Коэффициент загрузки двигателя: 2.3. Расчет коэффициента загрузки двигателя

Оценка энергетических параметров лесной погрузочно-транспортной машины

Клоков Д.В., Ермалицкий А.А.

(УО «БГТУ», г. Минск, Республика Беларусь)

Известно, что применение форвардеров в сравнении с наиболее распространенными в Беларуси трелевочными тракторами при проведении сплошных и несплошных рубок главного пользования дает снижение себестоимости заготовки древесины до 15%. В достижении этого показателя при использовании данных машин немаловажную роль играет энергоемкость процесса подвозки древесины. В связи с этим необходимость оценки энергетических параметров лесных погрузочно-транспортных машин является актуальной задачей.

Рассмотрим, как может быть решена данная задача на примере форвардера МЛПТ-354. В результате проведенных исследований нагруженности его трансмиссии были получены зависимости изменения крутящих моментов на передней и задней полуосях машин с колесной формулой 4К4 и 6К6 при различных эксплуатационных условиях и режимах движения.

При исследовании процесса трогания машины как снаряженной, так и с пачкой сортиментов задавался различный темп включения муфты сцепления, варьировался объем перевозимой пачки сортиментов и параметры двигателя.

Зависимость коэффициента динамичности трансмиссии К_д погрузочно — транспортной машины с колесной формулой 4К4 (а) и 6К6 (б) от разных темпов включения муфты сцепления при установке различных двигателей приведена на рис. 1., из которого видно, что у машины 4К4 с установкой двигателя Д-245 коэффициент динамичности трансмиссии К_д уменьшается на 21…35% по сравнению с машиной с двигателем Д-243.

Рисунок 1- Зависимость коэффициента динамичности трансмиссии Кд погрузочно-транспортной машины с колесной формулой 4К4 (а) и 6К6 (б) от разных темпов включения муфты сцепления при установке различных двигателей

Необходимо иметь обоснованное представление о режимах работы двигателя, в том числе и его загрузке крутящим моментом, для прогнозирования эксплуатационных свойств, расчета и испытания узлов, механизмов и систем. Измерителем этого показателя является коэффициент загрузки двигателя крутящим моментом К_з [2], который определяют по формуле

К_з=М_с/М_ен,

где М_с – математическое ожидание длительно действующего момента сопротивления, кН×м; М_ен – номинальный крутящий момент двигателя при расчетной мощности.

Таблица 1 — Коэффициент загрузки двигателя погрузочно-транспортной машины 4К4 и 6К6

Исследования эксплуатационных режимов при работе погрузочно-транспортной машины в различных производственных условиях и, в частности, данные табл. 1 позволяют выбрать наиболее приемлемый двигатель. Установлено, что с увеличением энергонасыщенности машины коэффициент загрузки двигателя на основных рабочих передачах уменьшается.

Для выявления максимальной нагруженности трансмиссии при работе погрузочно-транспортной машины в тяжелых режимах эксплуатации были поставлены опыты с переездом неровностей (рис. 2).

Переезд пороговой неровности (Н_п=0,6 м, L_п=0,38 м) на скорости 2,5 км/ч показал, что значение максимального М_кр на задней полуоси достигает 20 кН·м в момент наезда на неровность колесами технологического модуля, в то время как на передней полуоси момент, соответственно не превышает 10 кН·м.

В момент съезда с неровности, как передними, так и задними колесами за счет толкающей силы возникают моменты, соответственно на передней полуоси М_кр=10 кН·м и на задней полуоси М_кр=15 кН·м.

Таким образом, размах изменения моментов по амплитуде относительно нулевой линии, при переезде неровностей в виде пней составляет при груженом сортиментовозе: передняя полуось ±10 кН·м; задняя полуось ±20 кН·м. Коэффициенты динамичности в этом случае составляют: К_дм1=3,2…3,5, К_дм2=3,4…3,7.

Для того чтобы получить представление о нагруженности трансмиссии форвардера в реальной эксплуатации, исследования проводились на типичных производственных волоках с типизированным микропрофилем [1]. При движении машины по такому волоку характер динамических нагрузок в значительной мере усложняется, когда на полученных зависимостях наблюдается периодичность процессов или происходит наложение частот колебаний возмущающего воздействия и при движении колебания крутящего момента носят случайный характер.

Рисунок 2 — График изменения крутящих моментов на полуосях груженной машины 4К4 при переезде пороговой неровности на первой передаче с включенным приводом заднего моста (скорость движения u=2,5 км/ч): 1- передняя полуось; 2- задняя полуось

Анализ результатов по нагруженности трансмиссии при установившемся движении показал, что крутящие моменты на обоих полуосях при движении груженого и снаряженного сортиментовоза с различными скоростями имеют схожий характер изменения. Причем на передней полуоси при установившемся движении максимальные значения М_кр изменяются в пределах 4…5,2 кН·м и превышают развиваемые моменты на задней полуоси, которые изменяются в пределах 2,5…4,9 кН·м. Средние значения при этом составляют соответственно: передняя полуось m_пер=2,7 кН·м, задняя — 1,58 кН·м.

При отключении привода заднего моста на всех режимах нагруженность передней полуоси значительно возрастает, m_пер=3,4 кН·м при диапазоне изменения экстремумов 0,9…6,7 кН·м. Причем, различие в максимальных значениях М_кр переднего моста груженого и снаряженного составляет 2 кН·м.

Изменение М_кр на обоих полуосях с изменением как скорости движения, так и объема перевозимого груза приобретает иной характер. Наблюдается увеличение диапазона частот распределения М_кр с увеличением скорости движения и наоборот, снижение частоты изменения М_кр с увеличением массы перевозимого груза.

Полученные данные показывают, что в тяжелых условиях эксплуатации включение привода заднего моста значительно снижает нагруженность всей трансмиссии машины.

Анализ нагруженности трансмиссии машины показал, что значения крутящих моментов на передней полуоси превышали развиваемые моменты на задней полуоси на 40…80%, при всех режимах движения. При отключении привода заднего моста нагруженность передней полуоси возрастала в 1,5…2 раза.

Погрузочно-транспортная машина, представляет вероятностную динамическую систему с несколькими стационарными процессами на входе и выходе. Параметры выходных процессов и их количество определяются в каждом конкретном случае конкретной постановкой задачи исследования и при определении параметров шин необходимо рассматривать предложенную математическую модель колебаний погрузочно-транспортной машины в комплексе [1]. Для оценки параметров в качестве выходного процесса будем использовать величину нагруженности трансмиссии машины по коэффициенту динамичности К_дин.

В задачу определения оптимальных параметров входило: расчет оптимальных крутильных жесткостей шин  и коэффициентов неупругого сопротивления  при условии минимизации целевой функции и соблюдении условий ограничения.

Используя целевую функцию в виде: F=K_дин = f(,) = ®min.

Условия ограничений:

Определялись при заданных и управляемых оптимизируемых параметрах системы функция F, или коэффициент динамичности К_дин.

Для проведения расчетов определялись необходимые параметры, входящие в выражения целевой функции и ограничений. Расчеты проводились при следующих условиях: скорость движения принималась в пределах 3,6…10,8 км/ч; объем рейсовой нагрузки максимален – 6 м³; перераспределение вертикальной нагрузки между передним и задним мостом стремится к 1; поверхность движения — пасечный волок.

Анализом полученных результатов установлено, что область оптимальных параметров определяется следующими интервалами: жесткость шин с=640…700 кН/м, коэффициент неупругого сопротивления k=60…75 кН×с/м.

Реализация рекомендуемых оптимальных параметров позволяет снизить величину средних квадратичных значений крутящих моментов в трансмиссии на 12…15 %, а следовательно, и нагруженность машины в целом.

Литература

1. Клоков Д.В. Обоснование параметров и оценка динамических показателей лесной колесной погрузочно-транспортной машины: Автореф. дис. … канд. техн. наук. – Мн., 2001. – 21 с.

2. Анисимов Г.М. Условия эксплуатации и нагруженность трансмиссии трелевочного трактора. — М.: Лесн. пром-сть, 1975. — 168с.

Повышение коэффициента мощности асинхронных электродвигателей | Статьи

Расчет КБ индивидуальной компенсации реактивой мощности

Как известно, потребляемый асинхронным двигателем реактивный ток остается практически постоянным при различной нагрузке. Это определяет низкий коэффициент реактивной мощности (cosφ) недогруженных двигателей. Например, при изменении загрузки двигателя номинальной мощностью — Р_2ном= 45 кВт с различным числом полюсов от 25 до 100%, его коэффициент мощности — cosφ — меняется в пределах 21-43% (табл. 1, 2), а реактивная мощность компенсации для режима холостого хода составит около 90% от Р_2ном. Приближенно степень загрузки двигателя можно определить путем соотношения измеренного потребляемого им тока при номинальной нагрузке и допустимом отклонении напряжения на клеммах к значению тока, рассчитанному по каталожным параметрам.

Установка индивидуальных конденсаторных батарей (КБ), присоединяемых непосредственно к выводам трехфазного асинхронного двигателя или клеммам его магнитного пускателя (рис. 1), является эффективным способом компенсации их реактивной мощности при длительном технологическом режиме работы привода. Кроме того, в некоторых случаях установка КБ позволяет одновременно улучшить механическую характеристику двигателя за счет повышения рабочего напряжения, что достаточно важно при протяженной линии питания.

Рис. 1. Схема присоединения КБ к выводным клеммам двигателя

Повышение напряжения — ΔU (B) можно оценить по выражению: ΔU = 10^-3Q_КБX/U, где Q_КБ — мощность конденсатора, квар; Х — реактивное сопротивление сети подключения, Ом; U — междуфазное напряжение, кВ.

Таблица 1. Коэффициент мощности (сosφ) асинхронного электродвигателя мощностью Р_2ном.= 45 кВт (степень защиты IP4) в зависимости от степени загрузки Р₂/Р_2ном., %

Таблица 2. Коэффициент мощности (сosφ) асинхронного электродвигателя мощностью Р_2ном.= 45 кВт (степень защиты IP23) в зависимости от степени загрузки Р₂/Р_2ном., %

Современные асинхронные двигатели потребляют реактивный ток, в зависимости от их номинальной мощности — Р_2ном., составляющий около 20-40% от номинального, а требуемая мощность КБ будет меняться в зависимости от условий загрузки даже для асинхронных двигателей одной и той же номинальной мощности.

В качестве примера определим Q_КБ для двигателя 45 кВт (табл. 1), при различной загрузке: коррекция cosφ₂ производится до значения cosφ=0,97 по формуле Q = P(tgφ₂ — tgφ₁).

• Двигатель 4Ah280M2У3, загрузка 25%, Q_КБ = 45·0,918 = 41,3 квар.
• Двигатель 4Ah280M2У3, загрузка 100%, Q_КБ= 45·0,713 = 32 квар.

Таким образом, в первом случае к двигателю следует присоединить конденсатор МКК-400-D-40-21 номинальной мощностью 40 квар, а во втором — МКК-400-D-25-01 (ближайший из стандартного ряда) — использовать параллельное включение косинусных конденсаторов в данном случае нерационально.

После установки КБ ток блока «двигатель-КБ» (рис. 1) снизится. Если максимально-токовая защита двигателя расположена до точки подключения КБ (рис.  1), уставки защиты должны уменьшиться на соотношение: cosφ до компенсации/cosφ после компенсации (практически на 7-12%).

Когда в схеме автоматизированного электропривода используются дополнительные устройства (плавного пуска, регулирования скорости вращения, торможения и т.д.), а также во избежании «самовозбуждения» — повышения напряжения на обмотке статора электродвигателей приводов с высокоинерционной нагрузкой, обусловленного появлением опережающего емкостного намагничивающего тока, для коммутации КБ нужно использовать собственный контактор (рис. 2). По этой же причине (предотвращения «самовозбуждения») мощность КБ, в случае подключения по схеме рис. 1, рекомендуется ограничивать до значений, приведенных в табл. 3.

Рис. 2. Схема присоединения КБ привода через индивидуальный (собственный) контактор
Примечание. Контактор КБ включается (отключается) перед включением (отключением) контроллера.

Таблица 3. Максимальное значение мощности КБ, исключающее риск «самовозбуждения» электродвигателя при подключении на U_ном.=400 В, по схеме рис. 1 (по данным немецкой компании TDK EPCOS)

коэффициент мощности и эффективность больших дробильных двигателей

Коэффициент мощность синхронный двигатель Большая

Коэффициент мощности синхронного двигателя, так же как и у асинхронного двигателя, зависит от нагрузки. Коэффициент мощности синхронного двигателя зависит от нагрузки на валу двигателя и тока возбуждения.

Что такое ?коэффициент мощности??

Коэффициент мощности (powerfactor) равен отношению активной мощности к полной мощности PF = P/S. В случае, когда в системе только синусоидальные ток и напряжение на одной частоте, PF = P/S = cosϕ

Анализ влияния коэффициента загрузки асинхронных

Из графиков рис. 1 и 2 нетрудно видеть, что значение коэффициента реактивной мощности асинхронных двигателей увеличивается также с уменьшением их номинальной мощности.

Коэффициент мощности Основы solo-project

Коэффициент мощности является безразмерной физической величиной, характеризующей электрический ток. У быстроходных двигателей и высокомощных двигателей коэффициент выше,

Синхронные машины двигатели, генераторы и компенсаторы

В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Предельное значение коэффициента реактивной мощности tg

Значения соотношения потребления активной и реактивной мощностей (tg) определяются в виде предельных значений коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших

Что такое коэффициент мощности?

Коэффициент мощности — величина, равная отношению активной мощности p, потребляемой нагрузкой, к ее полной мощности s.. Полная мощность — это произведение действующих значений напряжения и тока:

Коэффициент использования мощности: что это за показатель

Данные по фактической и потенциальной мощности берутся за один и тот же промежуток времени. Для удобства можно рассчитывать эффективность использования мощностей в процентном отношении.

Коэффициент загрузки мощности Энциклопедия по экономике

Коэффициент загрузки двигателей по мощности kNd характеризует отношение всей мощности, затрачиваемой на холостую и полезную работу оборудования, к суммарной установленной мощности

Коэффициент мощности cos φ: определение, назначение

Геометрически коэффициент мощности можно изобразить, как косинус угла на векторной диаграмме между током, напряжением между током, напряжением.В связи с чем при синусоидальной форме токов и напряжений величина cos φ

Коэффициент загрузки мощности Энциклопедия по

Коэффициент загрузки двигателей по мощности kNd характеризует отношение всей мощности, затрачиваемой на холостую и полезную работу оборудования, к суммарной установленной мощности

Коэффициент мощности

Коэффициентом мощности (cosφ) называется отношение активной мощности Р (ватт, киловатт) к полной мощности S (вольтампер, киловольтампер). Коэффициент мощности в общем случае меньше единицы. Только при чисто активной

Значения коэффициентов реактивной мощности

Технически необходимая степень КРМ в каждой точке сети определяется параметрами линий, соединяющих эту точку с источниками питания. Эти параметры индивидуальны для каждой точки и, следовательно, для каждого

Бесколлекторные двигатели с постоянным магнитом Control

Применение больших двигателей переменного тока с постоянным магнитом (ПМ) при решении серьезных промышленных и оборонных задач становится более заметным. Их количество ограничено скорее рядом рыночных проблем, чем

Что такое коэффициент мощности и как узнать спектр

Для учета коэффициента мощности в приборе HIOKI есть параметр DPF (Displacement Power Factor, смещённый коэффициент мощности), который учитывает только первую гармонику и

Коэффициент использование двигатель Большая

Коэффициент использования двигателя в системе ПЧВС составляет 0 8 0 9 из-за снижения cosy до 0 85н 0 88 ( вместо 0 9) при работе от инвертора тока с коммутацией за счет ЭДС, а также за счет дополнительных потерь от высших

Коэффициент использования мощности оборудования

Коэффициент использования мощности оборудования 126 Основным методом установления норм времени, отвечающим прогрессивным целям нормирования, является аналитически-расчетный.При этом норму времени на операцию

Как повысить эффективность электродвигателя Fluidbusiness

Обратите внимание, что чем ниже коэффициент мощности (больший сдвиг фазы ток-напряжение va), тем меньше входная мощность при данном входном токе и напряжении.

Предельное значение коэффициента реактивной мощности tg

Значения соотношения потребления активной и реактивной мощностей (tg) определяются в виде предельных значений коэффициента реактивной мощности, потребляемой в часы больших

Коэффициент мощности cos φ: определение, назначение

Геометрически коэффициент мощности можно изобразить, как косинус угла на векторной диаграмме между током, напряжением между током, напряжением.В связи с чем при синусоидальной форме токов и напряжений величина cos φ

Коэффициент использования мощности Энциклопедия по

Расход электроэнергии рассчитывают, исходя из мощности установленных двигателей, коэффициента использования мощности, коэффициента машинного времени агрегатов и планового времени

Коэффициент мощность генератор Большая

Коэффициент мощности генератора определяется характером нагрузки потребителей. С увеличением номинального значения коэффициента мощности ( при сохранении номинальных значений тока и напряжения) увеличивается

MWM Газовый двигатель TCG 3016

Высшая эффективность среди двигателей этого класса мощности благодаря уникальной комбинации больших межсервисных интервалов (80 000 при работе на природном газе) и высокой эффективности

Коэффициент мощности ЭП

Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности, т.к. при этом, имея повышенную первоначальную стоимость, ЭП работает с низким КПД и коэффициентом мощности.

Значения коэффициентов реактивной мощности

Технически необходимая степень КРМ в каждой точке сети определяется параметрами линий, соединяющих эту точку с источниками питания. Эти параметры индивидуальны для каждой точки и, следовательно, для каждого

MWM Газовый двигатель TCG 3016

Высшая эффективность среди двигателей этого класса мощности благодаря уникальной комбинации больших межсервисных интервалов (80 000 при работе на природном газе) и высокой эффективности

Коэффициент использования мощности Энциклопедия по

Расход электроэнергии рассчитывают, исходя из мощности установленных двигателей, коэффициента использования мощности, коэффициента машинного времени агрегатов и планового времени

Зависимость коэффициент мощность Большая

Зависимость коэффициента мощности двигателей от степени их загрузки изображена на рис. 10.99. Зависимость КПД двигателей от степени их загрузки изображена на рис. 10.97.

Коэффициент запас мощность Большая Энциклопедия

Коэффициент запаса мощности, кроме того, зависит от соотношения требуемого значения мощности насоса и ближайшего значения мощности двигателя, выпускаемого отечественной промышленностью.

Коэффициент мощности ЭП

Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности, т.к. при этом, имея повышенную первоначальную стоимость, ЭП работает с низким КПД и коэффициентом мощности.

Мотор с непосредственным впрыском. Насколько

В отличие от обычных двигателей с впрыском топлива через форсунку во впускном трубопроводе (pfi), которые смешивают топливо и воздух перед впрыском в цилиндры двигателя, технология gdi предусматривает распыление

Что такое коэффициент мощности и как узнать спектр

Для учета коэффициента мощности в приборе HIOKI есть параметр DPF (Displacement Power Factor, смещённый коэффициент мощности), который учитывает только первую гармонику и

Особенности плавного пуска электродвигателей

Как для синхронных так и для асинхронных двигателей, высокие значения пусковых токов статора и ротора приводит к снижению коэффициента мощности. Коэффициент мощности и, следовательно

Коэффициент мощности, что это такое? Электрикам

Коэффициент мощности (cos φ косинус фи) это отношение активной мощности к полной. Чем ближе это значение к единицы, тем лучше, так как при значении cos φ =

ГОСТ IEC/TS 60034-31-2015 Машины электрические

ГОСТ iec/ts 60034-31-2015 Машины электрические вращающиеся. Часть 31. Выбор энергоэффективных

КПД двигателя внутреннего сгорания:3 фактора, влияющих на

Коэффициент полезного действия: дизель или бензин? Сравнивая коэффициент полезного действия бензинового и дизельного силового агрегата, о

Способы повышения коэффициента мощности

У таких устройств велика реактивная (индуктивная) составляющая тока, т. е. большой положительный угол сдвига фаз φ между напряжением и током, что ухудшает их коэффициент мощности cos φ, а

Как повысить коэффициент мощности без использования

При этом следует иметь в виду, что повышение коэффициента загрузки трансформатора до 0,6 приводит к заметному повышению коэффициента мощности, а при дальнейшем увеличении коэффициента

Изменение расхода топлива в зависимости от коэффициента нагрузки двигателя

Контекст 1

… Также можно наблюдать, например, что увеличение расхода топлива для самого маленького бульдозера (D6R) — это Результаты на рис. 1 показывают, что расход топлива 6,1 л / ч на каждые 15% увеличения коэффициента загрузки. −1 увеличивается с 0,0949 л / ч на кВт при коэффициенте нагрузки самой большой модели (D11R) имеет увеличение расхода топлива −1 −1 35% до 0,1348 л / ч на кВт при коэффициенте нагрузки 50%. Его расход 26 л / ч на каждые 15% увеличения также можно отметить, что расход топлива увеличивает коэффициент загрузки.Высокие значения R 2 указывают на сильное положительное значение от 0,1761 л ч -1 на кВт при коэффициенте нагрузки 65% до линейной корреляции между коэффициентом нагрузки и топливом 0,2178 л ч -1 на кВт при коэффициенте нагрузки 80%. Большой расход для бульдозеров Caterpillar. значения R 2 указывают на сильную положительную линейную корреляцию. Согласно результатам, показанным на рис. 3, почасовая стоимость между мощностью и расходом топлива компании Caterpillar для самого большого бульдозера (D11R) колеблется от 48,8 долл. США за бульдозеры. при коэффициенте загрузки 35% до 111,6 долл. США при коэффициенте загрузки 80%.Результаты на рис. 2 показывают, что расход топлива является линейной функцией годовых затрат (рис. 4) для одного и того же пролета бульдозера от коэффициента нагрузки. Однако первое — от 253 760 долларов (НЧ = 35%) до 580 320 долл. США (НЧ = 80%). увеличивается быстрее в абсолютных значениях для больших бульдозеров. Снижая коэффициент загрузки на 15%, можно получить в общей сложности 21,2 доллара США на …

Context 2

… и 110 240 долларов США в год на один бульдозер. Согласно данным, представленным ранее на рис. 2, −1 расход топлива D11R находится в диапазоне от 61 л / ч до −1 87 л / ч в условиях низкой нагрузки двигателя (LF = 35-50%), −1 от 87-113 л / ч при условия средней нагрузки двигателя -1 (LF = 50-65%) и 113-139.5 л / ч при высокой нагрузке двигателя (LF = 65-80%). Таким образом, можно отметить, что все три бульдозера D11R в исследуемой действующей угольной шахте работали в условиях высокой нагрузки двигателя в течение апреля, июня и июля и, как следствие, достигли высокого расхода топлива (рис. 5). Два бульдозера (2-3) также достигли высокого расхода топлива в январе. Также важно отметить, что ни один из трех бульдозеров не превысил максимальный уровень расхода топлива, рекомендованный производителем. Авторам не удалось получить какую-либо информацию, касающуюся конкретных условий эксплуатации на руднике, чтобы сделать какой-либо значимый вывод о высоком потреблении топлива в течение этих четырех месяцев.Однако оператор шахты может использовать эти результаты для дальнейшего анализа условий эксплуатации, которые приводят к увеличению расхода топлива. Результаты, представленные на рис. 6, показывают, что величина выбросов CO 2 −1 колеблется от 0,0364-0,0842 th при коэффициентах нагрузки 35 и 80%, соответственно, для самого маленького бульдозера −1 (D6R) и от 0,1635-0,3739 th при коэффициентах нагрузки. на 35 и 80% соответственно для самого большого бульдозера (D11R). Стоимость выброса CO 2 (рис. 7) колеблется от 1,82 до 4,21 доллара в час при коэффициентах нагрузки для самого маленького бульдозера (D6R) и от 8 долларов.От 17 до 18,69 долларов в час при нагрузке 35 и 80% соответственно для самого большого бульдозера (D11R). Годовые затраты (рис.8) варьируются от 9 476 до 21 880 долларов в год при коэффициентах нагрузки 35 и 80% соответственно для самого маленького бульдозера (D6R) и от 42 505 до 97 204 долларов в год для факторов нагрузки 35 и 80% соответственно. , для самого большого бульдозера (D11R). Если предположить, что крупномасштабные операции по добыче полезных ископаемых могут иметь, например, парк из 10 бульдозеров Caterpillar D11R, тогда затраты на выбросы CO 2 могут составить от 425 050 долларов до почти 1 миллиона долларов в год.Снижение коэффициента загрузки на 15% может снизить выбросы CO 2 на 18 466 долларов в год на одного …

Контекст 3

… На рис. 2 показано изменение расхода топлива в зависимости от коэффициента загрузки бульдозеров Caterpillar, включая D6R, D7G, D8R, D9T, D10T и D11R. Математическая зависимость между расходом топлива бульдозера и коэффициентом загрузки (рис. 2) может быть выражена следующим образом: …

Контекст 4

… На рис. 2 показано изменение расхода топлива в зависимости от коэффициента загрузки бульдозеров Caterpillar, включая D6R, D7G, D8R, D9T, D10T и D11R.Математическая зависимость между расходом топлива бульдозера и коэффициентом загрузки (рис. 2) может быть выражена следующим образом: …

(PDF) Расход топлива и коэффициенты нагрузки двигателя оборудования при разработке карьеров щебня

Расход топлива и коэффициенты нагрузки двигателя оборудования при разработке карьеров щебня M. Klanfar et al.

166 Technical Gazette 23, 1 (2016), 163-169

, но мобильные дробильно-сортировочные установки все чаще используются

в дополнение к стационарному или даже в качестве единственного технологического оборудования

.Мобильное оборудование

обеспечивает большую гибкость и экономию на транспортных расходах.

Конкретная горнодобывающая компания, предоставившая данные

по расходу топлива, использует все упомянутое оборудование,

— для разработки карьеров диабаза и доломита. Карьеры

типичны для щебня, а также рабочие условия

, описанные в следующем тексте.

Бульдозер используется почти исключительно для гравитационной транспортировки

вынутой вскрыши и

минерального сырья.В основном он работает с сыпучим материалом

на горизонтальных уступах и без разрыва.

Его цикл состоит из формирования призмы сопротивления на протяжении большей части траектории

, разгрузки полной нагрузки лопасти над гребнем уступа

и обратного возврата. Это может быть

, определяемое как легкие или средние рабочие условия. Экскаваторы-экскаваторы

в основном используются для выемки

верхнего слоя почвы и рыхлых пород, а также для погрузки

взорванного горного материала в мобильные перерабатывающие заводы и

грузовиков.Это представляет собой средние условия эксплуатации

для экскаваторов с переходом в тяжелые, если происходит выемка породы

. Исключением является один экскаватор, который часто работает с гидравлическим молотом

, при вторичном разрушении

негабаритного материала.

Колесные погрузчики и самосвалы выполняют стандартные операции

для данного типа оборудования. Погрузчики используются для загрузки

и коротких перевозок сыпучих и мелкозернистых материалов,

, таких как переработанный щебень.И погрузчики, и грузовики,

работают на относительно жестких и ухоженных поверхностях

с небольшими уклонами или без них. Сюда входят днище карьера и

подъездных дорог. Условия эксплуатации для данного оборудования

можно считать легкими.

Буровая установка для бурения скважин работает в диабазе и доломите

на уступах, которые обычно имеют высоту 20 м и с обычной схемой бурения

2,7 × 3 м. Оснащен перфоратором DTH

и сверлами 90 мм.

Мобильные дробильно-сортировочные установки

используются для обработки нескольких типов горных пород и производства

различных фракций заполнителя в зависимости от требований рынка

.

Мобильный ленточный конвейер используется в дополнение к перерабатывающим предприятиям

для отложения горных пород на выходе в

с целью получения больших отвалов.

5 Анализ факторов нагрузки

Коэффициенты нагрузки были получены на основе непрерывных данных о расходе топлива основного оборудования

, используемого в процессе разработки карьеров, за пяти-

-летний период.

Усредненный часовой расход топлива, выраженный в

литров в час, конвертируется в массу топлива с использованием обычной плотности топлива

0,85 кг / л [13].

Все оборудование возрастом до шести лет и оснащено

современными дизельными двигателями. Таким образом, для удельного расхода топлива

дизельных двигателей выбрано значение 0,22

кг / (кВт ∙ ч). Для подтверждения этого значения использовалось соотношение

из рис. Поскольку номинальная мощность двигателя

исследуемого оборудования составляет от 28,8 до

370 кВт, выбранное значение 0,22 кг / (кВт ∙ ч) является приемлемым.

Наконец, эмпирические коэффициенты нагрузки для оборудования составили

, полученные путем деления почасового расхода топлива на номинальную мощность двигателя

и выбранный удельный расход топлива.

Табл. 8 представлены исходные данные и результаты расчетов.

Средний коэффициент загрузки экскаваторов составляет

0,561 с небольшим отклонением между моделями. Согласно

по разным источникам, это значение находится в пределах средних рабочих условий

, что также имеет место в этих карьерах

.Исключение составляет легкий колесный экскаватор

R200W-7 с коэффициентом 0,301. Этот агрегат

очень часто используется с гидравлическим молотом для измельчения

негабаритных горных пород. Возможно, что молот

задействует меньшую часть мощности двигателя

по сравнению с землеройными и погрузочными работами.

Однако из-за того, что это единственная единица в этом исследовании

, общий вывод сделать нельзя.

Колесные погрузчики имеют средний коэффициент загрузки 0,273

, а для грузовых автомобилей он составляет 0,236. Отклонение между моделями

незначительно, особенно для грузовиков. Это оборудование

может считаться наименее требовательным по мощности двигателя

в процессе разработки карьеров. Причина низких коэффициентов загрузки

частично может быть найдена в рабочих циклах этого оборудования

, где половина цикла выполняется без нагрузки

(груза).Хорошие условия работы в карьерах,

подъездных дорог в хорошем состоянии и без крутых уклонов,

благоприятны для низкого энергопотребления. Те же условия

относятся к световому диапазону по другим источникам.

Единственный бульдозер, использованный в этом анализе, имеет коэффициент нагрузки

, равный 0,485, что соответствует средним рабочим условиям

согласно другим источникам.

Условия в этих конкретных карьерах можно описать как

, учитывая, что бульдозер используется в гравитационном транспорте

, который включает перемещение сыпучих материалов

на горизонтальных уступах в одном направлении.

Горнодобывающая компания имеет одну буровую скважину на

, расчетный коэффициент нагрузки которой составляет 0,616. Поскольку это

является единственным устройством, трудно сказать, что результаты

являются типичным представителем для этого типа оборудования. Кроме того, расчетный коэффициент

представляет собой среднее значение для бурения

в двух типах пород, диабазе и доломите. Таким образом, неизвестно, отличается ли коэффициент

, когда бурение выполняется в

различных типах горных пород.

Коэффициенты нагрузки для двух щековых дробилок очень сильно отличаются от

и составляют в среднем 0,467. Конусная дробилка показывает

несколько меньший коэффициент 0,387, поэтому он установлен на

в сторону от среднего значения дробилки. Разница между щековой дробилкой

и конусной дробилкой может быть отнесена к типу дробилки

, а также, вероятно, к различным типам горных пород, которые обрабатываются

.

Мобильные сортировочные установки показывают наибольшее отклонение коэффициентов нагрузки

среди моделей от 0,22 до 0,783, при

в среднем 0,491.Самый низкий коэффициент у роликового грохота

, тогда как у вибрационных грохотов обычно более высокие коэффициенты

, но со значительным отклонением между моделями

. Можно предположить, что принцип работы грохота

влияет на коэффициент нагрузки, но на него также влияют конструктивные особенности

, такие как количество грохотов, мощность двигателя

и количество ленточных конвейеров.

Мобильный ленточный конвейер имеет коэффициент нагрузки 0,52.

Конструктивные особенности

могут иметь важное влияние на это, как и на сортировочные установки. Это единственная единица из

того типа, которая использовалась в исследовании, поэтому невозможно определить диапазон коэффициента

.

Управление нагрузкой для главного двигателя, вспомогательного двигателя и электрических нагрузок

На этой веб-странице поясняются примеры деятельности по планированию на борту судна с существенной ссылкой на управление нагрузкой на двигатель, снижение электрической нагрузки и минимизацию использования вспомогательных котлов. Эта деятельность рекомендуется в рамках «системного планирования», поскольку улучшения требуют значительного уровня планирования использования судовых систем, отличной связи между персоналом и, в частности, между палубным и моторным отделами, как указано выше.

• Загрузка
• Разгрузка
• Балластировка и дебалластировка
• Внутренняя выработка газа и дозаправка для танкеров с сырой нефтью и нефтепродуктов
• Бункеровка
• Маневрирование
• Ожидание
• Нормальный режим прохода
• Ожидание и стоянка
• Производство пресной воды
• Производство питьевой воды
• и т. Д.

Хорошо известно, что эффективность дизельного двигателя зависит от его уровня нагрузки или его коэффициента нагрузки. На рисунке 6.1 показан удельный расход топлива (SFC) двигателя как функция коэффициента нагрузки.

Коэффициент нагрузки: Коэффициент нагрузки двигателя определяется как фактическая выходная мощность двигателя относительно его максимальной продолжительной мощности (MCR). Коэффициент нагрузки обычно указывается в процентах. Двигатель, работающий с 50% максимальной нагрузки, имеет коэффициент нагрузки, равный 50%.

/>

Приведенная выше диаграмма также показывает, что в условиях низкой нагрузки SFC двигателя увеличится (эффективность двигателя снизится). Хотя нагрузка на главный двигатель в первую очередь определяется скоростью судна, нагрузка на вспомогательные двигатели зависит от бортовых электрических нагрузок, которые являются функцией количества машин, механизмов и оборудования, используемых в каждый момент времени, плюс количество двигатели, используемые для удовлетворения требований.

На этой веб-странице утверждается, что нагрузками на двигатель следует управлять, где это возможно, так, чтобы потребление топлива двигателем было минимальным. Это будет фактически означать работу двигателей в диапазоне нагрузок от 70 до 90%, как описано выше в отношении рисунка 6.1.

Управление нагрузкой для главного двигателя

Для главных двигателей в конфигурациях с прямым или зубчатым приводом (механически связанных с гребным винтом) мало что можно сделать в том, что касается управления нагрузкой, как обычно корабли имеют один главный двигатель, и управление нагрузкой обычно применяется к случаям с более чем одним двигателем.

Следует отметить, что нетрудно показать, что медленное пропаривание приводит к работе главных двигателей при низких нагрузках при менее эффективном коэффициенте нагрузки. В целом, такая низкоэффективная работа главного двигателя была принята промышленностью, поскольку влияние уменьшения сопротивления корабля на расход топлива корабля намного более эффективно, чем увеличение SFC главных двигателей для случаев медленного парообразования.

Независимо от того, под какой нагрузкой работает главный двигатель, в большинстве случаев рекомендуется поддерживать нагрузку на главный двигатель на достаточно стабильном уровне при нормальной работе.Это достигается за счет поддержания постоянной скорости вращения двигателя (об / мин). Частые изменения частоты вращения вала и, соответственно, нагрузки на двигатель, неэффективны, и их следует избегать

Управление нагрузкой для вспомогательных двигателей

Существует множество доказательств того, что управление нагрузкой для вспомогательных двигателей является эффективным способом снижения расхода топлива двигателями. и эксплуатационные расходы. Каждый корабль обычно имеет три или более вспомогательных двигателя, каждый из которых подключен к одному электрическому генератору. Двигатель и генератор как комбинированная система обычно называют дизель-генератором (ДГ).

На борту судов, и часто для защиты от отключения электроэнергии два DG работают в течение длительных периодов времени с коэффициентом загрузки менее 50%. Периоды, в течение которых поддерживаются эти условия, могут включать все порты разгрузки, периоды ожидания, периоды очистки танков, движение в ограниченных водах и периоды замены балласта.

Это часто приводит к ненужному одновременному использованию нескольких двигателей; при низких коэффициентах нагрузки и сверх требований. В результате низкий коэффициент нагрузки приводит к снижению энергоэффективности.Кроме того, работа дизельных двигателей при низких нагрузках приводит к плохому уплотнению поршневых колец, неоптимальным характеристикам турбокомпрессора, низкому удельному расходу топлива, повышенным тепловым напряжениям и повышенному удельному расходу смазочного масла. Короче говоря, это приводит к большему уходу за автомобилем и более высокому расходу топлива.

Для оценки преобладающей практики использования вспомогательных двигателей, необходимо изучить следующие области:

1. Коэффициент загрузки различных судовых ОГ необходимо установить путем сбора и анализа данных.Это измерение довольно просто, так как выходная мощность генераторов обычно измеряется и отображается в диспетчерской.
2. В качестве альтернативы можно оценить коэффициенты использования двигателей11. Его можно легко оценить по ежемесячным отчетам о часах работы двигателя. Из коэффициентов использования для всех двигателей затем можно установить периоды, в течение которых один DG (1-DG), два DG (2-DG) или более DG работали одновременно.
3. Следующий шаг — оценить, не является ли использование двигателей чрезмерным.Это потребует оценки профиля эксплуатации судна в сравнении с количеством ОГ, необходимых для эксплуатации или в целях безопасности. Для этого необходимо будет разработать контрольные показатели.
4. Заключительный этап — определение методов, с помощью которых можно сократить наработку двигателей; таким образом сэкономить топливо.

В качестве примера такого анализа на рис. 6.2 показаны периоды работы 1-DG и 2-DG для танкера. Для этого конкретного танкера анализ эксплуатационного профиля показал, что период работы 2-DG является чрезмерным и может быть сокращен с 48% от общего времени до меньшего числа.Это приведет к повышению энергоэффективности и технического обслуживания (см. Пример для оценки выгод в конце этого раздела).

Метод улучшения

Есть два способа улучшить коэффициенты нагрузки двигателя и снизить коэффициенты использования двигателя:

Избегайте использования параллельной работы нескольких двигателей, когда в этом нет необходимости. Для этого необходимо тщательное планирование деятельности на судне, требующей электроэнергии, и ее реализация.Кроме того, необходимо свести к минимуму несколько работающих двигателей в соответствии с требованиями и избегать преднамеренной работы нескольких двигателей, когда в этом нет необходимости.

Сторона спроса также должна управляться посредством лучшего планирования системы для снижения нагрузки. Снижение нагрузок таким образом помогает обеспечить лучшее управление нагрузкой на ДГ и позволяет избежать работы двух двигателей при низких нагрузках. Как часть этого, правильное управление потреблением электроэнергии на судне, включая снижение нагрузки и планирование нагрузки, может быть использовано для уменьшения количества используемых ДГ и оптимизации работы ДГ за счет лучшего уровня нагрузки.

Снижение электрической нагрузки

Часто можно снизить потребление энергии, работая над более сознательной и оптимальной работой судовых механизмов и систем. Их можно было бы достичь более эффективно, если бы они планировались для каждого режима работы. Примеры мер, которые можно рассмотреть, включают:

Предотвращение ненужного использования энергии путем отключения оборудования, когда оно не требуется. Все второстепенные и ненужные машины и оборудование, которые не влияют на безопасность судна и персонала, должны быть остановлены в порту и в море, чтобы снизить нагрузку на дизель-генераторы.Сначала следует определить такие элементы, а затем разработать и внедрить процедуры выполнения задач.

Предотвращение параллельной работы электрогенераторов; когда одного достаточно для этой цели. Этот аспект рассматривается и полностью обсуждается в разделе «Управление нагрузкой на двигатель».

Оптимизированная работа системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха на борту. Работа системы HVAC должна быть согласована с внешними погодными условиями либо с помощью автоматических настроек, либо с помощью ручных операций (что более важно для круизных судов).

На судне должна поддерживаться надлежащая координация между палубным и машинным отделами, особенно в отношении использования таких машин / оборудования, как двигатели рулевого механизма, трюмные и пожарные насосы, лебедки и швартовное оборудование, палубные краны, а также использование сжатого воздуха для обслуживания и палубы и т. Д. ., Это помогает снизить нагрузку на генераторы. Вышеуказанные действия приведут к снижению спроса на электроэнергию. Более того, задания можно было координировать и объединять вместе, чтобы два генератора могли работать более эффективно и в течение более короткого периода.Этого можно достичь за счет системного планирования и более скоординированных действий.

Снижение использования вспомогательного оборудования посредством системного планирования

На борту судов имеется значительное количество избыточного оборудования; это позволяет судну работать в случае отказа одного из них, а также в критических для безопасности ситуациях, когда два механизма должны работать одновременно. На практике резервное оборудование обычно используется чаще, чем необходимо. Он может включать любой тип оборудования, в частности вентиляторы и насосы.Любое сокращение использования такого оборудования может привести к повышению энергоэффективности.

Правильное планирование использования нескольких типов оборудования в зависимости от рабочего режима эффективно достигает этой цели. Использование одновременного использования нескольких машин в параллель может быть сокращено за счет расширенного планирования и принятия решений о количестве машин, которые будут использоваться, с учетом фактических эксплуатационных требований.

Например, когда судно находится в порту, план должен включать отключение одного или двух вентиляторов вентиляции машинного отделения, поскольку главный двигатель больше не работает.Другой пример — швартовное оборудование. Когда швартовное оборудование не требуется, соответствующие насосы и механизмы могут быть отключены.

Для обеспечения безопасной эксплуатации все это необходимо заранее спланировать и выполнить. Без ежедневного планирования и установления соответствующих процессов задача сокращения энергопотребления не может быть решена. Как подчеркивалось ранее, координация между палубным и машинным отделами имеет первостепенное значение для эффективных и в то же время безопасных действий во избежание недоразумений или неожиданных последствий.

Вспомогательное оборудование на текучей среде

Это относится к насосам, вентиляторам, компрессорам и т. Д., Которые широко используются на борту судов. Кратко описаны несколько возможностей экономии энергии с помощью этих машин. Основные области оценки включают в себя:

Определение размеров: определение размеров оборудования в соответствии с фактическими эксплуатационными требованиями необходимо проверить, чтобы выявить случаи превышения размера. Это может быть выполнено путем мониторинга эксплуатационных характеристик оборудования в соответствии со спецификациями производителя.Кроме того, на негабаритную технику могут указывать:

• Непрерывное дросселирование потока для согласования предложения и спроса (например, постоянно фиксированные положения клапана или заслонки).
• Короткие периоды работы, когда оборудование работает в двухпозиционном режиме. Например, в системе сжатого воздуха компрессор увеличенного размера будет подавать воздух в резервуар за более короткий период времени, чем компрессор подходящего размера.

Для каждого механизма может быть определен коэффициент мощности, указывающий на завышение или занижение размера.Коэффициент мощности может быть определен как рабочая мощность, деленная на проектную номинальную мощность. Фактор мощности, значительно ниже или выше единицы, указывает на плохие размеры или аномалии в работе системы.

Машины с сильно изменяющейся нагрузкой будут иметь нестабильный профиль нагрузки. Профили нагрузки и работы обычно представлены в формате гистограммы, пример которой показан на рисунке 6.3.

• Модуляция клапанной системы (изменение открытой площади клапана) — традиционный способ управления потоком. Этот метод управления энергоэффективен.
• Привод с регулируемой скоростью (VSD) используется для управления потоком без дросселирования. Это наиболее эффективный способ управления потоком для вращающихся машин (см. Рисунок 6.5).

Эксплуатационные аспекты

Основываясь на приведенной выше оценке и основных характеристиках машин на текучей среде, основными возможностями экономии энергии являются:

Уменьшение загрязнения: Загрязнение машин на текучей среде является частой причиной ухудшения рабочих характеристик. Обрастание можно контролировать с помощью передовых методов технического обслуживания.Например, вентиляторы подвержены загрязнению на входе.

Управление несколькими механизмами: Как правило, в конфигурации с несколькими механизмами (например, компрессоры холодильной установки) минимальное количество оборудования, работающего для определенной работы, представляет собой лучшую стратегию управления оборудованием и обеспечивает минимальное общее потребление энергии оборудованием.

Уменьшение режима работы на холостом ходу: В дополнение к работе оборудования с оптимальной эффективностью, целесообразно сократить непроизводительные часы работы всего оборудования, особенно во время стоянки в порту, а также переключаться с включенного режима на выключенный и наоборот. наоборот.Как правило, следует применять следующие политики:

• Каждый механизм должен работать с максимальной эффективностью.
• Непроизводительные часы работы следует минимизировать с помощью двухпозиционного управления. В частности, следует избегать позднего выключения и раннего включения техники.
  Управление потоком и управление: Управление потоком — это область, в которой может быть достигнута значительная экономия:
• Регулировка расхода дроссельной заслонки: Насос с регулируемым расходом, управляемый дросселированием, может сэкономить энергию за счет:

  i) Заменить привод постоянной скорости на привод переменной скорости (уровень экономии зависит от рабочего цикла насоса).
  ii) Замените управление дроссельной заслонкой на двухпозиционное управление, если это возможно (включайте и выключайте по запросу), особенно если в систему можно добавить некоторый объем памяти.
  

• Чрезмерный расход: Например, расход насоса, превышающий требования системы, приводит к повышенным потерям энергии. Чтобы избежать:

  i) Убедитесь, что подача насоса регулируется в соответствии с требованиями процесса.
  ii) Просмотрите и отрегулируйте настройки управления.
  

• Управление спросом и сокращение спроса: Потребность в потоке должна быть исследована на стороне спроса.Необходимо приложить все усилия для снижения спроса:

  i) Предотвращение всех утечек.
  ii) Политика сохранения сжатого воздуха, воды, кондиционированного воздуха и т. д. ведет к снижению потребления энергии соответствующими системами.
  

Электродвигатели

Электродвигатели обеспечивают систему привода для большинства вспомогательных судовых и гостиничных систем. В электрических силовых установках для привода гребных винтов используются электродвигатели. Несколько судовых вспомогательных систем поддерживают работу главной электростанции или необходимые гостиничные услуги.Вот некоторые из них:

1. Система охлаждения двигателя.
2. Топливная система двигателя.
3. Система смазочного масла двигателей.
4. Пневматическая система.
5. Чиллер для гостиничной системы HVAC.
6. Чиллер для промплощадки.
7. Паровая система для гостиничных услуг и производства пресной воды.
8. Системы производства пресной воды.

Основная характеристика

Электродвигатели, используемые на судах, всегда относятся к типу переменного тока (переменного тока). Типовые характеристики электродвигателей показаны на рисунке 6.6.

КПД электродвигателя наивысший при его номинальной мощности. Однако КПД существенно не снижается примерно до 40%. Ниже 40% номинальной мощности эффективность значительно снижается. Этот порог в 40% ниже для более мощных двигателей.

КПД электродвигателя обычно ниже 80-90% в зависимости от его размера, что означает, что с такими двигателями связаны потери. Потери рассеиваются в виде тепла.

Основные аспекты энергоэффективности, связанные с электродвигателями, следующие:

Типоразмер: Для выявления случаев превышения номинального размера необходимо проверить размер электродвигателя в сравнении с его фактической производительностью. Его можно идентифицировать, отслеживая данные о производительности в соответствии со спецификацией производителя.

Профиль работы: Профиль работы оборудования показывает его нагрузку во времени. Машины, работающие в непрерывном режиме при номинальной нагрузке, представляют собой устойчивый рабочий профиль.Машины с сильно изменяющейся нагрузкой будут демонстрировать неустойчивый профиль нагрузки.

Коэффициент мощности: В электродвигателях коэффициент мощности определяется как отношение фактической мощности в кВт к мощности, напрямую полученной с использованием тока и напряжения оборудования в кВАр. Низкий коэффициент мощности означает дополнительные потери в электросети.

При рассмотрении судовых электродвигателей необходимо проанализировать вышеизложенное, чтобы узнать об их относительной эффективности и необходимости замены каких-либо электродвигателей во время технических обновлений для повышения эффективности.Техническая модернизация обычно должна рассматриваться в рамках программ технического обслуживания судового оборудования.

Ссылки и дополнительная литература

В следующем списке приведены ссылки на этот раздел и дополнительные публикации, которые могут быть использованы для более глубокого изучения тем, затронутых в этом разделе:

1. «ИМО подготовит материалы курса для инструкторов, «разработан WMU, 2013

2. OCIMF» Пример плана управления энергоэффективностью судна «, представление в ИМО, MEPC 62 / INF.10, 8 апреля 2011 г.

3. ABS 2013 «Меры, статус и рекомендации по обеспечению энергоэффективности судов», http://ww2.eagle.org/ 4. Пример MARSIG SEEMP, План энергоэффективности судов, MARSIG mbH, Revision 0, 2012, http://www.marsig.com/

5. Bazari Z, 2012, «Развитие энергоэффективности судов и извлеченные уроки», Lloyd’s Register , Публикация LRTA, ноябрь 2012 г.

6. «Как определить КПД электродвигателя с помощью прокси-тормозов», http: // electricalengineering-access.blogspot.co.uk/2015/03/how-to-determine-efficiency-of-electric.html,

Подробнее о

Меры по энергоэффективности — Оптимизация обшивки

Меры по энергоэффективности — Управление балластными водами

Меры по энергоэффективности — Причины шероховатости корпуса и профилактические меры

Меры по энергоэффективности — Снижение шероховатости корпуса

Меры по энергоэффективности- обслуживание винта

Меры по энергоэффективности — управление нагрузкой на двигатель

Меры по энергоэффективности — управление топливом

Меры по энергоэффективности — требования к обслуживанию судна

Подробнее на

Загрязнение нефтью [Marpol Приложение I]

Что такое токсичные выбросы на борту и связанные с этим опасности? ….

Как сообщить о разливе нефти на борту

Предотвращение нефтяных катастроф

Руководство по обращению с нефтеналивными грузами

Метод предотвращения загрязнения нефтью

Соответствующие статьи

Процедура предотвращения разлива нефти

Другие загрязнения вредные вещества и вредные упакованные товары

Загрязнение мусором [Марпол, приложение V]

Загрязнение сточными водами [Марпол, приложение IV]

Загрязнение воздуха [Марпол, приложение VI]

Запрет на использование вредных (ТБО) противообрастающих красок

Загрязнение балластной водой

Предотвращение загрязнения при проведении технического обслуживания за бортом

Экологичная покупка

Вывод из эксплуатации / утилизация судна

Экологичность

Прочие информационные страницы!

Суда Чартерные партии Связанные термины и руководство
Травмы грузчиков Как предотвратить травмы на борту
Проблемы окружающей среды Как предотвратить загрязнение моря
Руководство по безопасности при погрузке-разгрузке грузов и балласта
Обработка рефрижераторных грузов Устранение неисправностей и контрмеры
Правила обработки грузов DG
Безопасность двигателя комната Стандартные процедуры
Вопросы пользователей и отзывы Прочтите нашу базу знаний
Домашняя страница

КораблиБизнес.com — это просто информационный сайт о различных аспектах эксплуатации судов, порядка обслуживания, предотвращение загрязнения и многие рекомендации по безопасности. Описанные здесь процедуры являются ориентировочными, не являются исчерпывающими по своему характеру, и всегда следует руководствоваться практикой хорошего мореплавания.

Отзывы пользователей важно обновить нашу базу данных. Для любых комментариев или предложений, пожалуйста, свяжитесь с нами.
Использование и конфиденциальность сайта — прочтите нашу политику конфиденциальности и информацию об использовании сайта.
// Главная // Условия использования

Copyright © 2015 www.shipsbusiness.com Все права защищены.

Как определяется нагрузка на двигатель?

Есть ли теоретическое уравнение, которое используется для определения нагрузки двигателя?

Это не теоретически, а реально. Согласно SAE International SAE J1979 / ISO 15031-5 (от: 11.08.2014) расчетная нагрузка двигателя рассчитывается по следующему уравнению:

  LOAD_PCT = [текущий расход воздуха] / [(пиковый расход воздуха при WOT @ STP как функция от оборотов в минуту) *
     (БАРО / 29.92) * SQRT (298 / (AAT + 273))]
Где:

- STP = стандартные температура и давление = 25 ° C, 29,92 дюйма Hg BARO,
- SQRT = квадратный корень
- WOT = широко открытая дроссельная заслонка
- AAT = Температура окружающего воздуха (в ° C)

Характеристики LOAD_PCT:

- Достигает 1,0 при WOT на любой высоте, температуре и оборотах для обоих естественных
  атмосферные и форсированные двигатели.
- Указывает процент максимального доступного крутящего момента.
- Линейно коррелирует с вакуумом двигателя
- Часто используется для планирования обогащения энергии.
- Двигатели с воспламенением от сжатия (дизели) должны поддерживать этот ФИД с использованием топлива.
  поток вместо воздушного потока для вышеуказанных расчетов. 

Вторая часть этой части (Характеристики) дает вам много информации, которую вы ищете. Процент, указанный в уравнении, указывает процент максимального доступного крутящего момента.

На какие параметры смотрит блок управления двигателем, чтобы определить и определить нагрузку на двигатель? Я не думаю, что существует единственный контрольный датчик, который показывает нагрузку на двигатель; здесь, вероятно, объединяются несколько сигналов.

Нет ни одного датчика, который бы мог это выяснить.Для бензинового двигателя (или двигателя с искровым зажиганием) он использует датчик воздухозаборника (IAT), датчик абсолютного давления в коллекторе (MAP), датчик положения дроссельной заслонки (TPS) и датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя (ECT) для выполнения расчетов и определения наличия двигатель готов к расчетам. Процентную переменную можно прочитать из ЭБУ с помощью PID $ 04. Согласно стандарту, для этого требуются системы с воспламенением от сжатия (дизель) и искровым зажиганием (бензин).

Некоторые ЭБУ, кажется, делают различие между относительной и абсолютной нагрузкой на двигатель.Какая разница между двумя?

Вы видели приведенное выше уравнение для расчетной нагрузки двигателя. Ниже приведен расчет для абсолютной нагрузки двигателя :

  LOAD_ABS = [масса воздуха (г / ход впуска)] / [1,184 (г / ход впуска) *
     объем цилиндра в литрах]

Вывод:

- воздушная масса (г / ход впуска) = [общая воздушная масса двигателя (г / сек)] /
    [об / мин (об / мин) * (1 мин / 60 сек) * (1/2 числа цилиндров (ходов / об)]

- LOAD_ABS = [масса воздуха (г) / ход впуска] / [максимальная масса воздуха (г) / впуск
    ход при WOT @ STP при 100% объемном КПД] * 100%.Где:

- STP = стандартные температура и давление = 25 ° C, 29,92 дюйма ртутного столба (101,3 кПа)
  БАРО
- WOT = широко открытая дроссельная заслонка

Количество (максимальная масса воздуха (г) / ход впуска при WOT @ STP при 100%
объемный КПД) является константой для данного рабочего объема цилиндра.
Константа составляет 1,184 (г / литр 3) * рабочий объем цилиндра (литр 3 / впускной
ход) на основе плотности воздуха на STP.

Характеристики LOAD_ABS:

- Диапазон от 0 до примерно 0,95 для безнаддувных двигателей,
  0-4 для форсированных двигателей
- линейно соотносится с указанным двигателем и тормозным моментом,
- Часто используется для планирования скорости искры и рециркуляции отработавших газов,
- Пиковое значение LOAD_ABS коррелирует с объемной эффективностью при WOT.- Показывает эффективность накачки двигателя для диагностических целей.
  

Как вы, наверное, видите, это уравнение зависит от расхода воздуха и, в основном, от объема двигателя. Как говорится в корпусе, это коррелирует с объемным КПД (насколько полностью цилиндр заполняется воздухом на такте впуска) в WOT. Эту переменную можно прочитать из ЭБУ на PID $ 43. Это требуется только стандартом для систем искрового зажигания.

Дизельные двигатели для бездорожья | Мир оборудования

Во многих случаях двигатели являются основным фактором, определяющим жизненный цикл внедорожного оборудования.Время до капитального ремонта сильно различается из-за ряда различных факторов. Но вооружившись программой передового опыта, вы можете максимально увеличить время безотказной работы и получить хорошую отдачу от инвестиций в оборудование.

Для этой статьи мы поговорили с двумя экспертами Cummins, Майком Бринкером, директором по промышленным продажам, и Дэйвом Грейве, менеджером по поддержке промышленных клиентов, чтобы узнать, как будет выглядеть программа передового опыта для двигателей.

Заказчик решает
«Заказчик является основным лицом, принимающим решение о сроке службы двигателя», — говорит Бринкер.Как часть конструкции оборудования, правильное применение, конструкция подсистем, качество установки и коэффициент нагрузки двигателя имеют значение, но владелец, у которого есть хорошие методы обслуживания и эксплуатации, будет поддерживать свой двигатель в исправном состоянии намного дольше, чем те. кто этого не делает.

Это особенно важно, если вы понимаете, что двигатели для строительной техники обычно выбираются в соответствии с проектным жизненным циклом всей машины. Для машин малой и средней грузоподъемности это может быть связано с общим сроком службы машины.В некоторых случаях долговечность двигателя сопоставима с прочностью других основных компонентов. Сверхмощное оборудование может быть рассчитано на многократный ремонт двигателя. «Производители оригинального оборудования стремятся привести выбранный двигатель в соответствие с жизненным циклом машины», — говорит Бринкер. Таким образом, общая стоимость жизненного цикла машины, включая двигатель, регулируется посредством плановых периодов технического обслуживания, что помогает снизить стоимость владения. Когда приходит время ремонтировать двигатель, это должно происходить в период между другими основными интервалами технического обслуживания, такими как интервал восстановления трансмиссий, бортовых передач или других основных компонентов машины.

Вопросы долговечности
Благодаря более совершенным технологиям, материалам и производственным процессам, дизельные двигатели достигают точки, когда капитальные ремонты в среднем возрасте уходят в прошлое.

«Для большей части оборудования легкой и средней грузоподъемности мы создали двигатели, не требующие большого количества деталей. Компоненты двигателя рассчитаны на то, чтобы продлить срок его службы », — говорит Бринкер.

Первыми признаками, указывающими на необходимость капитального ремонта, являются чрезмерный расход масла, потеря мощности и задымление или выброс масла из сапуна — все симптомы износа поршневых колец.Открытие картера и установка нового комплекта цилиндров дает вам возможность проверить множество других компонентов, но во многих случаях с остальной частью двигателя все должно быть в порядке.

Распределительные валы необходимо проверять при капитальном ремонте, но, как правило, в замене нет необходимости. Основные компоненты, такие как распределительные валы, обычно не требуют замены, если двигатель не находится на втором или третьем ремонте, и в некоторых случаях это может быть связано с производственным качеством или неправильной настройкой зазора клапана / форсунки.

«Рядные двигатели имеют большую площадь опорной поверхности, разработанной в коленчатом валу.«На больших V-образных двигателях большинство из них имеют большие опорные поверхности, что создает прочную нижнюю часть, которая требует замены только подшипников во время капитального ремонта.

Топливные форсунки необходимо проверять через рекомендуемые интервалы технического обслуживания. Они могут нуждаться в замене перед капитальным ремонтом, хотя они также становятся более долговечными. В некоторых случаях установка новых или модернизированных форсунок более рентабельна (меньше времени простоя оборудования), чем ожидание проверки и тестирования оригинальных деталей. Некоторые электрические компоненты, такие как стартеры, могут не прослужить полный срок службы двигателя в тяжелых условиях, например, в арендованных машинах, потому что эти клиенты часто запускают и останавливают двигатель.

Перестраивать или не перестраивать
Когда двигатель приближается к концу своего первого жизненного цикла, решение о перестройке или замене зависит от многих переменных, таких как стоимость обмена и состояние остальной части машины и его компоненты.

Для прочного двигателя с изношенными поршневыми кольцами одним из недорогих вариантов является покупка комплекта для восстановления с новыми поршнями, кольцами, гильзами и прокладками. Для двигателей большого объема эти детали могут стоить от 10 до 15 процентов стоимости двигателя.На этом этапе вам также может потребоваться заменить турбокомпрессор, водяной насос, масляный насос и соответствующие уплотнения и прокладки.

Более обширный ремонт будет включать замену шатунов двигателя, повторную шлифовку коленчатого вала и замену изношенного распределительного вала, хотя, как упоминалось ранее, это может не потребоваться при первом ремонте.

С запасными частями и работами стоимость капитального ремонта может составить от 40 до 60 процентов стоимости нового двигателя. Помните, что долговечность несертифицированного восстановленного двигателя зависит от качества изготовления, качества заменяемых компонентов и методов ремонта.

Заводские сертифицированные сменные двигатели позволяют избежать всех этих неопределенностей. С учетом основного кредита восстановленные двигатели стоят от 60 до 70 процентов стоимости нового двигателя. Восстановленный двигатель из сертифицированного завода-изготовителя должен проработать столько же, сколько и первый двигатель, плюс вы получите гарантию. В некоторых случаях усовершенствования конструкции могут быть встроены в восстановленный двигатель, чтобы он превысил срок службы исходного двигателя.

Рабочий цикл изменяет жизненный цикл
Даже одинаковые двигатели в идентичных машинах могут иметь разный срок службы, если они используются в разных приложениях.Эта большая неизвестная переменная — это рабочий цикл — комбинация факторов нагрузки и скорости двигателя.

Коэффициент нагрузки — это процентное соотношение, рассчитанное путем деления фактического расхода топлива на максимально возможный расход топлива. Таким образом, машина, которая работает в интенсивном режиме и сжигает столько топлива, сколько она может физически сжечь, будет иметь 100-процентный коэффициент загрузки. Машина, сжигающая половину максимально возможного количества топлива, будет иметь коэффициент загрузки 50 процентов. «На небольшом оборудовании обычно измеряется полным баком. На более крупном оборудовании вы должны уделять очень пристальное внимание количеству галлонов в час, потому что это также показатель производительности », — говорит Грейве.

Коэффициент скорости включает расчетный рабочий диапазон двигателя (об / мин) при нормальном использовании оборудования и процент времени, в течение которого двигатель работает на различных скоростях в этом диапазоне. Вообще говоря, чем меньше нагрузка, тем ниже частота вращения, тем дольше прослужит двигатель. Скорость сжигания топлива также влияет на то, как часто вы меняете масло.

обычно рассчитываются с учетом конкретного рабочего цикла. Двигатели с малым рабочим циклом обычно имеют коэффициент нагрузки 25 процентов или меньше.Прерывистые рабочие циклы могут составлять от 25 до 75 процентов, а приложения с непрерывным рабочим циклом работают с коэффициентами нагрузки от 75 до 100 процентов. Не пренебрегайте

Текущее обслуживание
Тот факт, что современные дизельные двигатели лучше спроектированы, не означает, что вы можете отказаться от планового технического обслуживания.

Хороший пример — количество часов, затрачиваемых горнодобывающими компаниями на двигатели их огромных карьерных самосвалов. Одна из причин, по которой эти двигатели служат так долго, — это тщательный уход и техобслуживание.«Эти машины стоимостью в миллион долларов требуют отличного обслуживания», — говорит Грейве. «У них есть ответственность за весь сервисный отдел».

В большинстве случаев плановое техническое обслуживание современных дизельных двигателей — это быстрая работа — несколько ежедневных проверок и замена жидкостей и фильтров в запланированное время. «Один шаг, который вы не хотите упускать из виду, — это поддерживать набор накладных расходов в соответствии с рекомендациями производителя, — говорит Бринкер. «Мы хотим, чтобы зазор для впускных и выпускных клапанов и форсунок кулачковых форсунок был проверен.В основном это труд и набор прокладок для клапанных крышек ».

Уголок проходимости | Расчетная нагрузка двигателя

В моей августовской колонке я обсуждал способы измерения нагрузки на двигатель — в частности, расчетную нагрузку (CL) — и пообещал, что в этой колонке мы получим дальнейшее понимание этого вопроса. Без лишних слов, давайте перейдем к делу.

Глядя на формулу для расчетной нагрузки из последнего столбца, которая перепечатана ниже, мы можем задать несколько вопросов:

Какое нормальное значение для расчетной нагрузки на холостом ходу? Какое нормальное значение для CL при полностью открытой дроссельной заслонке (WOT)? Насколько это значение будет меняться в зависимости от температуры? Насколько это значение будет меняться с высотой? Насколько CL будет изменяться в зависимости от вакуума двигателя / абсолютного давления в коллекторе (MAP)? Как положительное давление повлияет на расчетную нагрузку — с турбонаддувом или с наддувом?

Давайте сначала рассмотрим нормальное стремление.Давайте разберемся по формуле: текущий расход воздуха, деленный на максимальный расход воздуха при данной частоте вращения. Мы возьмем двигатель 3,0 л и сделаем несколько предположений:

• При 100% объемном КПД (VE) и WOT при 700 об / мин этот 3,0-литровый двигатель теоретически может расходовать: 700 ÷ 2 x 3,0 л x 1,18 грамма на литр ÷ 60 секунд = 20,7 грамма в секунду.
• На самом деле, при таких оборотах большинство двигателей имеют объемный КПД только на 50%.
• Следовательно, наше значение максимального воздушного потока составляет половину 20,7 граммов в секунду, или 10.35 граммов в секунду.
• Предполагая, что барометрическое давление на уровне моря 29,9 дюйма рт. Ст. И всасывающий вакуум 20 дюймов рт. Ст., Двигателю доступна только около одной трети (10 дюймов MAP) атмосферного давления воздуха.
• Теперь наш расчетный расход воздуха на холостом ходу с закрытой дроссельной заслонкой для этого 3,0-литрового двигателя составляет 10,35 грамма в секунду, разделенные на 3, что составляет 3,4 грамма в секунду.

Итак, базовый уровень нашей формулы для расчетной нагрузки на холостом ходу составляет 3,4 грамма в секунду (текущий расход воздуха), деленный на 10,35 грамма в секунду (максимальный поток воздуха), равняется 33%.В последнем столбце мы увидели, что нормальные показания CL на холостом ходу могут составлять от 30% до 50%.

Теперь давайте посмотрим на компенсатор атмосферного давления / высоты. Мы знаем, что по мере того, как вы поднимаетесь на большую высоту, давление воздуха уменьшается, и поэтому соотношение MAP / вакуум двигателя зависит от высоты. Чтобы расчетная нагрузка оставалась скорректированной с учетом высоты, у нас есть поправка в формуле BARO ÷ 29.9. Обычно вы вычитаете 1 дюйм рт. Ст. Давления на каждые 1000 футов высоты. Итак, на высоте 10 000 футов.барометрическое давление составляет 29,9 минус 10, или 19,9 дюйма ртутного столба, или около двух третей давления на уровне моря. Мы еще вернемся к влиянию высоты в одной из следующих статей.

Последний компенсатор для изменений плотности воздуха в градусах Цельсия из-за температуры. Если температура окружающей среды составляет 25 ° C, то 273 плюс 25 равно 298, а квадратный корень из 298, деленный на 298, равен 1, или нет компенсации. Хотя температурная компенсация важна для точности, вы можете видеть, что изменения температуры не очень сильно влияют на окончательный расчет.

Теперь обратитесь к снимку экрана на этой странице с VW Passat 2014 года выпуска и посмотрите на показания у зеленого курсора:

• Обороты двигателя (нижний график) составляют 878 об / мин на холостом ходу.
• Расчетная нагрузка (верхний график) составляет 17,3%.
• MAP на впуске составляет 14,5 дюйма рт. Ст.

Эти показания были сняты почти на уровне моря. Обратите внимание, что положение дроссельной заслонки и расчетная нагрузка довольно хорошо коррелированы.

Подождите. Расчетная нагрузка на холостом ходу составляет 17,3%? Что случилось с нашими «нормальными» 33% на 50% из последнего столбца и приведенных выше расчетов? Ссылаясь на третью таблицу, максимальное давление во впускном коллекторе / MAP составляет 54 дюйма.-Рт. О чем тебе это говорит?

Давайте вернемся к определению расчетной нагрузки по SAE:

• Он достигает 1 при полностью открытой дроссельной заслонке для любой высоты, температуры и давления или оборотов в минуту как для двигателей с наддувом, так и с наддувом.
• Указывает процент от максимального доступного крутящего момента.
• Это линейно связано с вакуумом в двигателе.
• Часто используется для планирования обогащения энергии.

Что говорится в первом пункте? Если это 1.8L turbo имеет максимальное показание 100% для расчетной нагрузки и может нагнетать давление 54 дюйма рт. Ст. — почти вдвое больше атмосферного 29,9 — разве инженерам не придется уменьшать число холостого хода, чтобы получить правильный разброс? Действительно ли максимальный воздушный поток при 878 об / мин при WOT в шесть раз больше числа холостого хода? Я сомневаюсь, что турбо заводится на этом этапе. Но для того, чтобы цифры работали и максимальное значение на высоких оборотах было равно 1 или 100%, необходимо уменьшить число холостого хода.

Сейчас на рынке так много двигателей без наддува, что нам придется привыкнуть к корректировке наших диагностических данных и расчетов в зависимости от положительного или отрицательного давления.нормальное стремление.

Мы еще даже не коснулись абсолютной нагрузки, высоты и других отклонений в расчетах. Больше в следующий раз.

Скачать PDF

Что такое коэффициент нагрузки? Определение, значение и расчет

Определение : Коэффициент нагрузки определяется как отношение средней нагрузки за данный период к максимальной нагрузке (пиковой нагрузке), возникающей в этот период. Другими словами, коэффициент нагрузки — это отношение энергии, потребляемой за определенный период времени в часах, к пиковой нагрузке, которая произошла в этот конкретный период.

Коэффициент нагрузки означает, насколько эффективно мы используем энергию. Это мера использования электрической энергии в течение данного периода до максимальной энергии, которая была бы использована в этот период. Коэффициент нагрузки играет важную роль в стоимости производства на единицу (кВтч). Чем выше коэффициент нагрузки, тем меньше будет стоимость генерации при тех же максимальных потребностях. Коэффициент нагрузки по энергии,

В зависимости от количества часов в днях, неделях, месяцах или годах мы определяем различные коэффициенты нагрузки.Для суточного коэффициента нагрузки период T принимается равным 24 часам; аналогично для недель, месяцев и лет берутся разные значения T.

Математически,

Для расчета коэффициента нагрузки требуется следующая информация;

1. Фактически использованные киловатт-часы (кВтч)
2. Пиковая потребляемая мощность (кВт)
3. Количество дней

Например, :

Пусть общее количество кВтч = 36,0000 кВтч
Потребление = 100 кВт
Количество дней = 30 дней
Часов в день = 24 часа

Решение

Аналогичным образом мы можем рассчитать годовой, недельный и дневной коэффициент загрузки.