очередь: домашнего резервного генератора.

Как авторизованный дилер Cummins, я устанавливаю множество домашних резервных генераторов Cummins QuietConnect™ по всему Орегону. В условиях все более суровых погодных условий, веерных отключений электроэнергии и старения электросетей я могу с уверенностью сказать вам, что резервный генератор — это выгодное вложение.

Лучшая часть владения одним из этих умных устройств? Вам не нужно указывать, когда включать и выключать. Он делает это автоматически.

Вкратце, вот процесс:

Когда мы устанавливаем домашний резервный генератор Cummins, мы также устанавливаем автоматический переключатель Cummins. Этот автоматический переключатель постоянно контролирует электроэнергию, поступающую в дом. Если он обнаружит перерыв в обслуживании, он автоматически отключит дом от линии электроснабжения за долю секунды и вместо этого включит генератор Cummins для питания дома. Генератор питается либо от линии природного газа, либо от баллона с пропаном.

Пока генератор Cummins питает дом, автоматический переключатель будет продолжать контролировать линию электроснабжения. Как только он обнаружит, что питание было восстановлено, он автоматически отключит генератор от электрической системы дома и снова подключит электроэнергию.

Вам не нужно ничего делать. Нада. пшик. Генератор и безобрывный переключатель делают всю работу. В некоторых случаях вы можете даже не осознавать, что отключилось электричество, пока не выглянете в окно и не увидите, что во всех домах ваших соседей темно.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *