Общее устройство дизельного двигателя: Устройство дизельных двигателей | Yanmar Russia

Содержание

Дизельные двигатели авто - устройство и как работают, из чего состоят, типы дизелей

Всё про устройство и принцип работы современного дизельного двигателя автомобиля - какая конструкция и строение, из чего состоит. Подходит для начинающих автолюбителей и чайников.

Конструкция и строение

По конструкции дизельный двигатель не отличается от бензинового - те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали усилены, чтобы воспринимать высокие нагрузки - ведь степень сжатия дизеля намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового мотора). Этим объясняется большой вес и габариты дизельного мотора в сравнении с бензиновым. Принципиально отличие в способах формирования смеси топлива и воздуха, её воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает воздух. В конце такта сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800оС, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением впрыскивается солярка и почти мгновенно самовоспламеняется.

Смесеобразование в дизелях протекает за очень короткий промежуток времени. Для получения горючей смеси, способной быстро и полностью сгорать, необходимо, чтобы топливо было распылено на возможно более мелкие частицы, и каждая частица имела достаточное для полного сгорания количество воздуха. С этой целью топливо в цилиндр впрыскивается форсункой под давлением, в несколько раз превышающим давление воздуха при такте сжатия в камере сгорания.

В дизелях применяют неразделенные камеры сгорания. Они представляют собой единый объем, ограниченный днищем поршня 3 и поверхностями головки и стенок цилиндров. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом форму неразделенной камеры сгорания приспосабливают к форме топливных факелов. Углубление 1, выполненное в днище поршня, способствует созданию вихревого движения воздуха.

Мелко распыленное топливо впрыскивается из форсунки 2 через несколько отверстий, направленных в определенные места углубления. Чтобы топливо полностью сгорало и дизель обладал наилучшими мощностями и экономическими показателями, топливо нужно впрыскивать в цилиндр до прихода поршня в ВМТ.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления - отсюда повышенная шумность и жесткость работы. Такая организация рабочего процесса позволяет работать на очень бедных смесях, что определяет высокую экономичность. Экологические характеристики тоже лучше - при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ меньше, чем у бензиновых моторов.

К недостаткам относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую мощность, трудности холодного пуска, проблемы с зимней соляркой. У современных дизелей эти проблемы не столь очевидны.


Дизельное топливо должно отвечать определенным требованиям. Главные показатели качества топлива - чистота, малая вязкость, низкая температура самовоспламенения, высокое цетановое число (не ниже 40). Чем больше цетановое число, тем меньше период задержки самовоспламенения после момента впрыска его в цилиндр и двигатель работает мягче (без стуков).

Типы дизельных двигателей

Существует несколько типов дизельных моторов. Различие в конструкции камеры сгорания.
В дизелях с неразделенной камерой сгорания - их называю дизелями с непосредственным впрыском - топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне. Непосредственный впрыск применяется на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это связано с трудностями процесса сгорания, а также повышенным шумом и вибрацией. Благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить экономичность, снизить шум и вибрацию.

Наиболее распространенным является другой тип дизеля - с раздельной камерой сгорания. Впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования.

Самовоспламенение начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Такие двигатели составляют большинство среди устанавливаемых на современные автомобили.

Устройство топливной системы

Важнейшей системой является система топливоподачи. Ее функция - подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.


ТНВД

Предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и действий водителя. По своей сути современный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера.

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п.

На современных авто применяются ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время они предъявляют высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах малы.

Форсунки

Они вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе. Тип распылителя определяет форму факела топлива, которая важна для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

Топливный фильтр

Является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Как происходит запуск

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. В камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы - свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900
о
С, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива. О работе системы водителю в кабине сигнализирует контрольная лампа. Погасание контрольной лампы свидетельствует о готовности к запуску. Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув и Common-Rail

Эффективным средством повышения мощности является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и в результате увеличивается мощность. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала - "турбоямы".

Турбодизель имеет и некоторые недостатки, связанные с надежностью работы турбокомпрессора. Так, его ресурс существенно меньше ресурса самого двигателя и не превышает 150 тыс. км. Турбокомпрессор предъявляет жесткие требования к качеству моторного масла. Подробнее в статье: что такое турбокомпрессор.


Система Common-Rail. Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива сокращается на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи, и снижается шумность работы мотора.

Принцип работы дизельного двигателя

Автор admin На чтение 6 мин. Просмотров 2.4k.

Дизельный двигатель – двигатель внутреннего сгорания, изобретенный Рудольфом Дизелем в 1897 году. Устройство дизельного двигателя тех лет позволяло использовать в качестве топлива нефть, рапсовое масло, и твердые виды горючих веществ. Например, каменноугольную пыль.

Принцип работы дизельного двигателя современности не изменился. Однако моторы стали более технологичными и требовательными к качеству топлива. Сегодня в дизелях используется только высококачественное ДТ.

Моторы дизельного типа отличаются топливной экономичностью и хорошей тягой при низких оборотах коленвала, поэтому получили широкое распространение на грузовых автомобилях, кораблях и поездах.

С момента решения проблемы высоких скоростей (старые дизели при частом использовании на высоких скоростях быстро выходили из строя) рассматриваемые моторы стали часто устанавливаться на легковые авто. Дизели, предназначенные для скоростной езды, получили систему турбонаддува.

Принцип работы двигателя Дизеля

Принцип действия мотора дизельного типа отличается от бензиновых моторов. Здесь отсутствуют свечи зажигания, а топливо подается в цилиндры отдельно от воздуха.

Цикл работы такого силового агрегата можно представить в следующем виде:

  • в камеру сгорания дизеля подается порция воздуха;
  • поршень поднимается, сжимая воздух;
  • от сжатия воздух нагревается до температуры около 800˚C;
  • в цилиндр впрыскивается топливо;
  • ДТ воспламеняется, что приводит к опусканию поршня и выполнению рабочего хода;
  • продукты горения удаляются с помощью продувки через выпускные окна.

От того, как работает дизельный двигатель, зависит его экономичность. В исправном агрегате используется бедная смесь, что позволяет сэкономить количество топлива в баке.

Как устроен дизельный двигатель

Основным отличием конструкции дизеля от бензиновых моторов является наличие топливного насоса высокого давления, дизельных форсунок и отсутствие свечей зажигания.

Общее устройство этих двух разновидностей силового агрегата не различается. И в том, и в другом имеются коленчатый вал, шатуны, поршни. При этом у дизельного мотора все элементы усилены, так как нагрузки на них более высокие.

На заметку: некоторые движки дизельного типа имеют свечи накаливания, которые ошибочно принимаются автолюбителями за аналог свечей зажигания. На самом деле, это не так. Свечи накаливания используются для нагрева воздуха в цилиндрах в мороз.

При этом дизель легче заводится. Свечи зажигания в бензиновых моторах применяются для воспламенения топливовоздушной смеси в процессе работы двигателя.

Систему впрыска на дизелях делают прямой, когда топливо поступает непосредственно в камеру, или непрямой, когда воспламенение происходит в предкамере (вихревая камера, фор-камера). Это небольшая полость над камерой сгорания, с одним или несколькими отверстиями, через которые туда поступает воздух.

Такая система способствует лучшему смесеобразованию, равномерному нарастанию давления в цилиндрах. Зачастую именно в вихревых камерах применяются калильные свечи, призванные облегчить холодный пуск. При повороте замка зажигания, автоматически запускается процесс нагрева свечей.

Плюсы и минусы дизельного мотора

Как и любой другой тип силового агрегата, дизельный мотор имеет положительные и отрицательные черты. К «плюсам» современного дизеля относят:

  • экономичность;
  • хорошую тягу в широком диапазоне оборотов;
  • больший, чем у бензинового аналога, ресурс;
  • меньшее количество вредных выбросов.

Дизель не лишен и недостатков:

  • моторы, не оснащенные свечами накаливания, плохо заводятся в мороз;
  • дизель дороже и сложнее в обслуживании;
  • высокие требования к качеству и своевременности обслуживания;
  • высокие требования к качеству расходных материалов;
  • большая, чем у бензиновых движков, шумность работы.

Дизельный двигатель с турбонаддувом

Принцип работы турбины на дизельном двигателе практически не отличается от такового на бензиновых моторах. Суть заключается в нагнетании в цилиндры дополнительного воздуха, что закономерно увеличивает количество поступающего топлива. За счет этого отмечается серьезный прирост мощности мотора.

Устройство турбины дизельного двигателя также не имеет существенных отличий от бензинового аналога. Устройство состоит из двух крыльчаток, жестко связанных между собой, и корпуса, внешне напоминающего улитку. На корпусе турбокомпрессоров имеется 2 входных и 2 выходных отверстия. Одна часть механизма встраивается в выпускной коллектор, вторая во впускной.

Схема работы проста: газы, выходящие из работающего мотора, раскручивают первую крыльчатку, которая вращает вторую. Вторая крыльчатка, вмонтированная во впускной коллектор, нагнетает атмосферный воздух в цилиндры. Увеличение подачи воздуха приводит к увеличению подачи топлива и росту мощности. Это позволяет мотору быстрее набирать скорость даже на низких оборотах.

Турбояма

В процессе работы турбина может совершать до 200 тысяч оборотов в минуту. Раскрутить ее до необходимой скорости вращения моментально невозможно. Это приводит к появлению т.н. турбоямы, когда с момента нажатия на педаль газа до начала интенсивного разгона проходит некоторое время (1-2 секунды).

Проблема решается доработкой турбинного механизма и установкой нескольких крыльчаток разного размера. При этом маленькие крыльчатки раскручиваются моментально, после чего их догоняют элементы большого размера. Такой подход позволяет практически полностью ликвидировать турбояму.

Также производятся турбины с изменяемой геометрией, VNT (Variable Nozzle Turbine), призванные решать те же проблемы. В настоящий момент существует большое количество модификаций подобного типа турбин. Коррекция геометрии успешно справляется и с обратной ситуацией, когда оборотов и воздуха становится слишком много и необходимо притормозить обороты крыльчатки.

Интеркуллер

Было замечено, что если при смесеобразовании используется холодный воздух, КПД двигателя увеличивается до 20%. Это открытие привело к появлению интеркуллера – дополнительного элемента турбин, повышающего эффективность работы.

После всасывания воздуха он проходит через радиатор, и в охлажденном состоянии попадает во впускной коллектор. Мы уже публиковали статью, в которой можно подробно ознакомиться со схемой работы интеркуллера.

За турбиной современного автомобиля необходимо должным образом ухаживать. Механизм крайне чувствителен к качеству моторного масла и перегреву. Поэтому смазочный материал рекомендуется менять не реже, чем через 5-7 тысяч километров пробега.

Кроме того, после остановки машины следует оставлять ДВС включенным на 1-2 минуты. Это позволяет турбине остыть (при резком прекращении циркуляции масла она перегревается). К сожалению, даже при грамотной эксплуатации ресурс компрессора редко превышает 150 тысяч километров.

На заметку: оптимальным решением проблемы перегрева турбины на дизельных моторах является установка турботаймера. Устройство оставляет двигатель запущенным на протяжении необходимого времени после выключения зажигания. После окончания необходимого периода электроника сама выключает силовой агрегат.

Строение и принцип действия дизельного двигателя делают его незаменимым агрегатом на тяжелом транспорте, которому необходима хорошая тяга «на низах». Современные дизели с равным успехом работают и в легковых автомобилях, главное требование к которым: приемистость и время набора скорости.

Сложный уход за дизелем компенсируется долговечностью, экономичностью и надежностью в любых ситуациях.

Мне нравится2Не нравится
Что еще стоит почитать

Устройство дизельного двигателя, особенности конструкции.

Устройство дизельного двигателя, особенности конструкции.

Подробности

Дизельные двигатели уже давно вошли в автоиндустрию, и в нынешнее время все чаше устанавливаются в автомобилях не только среднего, но и даже малого класса.

Почему же дизельные двигатели стали столь популярны в наше время? Ответ на этот вопрос очень прост. Одним и самых больших плюсов в эксплуатации дизельного двигателя, является его экономное потребление топлива, к тому же цена на дизельное топливо существенно ниже. Согласитесь, это немаловажный фактор при выборе авто для повседневной эксплуатации, особенно когда цены на топливо растут с каждым днем все больше и больше. Еще одним немаловажным и положительным фактором является то, что высокий крутящий момент полого изменяется с увеличением оборотов.

К сожалению, кроме положительных моментов при эксплуатации, водители имеющие автомобиль с дизельным мотором, могут столкнуться с рядом отрицательных моментов, а именно:

  • проблемы с запуском двигателя в условиях низких температур;
  • повышенной шумностью в работе;
  • вследствие повышенных нагрузок на узлы ЦПГ и КШМ значительно меньшим ресурсом, особенно при постоянной эксплуатации в городских условиях;
  • а в силу его сложности, ремонт его владельцу обойдется дороже, чем бензинового двигателя.

К тому же дизельные двигатели обладают меньшей литровой мощностью, приблизительно 25-30 кВт/л.

На рисунке вы можете увидеть основные камеры сгорания, применяемые на дизельных двигателях. На легковых автомобилях в основном устанавливаются раздельные камеры сгорания. Применение данной разновидности камер особенно на легковых авто не случайно, так как используя их, легче всего добиться от двигателя быстроходности и максимальной частоты вращения 4000 -5000.

Теперь более детально рассмотрим вихревые камеры сгорания. На такте впуска в отличие от бензинового двигателя, камера сгорания наполняется не топливной смесью, а воздухом. За тактом впуска следует такт сжатия, здесь также есть существенное отличие, оно заключается в том, что степень сжатия в дизельном двигателе значительно выше и достигает отметки 20-22.

Поршень, поднимаясь в верхнюю мертвую точку, практически подходит в плотную к ГБЦ (головке блока цилиндров), вытесняя тем самым из цилиндра 40-60% воздуха в вихревую камеру. Воздух, вытесненный из цилиндра в вихревую камеру, пройдя через специальный канал, образует вихревой поток. В самой вихревой камере располагается свеча накаливания и топливная форсунка, которая впрыскивает дозированное количество топлива перед приходом поршня в ВМТ, это происходит примерно за 5-10 градусов поворота коленчатого вала, не доходя до ВМТ. Так как в дизельном моторе компрессия на порядок выше, чем у бензинового, чтобы обеспечить стабильную подачу топлива в камеру сгорания, давление топлива должно превосходить давление в цилиндре создаваемое поршнем, поэтому давление на выходе топливной форсунке составляет 12-15 МПа (120-150 атмосфер).

Сильно разогретый от высокого давления воздушный поток благодаря геометрической форме вихревой камеры достаточно хорошо перемешивается с впрыснутым топливом и происходит воспламенение топливной смеси. Для стабильно устойчивого испарения и воспламенения топливной смеси, в вихревой камере расположена свеча накаливания, которая в момент запуска двигателя разогревается до 800° с помощью электрической спирали, а в процессе работы уже от продуктов сгорания.

Процессы горения, происходящие в дизельном и бензиновом двигателе сами по себе очень разные, в дизеле процесс горения можно разбить на несколько стадий. В вихревой камере воспламенение и горение смеси идет при коэффициенте избытка воздуха равным примерно 1 (λ = 1), затем горение плавно перемещается в надпоршневое пространство, где процентное отношение воздуха гораздо выше. В итоге такая система организации горения топлива позволяет работать двигателю на очень бедных смесях (λ = 3-4), что значительно сказывается на расходе топлива.

Еще одно яркое отличие дизельного двигателя от бензинового состоит в том, что для управления оборотами двигателя, дроссельная заслонка совсем не обязательна, она может даже совсем отсутствовать. Для управления двигателем достаточно регулировать количество подачи топлива.

Еще одним типом дизелей с разделенной камерой сгорания являются предкамерные. Но они не получили большого распространения так как имеют меньшую литровую мощность, но зато у них более широкие пределы регулирования по составу смеси, что определено сказывается на их высокой экономичности.

Теперь настало время поговорить о дизелях с не разделенной камерой сгорания, двигателях с непосредственным впрыскиванием топлива (такая система, кстати, применима и к бензиновым двигателям), то есть у них отсутствует отдельная камера сгорания, а топливо сразу впрыскивается в цилиндр в надпоршневое пространство. Отличительной особенностью данной системы в сравнении рассмотренных выше лежит в самом поршне. Поршень в системе с непосредственным впрыском имеет углубление в своем днище, в которое и происходит впрыскивания топлива форсункой. Давление подачи топлива форсункой в данной системе значительно выше, чем в дизелях с разделенной камерой и составляет 35МПа (350 атмосфер). В основе развития данной системы лежит их более высокая экономичность и крутящий момент, поэтому на дорогах мы будем встречать все больше легковых автомобилей с дизельными двигателями, оснащенными не разделенной камерой сгорания.

Почему же дизельный двигатель всегда можно отличить от бензинового по шумности? Все дело в том, что в дизельном двигателе создается более высокое давление и нагрузку на все его детали, что вызывает своеобразный характерный шум. Особенно отчетливо шум дизеля слышим на холостых оборотах, с увеличением же частоты вращения шум становится значительно тише. Чем больше опережение впрыска, тем выше максимальное давление при сгорании и тем выше шум дизеля (так называемая "жесткость" сгорания).

Если мы сравним поршни дизельного и бензинового двигателя одного или приближенного рабочего объема, то не вооруженным глазом видно, что поршень дизельного двигателя выглядит более массивным. Во-первых, он выше, его стенки и днище существенно толще, канавки под кольца шире, все это связано с тем, что дизельный двигатель подвержен более сильным нагрузкам, чем бензиновый. Так же более массивно и прочнее выполнены все остальные элементы КШМ (кривошипно-шатунный механизм).

Дизельный двигатель. Устройство и принцип работы. -

Время и техника идут вперед, и все больше появляется на дорогах автомобилей, у которых лишь характерное постукивание из-под капота выдает тип установленного мотора.

В данной статье разберем устройство, принцип работы и конструктивные особенности дизельных двигателей.

Особенности дизельного двигателя, такие как экономичность, высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов, делают его предпочтительным вариантом. Современные дизели последних поколений вплотную приблизились к бензиновым моторам по шумности и удельным характеристикам, сохраняя при этом преимущества в экономичности и надежности.

Конструктивные особенности дизельных двигателей

По конструкции дизельный двигатель не отличается от обычного бензинового - те же цилиндры, поршни, шатуны. Правда, клапанные детали существенно усилены, чтобы воспринимать более высокие нагрузки - ведь степень сжатия у него намного выше (19-24 единиц против 9-11 у бензинового двигателя). Именно этим объясняется большой вес и габариты дизельного двигателя в сравнении с бензиновым.

Принципиально отличие заключается в способах формирования топливно-воздушной смеси, ее воспламенения и сгорания. У бензинового мотора смесь образуется во впускной системе, а в цилиндре воспламеняется искрой свечи зажигания. В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндры поступает чистый воздух. В конце сжатия, когда он нагревается до температуры 700-800 градусов цельсия, в камеру сгорания форсунками, под большим давлением (10-30 МПа) впрыскивается топливо, которое почти мгновенно самовоспламеняется.

Самовоспламенение сопровождается резким нарастанием давления в цилиндре - отсюда повышенная шумность и жесткость работы дизеля. Такая организация рабочего процесса позволяет использовать меньше топлива и работать на очень бедных смесях, что определяет более высокую экономичность. Экологические характеристики такого двигателя тоже лучше - при работе на бедных смесях выбросы вредных веществ заметно меньше, чем у бензиновых моторов.

К недостаткам дизельных двигателей обычно относят повышенную шумность и вибрацию, меньшую литровую мощность и трудности холодного пуска. Стоит отметить, что это относится в большей степени к старым конструкциям, а в современных эти проблемы уже не являются столь очевидными.

Дизельные двигатели с непосредственным впрыском

Существует несколько типов дизельных двигателей, различие между которыми заключено в конструкции камеры сгорания. В дизелях с неразделенной камерой сгорания - их называю дизелями с непосредственным впрыском - топливо впрыскивается в надпоршневое пространство, а камера сгорания выполнена в поршне.

До недавнего времени непосредственный впрыск применялся в основном на низкооборотных двигателях большого рабочего объема. Это было связано с трудностями организации процесса сгорания, а также повышенными шумом и вибрацией.

В последние годы благодаря внедрению топливных насосов высокого давления (ТНВД) с электронным управлением, двухступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания удалось добиться устойчивой работы дизеля с неразделенной камерой сгорания на оборотах до 4500 об/мин, улучшить его экономичность, снизить шум и вибрацию.

Дизельные двигатели с раздельной камерой сгорания

Наиболее распространенным на легковых автомобилях пока является другой тип дизельного мотора - с раздельной камерой сгорания. В них впрыск топлива осуществляется не в цилиндр, а в дополнительную камеру. Обычно применяется вихревая камера, выполненная в головке блока цилиндров и соединенная с цилиндром специальным каналом так, чтобы при сжатии воздух, попадая в вихревую камеру, интенсивно закручивался, что значительно улучшает процесс самовоспламенения и смесеобразования. Самовоспламенение в этом случае начинается в вихревой камере, а затем продолжается в основной камере сгорания.

При раздельной камере сгорания снижается темп нарастания давления в цилиндре, что способствует снижению шумности и повышению максимальных оборотов. Вихрекамерные двигатели составляют подавляющее большинство среди устанавливаемых на легковые автомобили и джипы (около 90 %).

Устройство топливной система дизельного двигателя

Важнейшей системой дизеля, определяющей надежность и эффективность его работы, является система топливоподачи. Основная ее функция - подача строго определенного количества топлива в заданный момент и с заданным давлением. Высокое давление топлива и требования к точности делают топливную систему сложной и дорогой.

Главными элементами топливной системы дизеля являются: топливный насос высокого давления (ТНВД), форсунки и топливный фильтр.

ТНВД - топливный насос высокого давления.

ТНВД предназначен для подачи топлива к форсункам по строго определенной программе, в зависимости от режима работы двигателя и управляющих действий водителя. По своей сути современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления двигателем и главного исполнительного механизма, отрабатывающего команды шофера. 

Нажимая педаль газа, водитель не увеличивает непосредственно подачу топлива, а лишь меняет программу работы регуляторов, которые уже сами изменяют подачу по строго определенным зависимостям от числа оборотов, давления наддува, положения рычага регулятора и т.п. На современных внедорожниках обычно применяются ТНВД распределительного типа.

ТНВД распределительного типа. Насосы этого типа получили широкое распространение на легковых дизелях. Они компактны, отличаются высокой равномерностью подачи топлива по цилиндрам и отличной работой на высоких оборотах благодаря быстродействию регуляторов. В то же время эти насосы предъявляют очень высокие требования к чистоте и качеству дизтоплива: ведь все их детали смазываются топливом, а зазоры в прецизионных элементах очень малы.

Форсунки дизеля.

Другим важным элементом топливной системы является форсунка. Она вместе с ТНВД обеспечивает подачу строго дозированного количества топлива в камеру сгорания. Регулировка давления открытия форсунки определяет рабочее давление в топливной системе, а тип распылителя определяет форму факела топлива, которая имеет важное значение для процесса самовоспламенения и сгорания. Применяются обычно форсунки двух типов: со шрифтовым или многодырчатым распределителем.

Форсунка на двигателе работает в очень тяжелых условиях: игла распылителя совершает возвратно-поступательные движения с частотой в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из жаропрочных материалов с особой точностью и является прецизионным элементом.

Топливные фильтры дизеля.

Топливный фильтр, несмотря на его простоту, является важнейшим элементом дизельного мотора. Его параметры, такие, как тонкость фильтрации, пропускная способность, должны строго соответствовать определенному типу двигателя. Одной из его функций является отделение и удаление воды, для чего обычно служит нижняя сливная пробка. На верхней части корпуса фильтра часто установлен насос ручной подкачки для удаления воздуха из топливной системы.

Иногда устанавливается система электроподогрева топливного фильтра, позволяющая несколько облегчить запуск двигателя, предотвращающая забивание фильтра парафинами, образующимися при кристаллизации дизтоплива в зимних условиях.

Как происходит запуск дизельного двигателя?

Холодный пуск дизеля обеспечивает система предпускового подогрева. Для этого в камеры сгорания вставлены электрические нагревательные элементы - свечи накаливания. При включении зажигания свечи за несколько секунд разогреваются до 800-900* С, обеспечивая тем самым подогрев воздуха в камере сгорания и облегчая самовоспламенение топлива.

Электропитание со свечи снимается автоматически, но не сразу, а через 15-25 секунд после запуска, чтобы обеспечить устойчивую работу непрогретого двигателя. Современные системы предпускового подогрева обеспечивают легкий пуск исправного дизеля до температуры 25-30оС, разумеется, при условии соответствия сезону масла и дизтоплива.

Турбонаддув дизельного двигателя

Эффективным средством повышения мощности и гибкости работы дизеля является турбонаддув. Он позволяет подать в цилиндры дополнительное количество воздуха и соответственно увеличить подачу топлива на рабочем цикле, в результате чего увеличивается мощность двигателя. Давление выхлопных газов дизеля в 1,5-2 раза выше, чем у бензинового мотора, что позволяет турбокомпрессору обеспечить эффективный наддув с самых низких оборотов, избежав свойственного бензиновым турбомоторам провала - "турбоямы".

Система Common-Rail

Пример двигателя: Nissan YD22DDTi

Компьютерное управление подачей топлива позволило впрыскивать его в камеру сгорания цилиндра двумя точно дозированными порциями. Сначала поступает крохотная, всего около миллиграмма, доза, которая при сгорании повышает температуру в камере, а следом идет главный «заряд». Для дизеля — двигателя с воспламенением топлива от сжатия — это очень важно, так как при этом давление в камере сгорания нарастает более плавно, без «рывка». Вследствие этого мотор работает мягче и менее шумно.

В результате в дизелях с системой Common-Rail расход топлива двигателем сокращается примерно на 20%, а крутящий момент на малых оборотах коленвала возрастает на 25%. Также уменьшается содержание в выхлопе сажи и снижается шумность работы мотора.

Специалисты автотехцентра Nissan имеют богатый опыт диагностики и ремонта дизельныйх двигателей и ТНВД.

Звоните и приезжайте - 8 (912) 220-85-27

Дизельный двигатель - принцип работы

                                                                                                          Дизельный двигатель, наряду с бензиновым, является одним из двух самых распространенных типов поршневых двигателей внутреннего сгорания. Принцип его работы базируется на самовоспламенении воздушно-топливной смеси, которая подается в камеры сжигания под давлением.

Благодаря этому горючее нагревается и самовоспламеняется, что является главным отличием дизельного двигателя от бензинового и выступает основной причиной всех конструктивных и эксплуатационных изменений в силовом агрегате этого типа, а также напрямую влияет на сферу применения и частоту его использования. В статье подробно рассматривается история создания и совершенствования дизельного двигателя, устройство и принцип работы подобного оборудования, а также его основные отличия и преимущества по сравнению с бензиновой силовой установкой.

 

 

История создания и совершенствования

Первые научные разработки, касающиеся возможности использовать для воспламенения горючего в тепловой машине сжатого до высокого давления топлива, были осуществлены в 20-30-х годах 19-го века. На практике этот принцип был реализован выдающимся немецким изобретателем и инженером Рудольфом Дизелем, который в 1892 году оформил патент на изобретение двигателя оригинальной конструкции, получивший название дизель-мотор в честь его создателя. Через 3 года документ был признан США. В течение нескольких лет Дизель зарегистрировал еще несколько патентов на различные модификации дизельного двигателя.

Первый работающий агрегат был изготовлен в конце 1896 года, а его испытания прошли практически сразу – 28 января следующего года. В качестве горючего первые дизельные двигатели использовали растительные масла и легкие нефтепродукты. Силовая установка практически сразу же стала показывать высокий КПД, будучи еще и очень удобной в эксплуатации. Но в первые годы после изобретения дизельные двигатели применялись, главным образом, в тяжелых паровых машинах.

Существенно расширить сферу практического использования дизельных агрегатов позволили два ключевых усовершенствования. Первое заключалось в применении в качестве топлива керосина, что первым использовал в 1898 году другой великий инженер того времени – родившийся в России швед Рудольф Нобель. Вторым серьезным рационализаторским решением стало изобретение топливного насоса высокого давления (ТНВД), который заменил используемый ранее для сжатия горючего компрессор.

Серьезный вклад в усовершенствования ТНВД внес в 20-е годы 20-го века Роберт Бош. Он изобрел и внедрил модель встроенного насоса и бескомпрессорной форсунки, применение которых привело к существенному уменьшению габаритов дизельного двигателя, что, в свою очередь, позволило устанавливать его сначала на общественный и грузовой транспорт, а во второй половине 30-х годов – впервые использовать на легковых машинах. Дальнейшие улучшения рассматриваемого агрегата, в частности использование специального дизельного топлива, позволили силовой установке на этом типе горючего успешно конкурировать с бензиновыми двигателями, постоянно увеличивая занимаемую долю рынка.

Отличие от бензинового двигателя

Главное отличие дизельного двигателя от бензинового было упомянуто выше. Оно состоит в отсутствии системы зажигания, что объясняется использованием принципа самовоспламенения топливно-воздушной смеси в результате нагнетания давления и вызванного этим нагрева горючего. Необходимо отметить несколько ключевых следствий разницы между рассматриваемыми типами силовых установок.

Главные положительные для дизельного двигателя моменты состоят в следующем. Во-первых, отсутствие системы зажигания делает конструкцию агрегата заметно проще, повышая надежность и долговечность. Во-вторых, компрессионное воспламенение топлива обеспечивает более полное и эффективное сгорание, в результате чего повышается КПД силовой установки и снижается количество вредных выбросов.

Основным негативным следствием указанного выше отличия между двигателями внутреннего сгорания выступают более существенные требования к прочности и качеству изготовления клапанов и других деталей дизельных агрегатов. Это связано с тем, что они эксплуатируются под серьезной нагрузкой, связанной с повышенным давлением топливно-воздушной смеси.

Устройство

И дизельный, и бензиновый агрегаты относятся к поршневым двигателям внутреннего сгорания, а потому имеют сходное устройство. Основными конструктивными частями силовой установки на дизельном топливе являются такие:

1. Блок цилиндров. Основа любого двигателя. Используется для размещения всех систем и узлов силового агрегата. Различаются по трем основным параметрам – числу цилиндров, схеме их расположения и способу охлаждения. Как правило, количество цилиндров является четным, максимальное их число составляет 16. Чаще всего встречаются двигатели с 2-я, 4-я, 6-ю или 8-ю цилиндрами.

Важным элементом рассматриваемого узла является так называемая ГБЦ или головка блока цилиндров. Она создает закрытое пространство, в котором происходит непосредственное сжигание топливной смеси.

2. Кривошипно-шатунный механизм. Основное назначение этого узла двигателя – преобразование перемещения поршня внутри гильзы, являющегося возвратно-поступательным, в движение коленвала, которое относится к вращательным. Главной деталью механизма считается коленвал, подвижно соединенный с блоком цилиндров, что обеспечивает вращение вала.

Другая важная деталь – маховик, который крепится к одному из концов коленвала. Его задача – передать крутящий момент к другим узлам транспортного средства. Ко второму концу коленвала крепится шкив и приводная шестерня топливно-распределительной системы.

3. Цилиндропоршневая группа. Включает в себя цилиндры или гильзы, поршни или плунжеры, шатуны и поршневые пальцы. Отвечает за процесс сжигания топлива с последующей передачей образовавшейся энергии для дальнейших преобразований. Камера сжигания представляет собой пространство внутри гильзы, которое с одной стороны ограничивается ГБЦ, а с другой - поршнем. Главное требование к цилиндропоршневой группе дизельного двигателя – герметичность, прочность и долговечность.

4. Топливно-распределительная система. Функциональное назначение – своевременная подача горючего в камеры сгорания и отвод из двигателя продуктов сжигания топливно-воздушной смеси. В дизельном агрегате основу системы составляют два насоса. Первый из них – низкого давления – отвечает за перемещение горючего из бака к двигателю.

Назначение второго – ТНВД – несколько шире и заключается в определении нужного количества и времени впрыска топлива, а также в обеспечении необходимого уровня давления в камере сгорания. Именно топливный насос высокого давления и соединенные с ним форсунки являются ключевыми элементами дизельного двигателя, обеспечивающими его впечатляющие эксплуатационные и технические параметры.

5. Система смазки. Предназначается для уменьшения показателей трения между отдельными узлами и деталями силовой установки. В качестве смазочного материала используются как различные масла, так и, что характерно для отдельных механизмов, непосредственно дизельное топливо. Устройство системы смазки предусматривает наличие масляного насоса, различных емкостей и соединяющих трубопроводов.

6. Система охлаждения. Основное функциональное назначение данного элемента дизельного двигателя очевидно и состоит в поддержании такого уровня температуры, который является оптимальным для работающего агрегата. Для этого используются два метода – принудительный отвод тепла от узлов двигателя и охлаждение их при помощи воздуха или жидкости. В качестве последней обычно используется вода или антифриз.

7. Дополнительные узлы турбина и интеркулер. Турбонаддув или турбонагнетатель позволяет увеличить давление в камере сгорания, что ведет к росту производительности двигателя. Интеркулер предназначен для дополнительного и более эффективного охлаждения горячего воздушного потока, который создается в процессе эксплуатации дизельного агрегата.

Отдельного упоминания заслуживает еще одна важная часть любого современного дизельного двигателя – электрооборудование и автоматика. Именно различные приборы управления и контроля над работой агрегата позволяют добиться главного преимущества, характерного для подобных силовых установок – высокого КПД.

Принцип работы

Дизельные двигатели делятся на двух- и четырехтактные. Первый вариант в сегодняшних условиях используется крайне редко, а потому детально рассматривать его попросту не имеет смысла. Стандартный принцип работы обычного четырехтактного двигателя предполагает, что вполне логично, 4 основных этапа:

1. Впуск. Коленвал поворачивается в диапазоне между 0 и 180 градусами. На этой стадии воздух подается в цилиндр.

2. Сжатие. Положение коленвала изменяется со 180 до 360 градусов. Это обеспечивает движение поршня к так называемой верхней мертвой точке (ВМТ), что приводит к сжатию воздуха в цилиндре в 16-25 раз.

3. Рабочий ход с последующим расширением. Коленвал осуществляет перемещение между 360 и 540 градусами. В камеру сжигания через форсунки впрыскивается топливо, которое при смешивании с воздухом воспламеняется. Это происходит чуть раньше, чем поршень достигает ВМТ.

4. Выпуск. Коленвал завершает оборот, перемещаясь между 540 и 720 градусами. В результате очередного перемещения поршня в верхнюю часть цилиндра из камеры сгорания удаляются отработанные газы. После этого цикл начинается заново.

Основные разновидности

Основным параметром, который используется для классификации дизельных двигателей, выступает конструкция камеры сжигания. По этому параметру различают два основных типа рассматриваемых силовых установок, на которых используется

· разделенная камера сгорания. Подача горючего производится в специальную камеру, которая называется вихревой и размещается в головке блока, соединяясь с цилиндром при помощи канала. Наличие такого дополнительного элемента позволяет добиться увеличения уровня нагнетания, что положительно сказывается на способности смеси к самовоспламенению;

· неразделенная камера сгорания. Более простая, а потому надежная конструкция, при использовании которой топливо подается непосредственно в пространство над поршнем, которое и выступает камерой сгорания. Это позволяет заметно снизить расход топлива, что, наряду с надежностью механизма, стало ключевой причиной широко распространения именно такого типа дизельных двигателей.

Особенно популярными дизельные агрегаты с неразделенной камерой сгорания стали после появления ТНВД системы Common Rail. Ее использование позволяет обеспечить оптимальный уровень давления, количества и времени впрыскивания топлива для последующего сжигания. Таким образом, достигаются все основные преимущества двигателей с разделенной камерой сгорания без присущих им недостатков.

Основные достоинства и недостатки

Широкое распространение и успешная конкуренция дизельных двигателей с бензиновыми объясняется рядом впечатляющих преимуществ. Главными из них выступают:

· КПД, достигающий 40% на обычных установках и 50% на дизельных двигателях с турбонаддувом. Такие показатели являются попросту недосягаемыми для агрегатов, использующих в качестве топлива бензин;

· мощность. Крутящий момент дизельного двигателя обеспечивается даже на малых оборотах, что гарантирует автомобилю уверенный и быстрый разгон;

· экологичность. Сгорание топлива под высоким давлением приводит к уменьшению количества образующихся в процессе эксплуатации двигателя выхлопных газов. В сегодняшних условиях этому плюсы дизелей придается все большее значение;

· надежность. Как правило, моторесурс дизельного агрегата примерно в полтора-два раза превосходит аналогичный показатель бензинового конкурента. Кроме того, отсутствие системы зажигания позволяет избавиться от многих традиционных проблем двигателей на бензине, например, слабой искры на свечах или их залива.

В числе недостатков, присущих дизельному двигателю, прежде всего, необходимо выделить два. Первый – это несколько более высокая стоимость транспортных средств, оборудованных этим типом силовой установки. Разница в цене обычно варьируется от 10 до 20%.

Второй минус – необходимость существенных эксплуатационных расходов. Это объясняется серьезными требованиями к качеству изготовления и уровню технического обслуживания автомобилей с дизельными двигателями. Однако, обращение в солидную компанию за приобретением, а также последующим обслуживанием, комплектованием и ремонтом сведет к минимуму недостатки агрегата, оставив в полной сохранности его впечатляющие достоинства.

Общее устройство системы питания дизельных двигателей

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Общее устройство системы питания дизельных двигателей

Читать далее:



Общее устройство системы питания дизельных двигателей

Система питания дизельного двигателя должна обеспечивать точную дозировку и своевременную подачу топлива в’ каждый цилиндр через равные угловые интервалы, очистку воздуха, подаваемого в цилиндры, и удаление отработавших газов.

Наибольшее распространение на автомобилях и тракторах получили четырехтактные дизельные двигатели, системы питания которых мало отличаются друг от друга.

Эти двигатели имеют раздельную топливную аппаратуру, состоящую из систем низкого и высокого давления.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Система низкого давления включает в себя топливный бак (рис. 70), фильтр предварительной очистки топлива, фильтр тонкой очистки топлива, топ-ливоподкачивающий насос и топливопроводы низкого давления.

Система высокого давления состоит из топливного насоса высокого давления, форсунок и топливопроводов высокого давления.

Топливо из бака по трубопроводам и через фильтр грубой очистки подкачивающим насосом подается по трубке к фильтру тонкой очистки. Из фильтра в питающую полость насоса высокого давления топливо поступает по трубке, а затем по трубопроводу высокого давления в форсунку, а из форсунки впрыскивается в камеру сгорания. Избыток топлива после фильтра тонкой очистки поступает по з трубке на линию всасывания подкачивающего насоса.

Рис. 70. Схема системы питания дизельного двигателя трактора ДТ-75М.

Производительность подкачивающего насоса должна быть в 7—8 раз больше производительности насоса высокого давления, чтобы обеспечить надежную работу последнего. На подкачивающем насосе имеется дополнительный ручной насос, которым заполняют систему топливом и удаляют из нее воздух, а также подают топливо в пусковой подогреватель по трубке. В случае просачивания топлива между иглой и распылителем форсунки оно отводится от форсунки по сливным трубкам и в фильтр тонкой очистки. Воздух, необходимый для сгорания топлива, засасывается через воздухоочиститель.

Кроме указанных приборов в систему питания дизельного двигателя входят также впускной и выпускной трубопроводы, воздушный фильтр, глушитель шума выпуска, регулятор частоты вращения коленчатого вала, указатель количества топлива в баке, манометр и другие приборы.

Рекламные предложения:


Читать далее: Основные элементы системы питания дизельных двигателей

Категория: - Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Устройство топливной системы дизельного двигателя

Дизельные двигатели изначально имели ярко выраженное «тракторное происхождение», и до сих пор поэтому ассоциируются у многих с шумностью, «львиным рычанием», повышенными показателями вибрации и детонации. Но это явно устаревшее представление. Современные дизели, благодаря применению новых автоматических систем управления и подкорректированным принципам работы топливной системы, в значительной степени избавились от пресловутых дрожи и звука. Сохранив при этом свои лучшие качества – мощную тягу и экономичность. Как эволюционировала, вместе с дизельным мотором, его топливная система, и что она из себя представляет на данный момент, рассмотрим в этой статье.

О конструктивных особенностях дизелей, в сравнении с бензомоторами

И дизель, и бензиновый мотор являются двигателями внутреннего сгорания. В глобальном смысле, по своей конструкции дизель не отличается от бензомотора: и там, и здесь – цилиндры, поршни и шатуны в них. Однако в дизелях степень сжатия гораздо выше (19-24 единицы, а у бензинового – 9-11). Потому и все детали, и клапаны в значительной степени усилены (чтобы противостоять намного более высоким нагрузкам). Потому и вес, и габариты дизельного мотора гораздо более внушительны, чем бензинового.

Главное же различие состоит в способах формирования топливно/воздушной смеси, её воспламенения и сгорания.  В бензиновых моторах смесь топлива с воздухом формируется во впускной системе, а воспламеняется она от искры свечи зажигания. В дизельных же моторах горючее и воздух подаются в рабочие полости цилиндров по отдельности. Сначала воздух. Он накаляется до семи-восьми сотен градусов и сжимается. Когда затем в камеру сгорания под большим давлением впрыскивается топливо, то оно самовоспламеняется, практически мгновенно.

Таким образом, искры никакой не требуется. А свечи накаливания, которые установлены в цилиндрической головке представляют собой нагревательные элементы, типа паяльника, и предназначены они для быстрого обогрева воздуха в камере сгорания, покуда мотор ещё не прогрелся. Это называется системой предпускового подогрева.

Когда включается зажигание, свечи накаливания за несколько мгновений разогреваются до 800-900 градусов, прогревая воздух и обеспечивая процесс самовоспламенения. Сигналы о работе данной системы подаёт водителю контрольная лампа. Электропитание снимается со свечей в автоматическом режиме, спустя 15-20 секунд после запуска непрогретого двигателя, когда его устойчивая и стабильная работа уже вполне обеспечена. Решающая же роль в обеспечении подобных показателей работы мотора принадлежит его топливной системе, об устройстве которой и пойдёт речь.

Принцип и общая схема работы топливной системы

Последовательность работы топливной системы дизельного двигателя следующая. Солярка закачивается из топливного бака при помощи топливоподкачивающего насоса (шестерёнчатого, либо помпового типа), а после фильтрации она подаётся топливным насосом высокого давления (ТНВД) на форсунки. Топливо после закачки из бака проходит сначала через фильтр грубой очистки, избавляясь от крупных включений. Далее, уже непосредственно перед топливным насосом высокого давления – сквозь фильтр тонкой очистки. В связке с ТНВД работают форсунки, через которые солярка в распылённом состоянии и впрыскивается в цилиндры.

Схему топливной системы дизельного двигателя двигателя можно не условно, а вполне чётко разделить на два отсека: высокого давления и низкого. На участке низкого давления осуществляется предварительная подготовка, фильтрация топливной смеси, перед его отправкой в отдел высокого давления. Отсек высокого давления, в свою очередь, дорабатывает смесь до конца и переводит её в рабочую камеру.

Основная функция топливной системы, описание её работы

Предназначение топливной системы дизельного двигателя состоит в том, чтобы  подавать в цилиндры чётко отмеренный объём дизтоплива, в конкретный момент времени и под определённым давлением. Поэтому, из-за необходимости обеспечения постоянно высокого давления, а также за счёт высоких требований к точности работы, топливная система дизельного двигателя будет посложнее в конструкции, чем у бензинового, и достаточно дорого стоит.

Теперь попробуем представить себе бесперебойную работу топливной системы в поэтапном режиме, а для этого разберём по порядку отдельные её составные части. Итак, топливный бак служит для размещения солярки и обеспечения бесперебойной её подачи в систему. Эту функцию выполняют трубопроводы. Вначале топливоподкачивающий насос высасывает из бака горючее и через фильтры подаёт его в распределительную магистраль низкого давления. При этом в системе поддерживается стабильное давление в три атмосферы. Топливо дважды проходит  фильтрацию, проходя через фильтры грубой и тонкой очистки.

В задачу топливных фильтров входит контроль за чистотой горючего и избавлением его от возможных посторонних примесей – от частичек грязи, воды, песчинок. Прошли те времена, когда дизели были весьма непритязательными к качеству топлива. Современные дизельные моторы требуют очень чистой солярки для сохранения достойных показателей своей работы. Чистота горючего сейчас – одно из основных и непременных условий эффективной работы двигателя. Топливо подаётся только в том случае, если в системе нет воздуха.

После фильтрации солярка попадает в магистраль высокого давления. Эта часть топливной системы обеспечивает подачу и впрыскивание необходимого количества топлива в цилиндры двигателя в определённые моменты. Топливный насос высокого давления, в соответствии с порядком работы цилиндров, по топливопроводам высокого давления подаёт солярку к форсункам.

Форсунки, размещённые в головках цилиндров, впрыскивают и распыляют горючее в камеры сгорания двигателя. Так как топливоподкачиваюший насос постоянно подаёт топливному насосу высокого давления топлива «с запасом», то есть несколько больше, чем нужно, то его избыток, а с ним – и попавший в систему воздух, по специальным дренажным трубопроводам, отводится обратно в бак.

Для обеспечения синхронного впрыска горючего устроена специальная топливная рамка, к которой и подсоединяются форсунки. Они своими головками находятся во впускной трубе и распыляют топливо, сразу же в момент его подачи.

ТНВД создаёт необходимый для впрыска показатель давления, и топливо распределяется по всем цилиндрам мотора. Количество впрыскиваемого топлива, а вместе с ним – и мощностной режим работы двигателя, варьируются нажатиями на педаль акселератора. В современных дизельных двигателях просто нажатием педали «газа» объём подаваемого топлива не увеличивается, а меняется лишь программа, по которой работают регуляторы.

Да, нажимая на педаль, водитель или механизатор уже не увеличивает этим непосредственную подачу топлива, как это было в карбюраторных движках прошлых лет. А только изменяет тем самым программы работы регуляторов, которые уже сами варьируют объём единовременной подачи горючего, по строго определённым зависимостям от числа оборотов, давления наддува, от положения рычага регулятора и т.п.

Главные составные части топливной системы дизельного двигателя

Итак, помимо топливного бака и магистральных топливопроводов, с которыми всё более или менее ясно, основными составными частями топливной системы дизельного мотора являются: топливоподкачивающий насос, фильтры грубой и тонкой очистки горючего, топливный насос высокого давления (ТНВД) и форсунки.

Топливоподкачивающий насос

Устройство подкачивающего насоса дизельного топлива довольно несложное. Оно представляет собою две находящиеся в постоянном зацеплении шестерни. Когда происходит процесс вращения, зубья этих шестерней выполняют функцию лопастей, создавая и поддерживая ток горючего по направлению к ТНВД. Главным же действующим элементом подкачивающего насоса, который и непосредственно нагнетает топливо, является поршень. Как уже было отмечено, производительность топливоподкачивающего насоса устроена превышающей производительность насоса высокого давления, поэтому и оборудованы специальные топливопроводы для слива излишков обратно в топливный бак.

Топливный насос высокого давления

ТНВД предназначается для подачи топлива к форсункам под давлением, в соответствии со строго определенной программой, в зависимости от заданных режимов работы двигателя и от управляющих действий водителя. По своей сути, современный всережимный ТНВД совмещает в себе функции сложной системы автоматического управления работой двигателя и, в то же время, главного исполнительного механизма, реагирующего на команды шофера.

Благодаря внедрению в производство топливных насосов высокого давления с электронными системами управлением, а также 2-хступенчатого впрыска топлива и оптимизации процесса сгорания, получилось добиться достаточно устойчивой работы дизеля с неразделённой камерой сгорания на оборотах до 4500 в минуту, оптимизировать его экономичность, снизить показатели шума и вибрации.

Далее: по всей длине насоса, во внутренней его полости, расположен вращающийся вал, снабжённый специальными кулачками. Этот вал ТНВД получает энергию вращения от распределительного вала двигателя. Его кулачки при движении воздействуют на толкатели, которые, в свою очередь, и стимулируют нагнетающую работу поршня-плунжера. При своём продвижении вверх этот плунжер создаёт высокое давление топлива внутри цилиндра. Сила этого давления и выталкивает горючее, которое направляется по топливной магистрали к форсункам.

Для сравнения: на участке топливной системы низкого давления, где топливоподкачивающий насос гонит солярку через фильтры к ТНВД, давление составляет 3 атмосферы. А топливный насос высокого давления толкает горючее к форсункам с силой давления до 2000 атмосфер! Это нужно для того, чтобы обеспечить качественные впрыск и распыление топливной смеси в камеры сгорания цилиндров мотора.

Внутри корпуса, или гильзы, топливного насоса высокого давления расположен плунжер, иначе – специальный поршень, обладающий диаметром, значительно меньшим, чем его длина. Это называется плунжерной парой. Её детали притёрты друг к другу таким образом, что зазор не превышает 4-х мкм.

Поскольку работа дизеля в разных режимах и на разных оборотах требует, соответственно, и разного количества горючего, устройство плунжера было немного изменено: по его поверхности «пустили» специальную спиральную выточку, позволяющую менять величину активного хода при помощи механизма поворота плунжеров.

Это сделано было для того, чтобы плунжер мог не только нагнетать топливо под давлением по направлению к форсункам, но и регулировать количество, объём этой подачи. Для этого служит подвижная часть плунжера, которая, в зависимости от изменения параметров, может открывать или закрывать канавки внутри него. Данная подвижная часть соединена с педалью «газа» в кабине механизатора.

В зависимости от того, каков угол поворота плунжера, устанавливается и соответствующая степень открытия каналов прохождения топлива, и его непосредственное количество, подаваемое на форсунки.

Форсунки

Другой важнейший элемент топливной системы дизельного двигателя – это форсунки, на каждом из его цилиндров. Они, совместно с ТНВД, обеспечивают подачу строго дозированного количества топлива в камеры сгорания. Регулировки давления открытия форсунки формируют рабочее давление в топливной системе, а типы распылителей определяют форму факела топлива, которая имеет важное значение для активизации процессов самовоспламенения и сгорания. В современных дизельных моторах обычно применяются форсунки двух типов: со шрифтовым, или с многодырчатым распределителем.

Форсункам на двигателе приходится работать в очень тяжёлых условиях: игла распылителя совершает возвратно/поступательные движения с частотою в половину меньшей, чем обороты двигателя, и при этом распылитель всё время непосредственно контактирует с камерой сгорания. Поэтому распылитель форсунки изготавливается из специальных, высоко-жаропрочных сплавов, делается с особой точностью и является прецизионным элементом.

Распределитель форсунок выполняет функцию равномерного поступления топлива в камеры сгорания и наиболее эффективное его воспламенение. Чем более мелко распыляется топливная смесь, тем устойчивее, в целом, получается работа силового агрегата. Не менее важный фактор – это равномерность распыления горючего, во всех возможных направлениях. Современные форсунки производятся с многочисленными мельчайшими отверстиями, как раз для того, чтобы распыление топливной смеси происходило во всех направлениях, и в равномерном режиме.

Кроме того, работа форсунок поддерживает следующие процессы, с которыми напрямую связана эффективная работа двигателя:

  • Обеспечение высокого давления и температуры в камерах сгорания;
  • Смешивание солярки с воздухом в оптимальном объёме;
  • Соответствие угла опережения впрыска частоте вращения коленчатого вала мотора.

Форсунки бывают с механическим, либо с электромагнитным управлением. В обычных форсунках открытие отверстия распылителя связано с тем давлением, которое имеется на тот момент в топливной магистрали. Отверстие форсунки перекрывается иглой, соединённой со специальным поршнем вверху форсунки. Пока давления нет, игла перекрывает выход топлива через отверстие распылителя. Когда происходит поступление топлива под давлением, поршень перемещается вверх и тянет за собою иглу. Отверстие раскрывается, и распыление начинается.

В современных дизельных двигателях используются форсунки с электромагнитной системой управления. Их работа регулируется уже не по механическому принципу, а с помощью электромагнитных импульсов, поступающих от блока управления. Каждая из форсунок снабжена электромагнитным клапаном, открывающим либо закрывающим распыление топлива.

На эти электромагнитные элементы форсунок поступают сигналы от электронного бока управления (ЭБУ), который, в соответствии с информацией от целого ряда датчиков, подаёт ту или иную команду на установку нужной степени распыления.

Несколько слов о системе «КоммонРэйл»

Говоря о топливной системе современных дизельных двигателей, нельзя не упомянуть такую её модификацию, как «Аккумуляторная топливная система CommonRail» («Общая рамка», или «Общая магистраль» в переводе с английского). Она проявляет очень хорошие показатели экономичности и эффективности, и вполне заслуженно завоёвывает всё большую популярность. В первую очередь – на дизельных двигателях коммерческого автотранспорта, разумеется.

В ней также используется ТНВД, подающий горючее в напорную магистраль, которая играет роль аккумулятора давления. Электронный блок управления регулирует производительность насоса, для поддержания необходимого давления в магистрали по мере расхода топлива.

В «КоммонРэйл» управляемые электроникой электрогидравлические форсунки с электромагнитным или пьезоэлектрическим приводом управляющих клапанов впрыскивают выверенные дозы дизельного топлива под высоким давлением в рабочие полости цилиндров.

Компьютерная система управления подачей горючего позволяет впрыскивать его в камеры сгорания цилиндров максимально точно дозированными дозами. Сначала впрыскивается микроскопическая, всего лишь в районе миллиграмма, порция, которая своим сгоранием накаляет температуру в камере, а за ней следует основной «заряд». Как результат – дизельные двигатели, оснащённые системой «КоммонРэйл», показывают лучшую экономичность (до 20 процентов). Доля новых дизельных двигателей, оснащённых системой «CommonRail», год от года неуклонно растёт.

Заключение

В целом, именно усовершенствованиям, которым подверглась топливная система дизельных двигателей в наше время, значительно укрепили позиции дизельных двигателей на рынке и в экономике. Дизели стали более экономичными и менее шумными, чем были прежде, а потому завоёвывают всё больше сегментов своего непосредственного применения на рынке.

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели

Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

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

Abstract : Дизельный двигатель, изобретенный в конце 19, и гг. Доктором Рудольфом Дизелем, является наиболее энергоэффективной силовой установкой среди всех типов двигателей внутреннего сгорания, известных сегодня.Такой высокий КПД обеспечивает хорошую экономию топлива и низкие выбросы парниковых газов. Другие характеристики дизельного топлива, которые не были сопоставлены с конкурирующими машинами для преобразования энергии, включают долговечность, надежность и топливную безопасность. К недостаткам дизелей можно отнести шум, низкую удельную мощность, выбросы NOx и PM и высокую стоимость.

Что такое дизельный двигатель?

В большинстве современных дизельных двигателей используется обычное расположение цилиндров и поршней, приводимое в действие кривошипно-шатунным механизмом, общим для других двигателей внутреннего сгорания, таких как бензиновый двигатель.Учитывая этот базовый механизм, разница между базовой конструкцией дизельного и бензинового двигателей очень незначительна.

Концептуально дизельные двигатели работают, сжимая воздух до высокого давления / температуры, а затем впрыскивая небольшое количество топлива в этот горячий сжатый воздух. Высокая температура вызывает испарение небольшого количества сильно распыленного впрыскиваемого топлива. Смешиваясь с горячим окружающим воздухом в камере сгорания, испарившееся топливо достигает температуры самовоспламенения и сгорает, высвобождая энергию, которая хранится в этом топливе [391] .

Определение дизельного двигателя менялось с годами. Например, в начале 20-го - годов проводилось различие между «истинным дизельным двигателем» и двигателем, который разделял некоторые аспекты дизельного цикла, но не охватывал все аспекты, которые считались частью дизельного цикла, как тогда предполагалось. . Одно раннее определение «настоящего дизельного двигателя» - это двигатель, имеющий следующие характеристики [2959] :

  1. Сжатие, достаточное для получения температуры, необходимой для самовозгорания топлива.
  2. Впрыск топлива струей сжатого воздуха.
  3. Максимальное давление цикла (достигаемое при сгорании), не намного превышающее давление сжатия, т. Е. Отсутствие выраженного взрывного действия.

Хотя первый пункт приведенных выше характеристик соответствует современному дизельному двигателю, последние два - нет. В течение 1920-1930-х годов две другие характеристики утратили свое значение.

Твердотопливный впрыск начал появляться примерно в 1910 году, но только в конце 1920-х годов он начал быстро получать признание.Интересно отметить, что сам Дизель выбрал нагнетание воздушной струи скорее по необходимости, чем по собственному выбору. Дизель предполагал топливную систему с твердым впрыском, а не систему воздушной струи.

Дизель довольно строго придерживался принципа сгорания при постоянном давлении, пункт 3. Это, однако, было возможно только в больших относительно тихоходных дизельных двигателях, которые были распространены до 1920-х годов. В меньших по размеру высокоскоростных двигателях, появившихся в 1920-х годах, практические соображения означали, что сгорание было ближе к процессу постоянного объема, как в цикле Отто, а не к постоянному давлению, как в цикле дизеля.

Краткий обзор ранней истории дизельного двигателя обсуждается в другом месте.

###

Дизельные двигатели

- обзор

3.1.9 Оптимизация конструкции для достижения цели, конструкции для вариативности и конструкции для обеспечения надежности

Конструкция системы дизельного двигателя требует оптимизированной спецификации как номинального целевого значения, так и допуска. Оптимизация двигателя в установившемся состоянии с большим количеством факторов обычно требует техники DoE. На рисунке 3.9 показаны процессы оптимизации конструкции системы дизельного двигателя.Процессы состоят из трех уровней работы:

3.9. Процесс оптимизации DoE для проектирования системы стационарного дизельного двигателя.

детерминированный процесс «проектирование для целевого» для проверки предварительного субоптимального номинального значения проектной спецификации

недетерминированный процесс «проектирования с учетом вариативности» для достижения оптимального дизайна - оба номинальное значение и допуск проектной спецификации с учетом изменчивости

недетерминированный процесс «проектирования для обеспечения надежности» для достижения оптимальной конструкции - как номинальное значение, так и допуск проектной спецификации, при условии надежности.

Разница между изменчивостью и надежностью состоит в том, что анализ надежности включает влияние зависящих от времени шумовых факторов (например, ухудшение качества). Проект для изменчивости использует вероятностные целевые функции для управления как номинальным значением, так и диапазоном допусков, чтобы сделать проект нечувствительным к факторам шума.

Содержание этапов 1.1–1.5, описанных на рис. 3.9 для уровня дизайна для цели, подробно поясняется в разделе 3.2. Модель RSM-1, упомянутая в шаге 1.3 относится к модели эмулятора подгонки поверхности, которая связывает номинальное значение отклика с факторами. На этом слое нет модели эмулятора для допуска.

Оптимизация дизайна с учетом изменчивости проиллюстрирована шагами 2.4–2.5 на рис. 3.9. Соответствующее моделирование методом Монте-Карло показано на рис. 3.10. По сути, моделирование методом Монте-Карло представляет собой расчет вероятности с использованием случайных комбинаций случайных выборок, выбранных из вероятностных распределений нескольких входных факторов.Вероятностное распределение выходного отклика можно спрогнозировать вместе с оценкой интенсивности отказов или надежности. Чтобы оценка была точной, количество случайных выборок должно быть очень большим. Детали моделирования Монте-Карло представлены в разделе 3.4.

3.10. Распространение статистической неопределенности и расчет изменчивости.

Коэффициенты шума, упомянутые в шаге 2.1 на рис. 3.9, относятся ко всем факторам шума, охватываемым анализом изменчивости.Шаги 2.1–2.3 составляют DoE-1, и по своей сути они аналогичны шагам 1.1–1.3. Установка уровня коэффициентов шума на шаге 2.1 выполняется так же, как и на шаге 1.1 (т.е. только для уровней средних значений). Модели подгонки поверхности эмулятора DoE-1 RSM-1 часто требуются в качестве суррогатных моделей для замены имитационных моделей цикла двигателя, требующих больших вычислительных ресурсов, поскольку моделирование Монте-Карло на шаге 2.5 требует тысяч прогонов. Тысячи прогонов Монте-Карло необходимо повторить для каждого случая в DoE-2.Следует отметить, что установка уровня коэффициентов шума в DoE-2 на шаге 2.4 отличается от такового на шаге 2.1 (или шаге 1.1). Факторы шума на этапе 2.4 должны быть описаны несколькими факторами распределения (например, средним значением, стандартным отклонением; параметром масштаба и параметром формы), чтобы отразить его конкретную форму вероятностного распределения. Эти факторы называются факторами распределения вероятностей. Каждый фактор распределения вероятностей является фактором в DoE-2. Каждый коэффициент шума на этапе 2.4 должен иметь несколько уровней коэффициента для каждого коэффициента распределения вероятностей в разумном диапазоне для формы данного типа функции вероятности.Например, для коэффициента шума КПД турбины его коэффициент «среднего значения» должен иметь пять уровней настройки, чтобы охватить диапазон возможных средних значений вероятностного распределения КПД турбины, например при 58%, 59%, 60%, 61% и 62%. Его коэффициент «стандартного отклонения» также должен иметь пять уровней настройки, чтобы охватить диапазон возможных различных форм вероятностного распределения КПД турбины, например 0,3%, 0,6%, 0,9%, 1,2% и 1,5%. Очевидно, размер DoE на шаге 2.4 обычно больше, чем на шаге 2.1. Например, предполагая, что DoE-2 на шаге 2.4 имеет 10 факторов (т. Е. 4 фактора управления и 3 фактора шума, которые дают 6 коэффициентов распределения вероятности шума) и 210 случаев (прогонов), для каждого случая необходимо выполнить моделирование Монте-Карло. выполнено 1000 раз, взяв 1000 случайных комбинаций вероятностных выборок. Такой огромный объем вычислений обычно не может быть выполнен с использованием исходных подробных системных моделей. Поэтому модель RSM-1, описанная на шаге 2.3 здесь нужен как быстрая суррогатная модель.

Выходные данные этапа 2.5 на рис. 3.9 включают все отклики двигателя в виде форм вероятностного распределения, их статистические свойства для выбранного соответствия функции распределения вероятностей и статистику вероятностей (т. Е. Интенсивность отказов для изменчивости). Статистические свойства ответов могут включать в себя следующее: минимум, максимум, среднее значение, стандартное отклонение, асимметрия, избыточный эксцесс и режим. (Определение этих параметров распределения вероятностей см. В таблицах A.1 и A.2 в Приложении.) Подозреваемые выбросы в распределении вероятностей смоделированных ответов не редкость. Выбросы не обязательно являются плохими точками данных. С ними следует обращаться осторожно, а не просто удалять автоматически. Модели эмулятора RSM-2 описаны в шаге 2.6 путем связывания факторов DoE-2 с ответами распределения вероятностей и статистикой вероятностей. Модели эмуляторов позволяют оценить чувствительность распределений вероятностей выходных данных ко всем входным факторам с использованием ранее представленных методов анализа (например,g., параметрическая развертка, двумерная оптимизация с контурными картами).

Шаг 2.7 имеет решающее значение для надежной оптимизации. В традиционной теории надежного проектирования доктор Тагучи использовал подход «двухэтапной оптимизации» (Fowlkes and Creveling, 1995a). При таком подходе допуск продукта сначала снижается до желаемой формы распределения вероятностей, затем вся кривая распределения вероятностей смещается к желаемой цели путем корректировки номинального расчетного значения. Такой двухэтапный подход имеет определенные недостатки.Например, номинальная целевая конструкция и проект допусков разделены, и их взаимодействие сложно эффективно обрабатывать. В этой теории робастной оптимизации для проектирования системы дизельного двигателя эти недостатки преодолеваются за счет одновременной одностадийной оптимизации как номинальной конструкции, так и конструкции допусков. Математическая формулировка оптимизации с использованием моделей эмулятора DoE-2 RSM-2 на шаге 2.7 обеспечивает такую ​​одновременную оптимизацию, поскольку модели включают в себя все статистические свойства (номинальные или средние, допуск или отклонение) для оптимизации с ограничениями (например.g., при условии ограничения количества отказов на уровне или ниже определенного заданного целевого значения). Следует отметить, что такое преимущество предлагаемого подхода «дизайн с учетом вариативности» над традиционным подходом «двухэтапной оптимизации» может быть достигнуто только путем внедрения RSM в область надежного проектирования.

Последний уровень оптимизации системы - надежность. Он похож на дизайн для изменчивости (рис. 3.9), но все же отличается. На шаге 3 следует использовать связанные с надежностью системные модели, распределения вероятностей и выходную статистику.2, 3.4 и 3.5, показанные на рис. 3.9 соответственно. Для сравнения, элементы, связанные с изменчивостью, следует использовать на этапах 2.2, 2.4 и 2.5.

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели

ФАС | Военные | DOD 101 | Системы | Корабли | Двигательная установка ||||


Индекс | Поиск | Присоединяйтесь к ФАС

Дизельный двигатель стал неотъемлемой частью силовых установок ВМФ.Он включает сгорание подходящего топлива внутри цилиндра, содержащего поршень, движение которого является результатом преобразования тепловой энергии в механическую работу. Сегодня дизельные двигатели широко используются на флоте в качестве силовых установок для небольших лодок, кораблей и наземных транспортных средств. Они также используются в качестве первичных двигателей во вспомогательном оборудовании, таком как аварийные дизельные генераторы, насосы и компрессоры. Более ста лет назад в письме к своему бывшему наставнику Карлу фон Линде Рудольф Дизель написал: «У меня несколько захватывающих новостей; я нашел двигатель, который, по моим подсчетам, потребляет лишь примерно одну десятую часть угля, необходимого для наши современные паровые машины.«С большим убеждением Рудольф Дизель разработал первый четырехтактный дизельный двигатель на основе своих первоначальных математических расчетов. Его высокая эффективность поместила в тень все, что было до него. С такой же уверенностью мы оптимизировали его изобретение, применив прямой впрыск и турбонаддув. Цели, возможно, несколько изменились, но убежденность, с которой Рудольф Дизель работал над своим двигателем, теперь является основным средством движения корабля и выработки электроэнергии. Самый первый в мире дизельный двигатель был разработан в Аугсбурге, Германия, между 1893 и 1897 годами в сотрудничестве с его известным изобретателем.Следующие вехи сыграли важную новаторскую роль в разработке современного дизельного двигателя: Между 1901 и 1934 годами был разработан первый четырехтактный поршневой двигатель ствольного типа, в Киеве была создана большая дизельная электростанция, на теплоход «Селандия» был установлен первый судовой дизельный двигатель и разработан первый четырехтактный дизельный двигатель с турбонаддувом. В 1935 году был изготовлен первый четырехтактный дизель, работающий на мазуте. В 1952 году был представлен двухтактный дизель, а в 1987 году MAN B&W поставил самый большой дизельный двигатель своего времени - двигатель мощностью 130 000 л.с. для Queen Elizabeth 2.

Двумя наиболее распространенными двигателями для малых лодок, используемыми сегодня в ВМФ, являются дизельный двигатель General Motors Detroit Diesel 6-71 и Westerbeke Model 4-107. Причина их популярности в том, что они надежны и их легко достать.

Средние боевые корабли и многие вспомогательные суда приводятся в движение крупными (~ 50 000 л.с.) дизельными двигателями с одним агрегатом или, для большей экономии и эксплуатационной гибкости, комбинациями двигателей несколько меньшего размера. Дизельные двигатели имеют относительно высокий КПД при частичной нагрузке и гораздо более высокий КПД при очень низкой частичной нагрузке, чем паровые турбины.Они также обладают большей эффективностью на высоких скоростях, чем любые другие растения, работающие на ископаемом топливе. Таким образом, они требуют наименьшего веса топлива для заданной продолжительности полета. Другие преимущества включают низкую начальную стоимость и относительно низкую частоту вращения, что приводит к уменьшению размеров редукторов. Кроме того, дизельные двигатели могут быть быстро выведены из эксплуатации при низких температурах. Они надежны, просты в эксплуатации и обслуживании и имеют долгую историю активного развития для использования на море.

Крупные дизельные установки адаптированы для использования на флоте на классах LSD-41 (остров Уидби) (два среднеоборотных дизеля приводят в движение каждый из двух валов).В целом, однако, использование дизелей на комбатантах среднего и большего размера требует объединения нескольких меньших агрегатов для привода общего вала. Это требование приводит к серьезным проблемам с пространством и расположением. Среди других недостатков - необходимость периодического капитального ремонта двигателя и постепенного технического обслуживания. Это приводит к частым периодам простоя, которые из-за количества аналогичных единиц могут не увеличивать количество необходимого времени на техническое обслуживание в порту, но действительно уменьшают количество времени, в течение которого корабль имеет полную мощность, доступную в море.Наконец, судовое дизельное топливо имеет высокий уровень расхода смазочного масла, который может приближаться к 5% от расхода топлива; поэтому необходимо перевозить большое количество смазочного масла.

Подвижные части дизельного двигателя обеспечивают управление элементами, необходимыми для сгорания, и преобразования сгорания в механическую энергию вала. Основными движущимися компонентами являются коленчатый вал, поршневой узел, шатун, распределительный вал, клапаны, рабочий механизм, маховик, гаситель колебаний и различные шестерни.

Для запуска дизельного двигателя он должен вращаться достаточно быстро, чтобы получить достаточно тепла для воспламенения топливно-воздушной смеси. Сгорание заставляет поршень опускаться или выдвигаться (рабочий ход) из-за быстрого расширения газов. Некоторые факторы, влияющие на запуск двигателя, включают: температуру окружающей среды, сжатие в цилиндрах из-за чрезмерного износа (низкий) или недавно отремонтированного двигателя (высокий), нагрузка на двигатель (присоединенный генератор) и надлежащая предварительная смазка подшипников двигателя перед к запуску.

Существует две крайности философии технического обслуживания и капитального ремонта дизельного двигателя: дайте двигателю поработать до тех пор, пока он не сломается, а затем отремонтируйте его (обычно в самый неподходящий момент) или постоянно разбирайте его для проверки и замены изношенных деталей. Ни один из этих подходов не является рентабельным и не увеличивает эксплуатационную готовность двигателя. Мониторинг рабочих параметров дизельного двигателя путем построения графиков и анализа их значений - проверенный способ раскрыть механическое состояние дизельного двигателя.По мере износа компонентов двигателя рабочие параметры постепенно меняются. Анализ тенденций дизельного двигателя - это сбор и анализ рабочих параметров дизельного двигателя с целью прогнозирования необходимости корректирующего обслуживания / капитального ремонта. Эти данные могут быть проанализированы для определения состояния внутренних компонентов двигателя и критических вспомогательных систем. Анализ тенденций и техническое обслуживание на основе состояния - это логические методы определения потребности в основных мероприятиях по техническому обслуживанию двигателя, которые используются в ВМФ с конца 1960-х годов.

Источники и методы



ФАС | Военные | DOD 101 | Системы | Корабли | Двигательная установка ||||


Индекс | Поиск | Присоединяйтесь к ФАС
http://www.fas.org/man/dod-101/sys/ship/eng/diesel.htm
Поддержкой занимается Роберт Шерман
Первоначально создано Джоном Пайком
Обновлено 27 февраля 1999 г., 7:56:20

ОБЗОР ДИЗЕЛЬНОЙ ТЯГИ

ОБЗОР ДИЗЕЛЬНОЙ ТЯГИ
Инженерное обучение

ЛИСТ НАЗНАЧЕНИЯ

ОБЗОР ДИЗЕЛЬНОЙ ТЯГИ

Номер присвоения 1.10

ВВЕДЕНИЕ

Дизельный двигатель стал неотъемлемой частью силовой установки ВМФ. возможности. Этот урок разработан, чтобы познакомить вас с основными предназначение, компоновка оборудования и вспомогательные операции кораблей классов ARS-50, LST-1179, LSD-41, MCM-1, MHC-51 и PC-1.

ТЕМА УРОКА ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Терминал Цель:

1.0 Выполнять обязанности младшего офицера палубы в надводный комбатант с ядерной установкой с учетом удара обычных силовых установок и потерь в бою группа. (JTI: A)

Обеспечивающие цели:

1.41 Укажите текущие классы судов с дизельной силовой установкой, как много винтов, которые у них есть, и их технические ограничения.

1,42 Опишите общую компоновку завода / помещения для одиночных и множественных винтовые дизельные корабли.

1.43 Укажите сторожевые посты, общие для дизельных силовых установок.

НАЗНАЧЕНИЕ НА ИЗУЧЕНИЕ

1. Прочтите информационный лист 1.10.

2. Набросайте информационный лист 1.10, используя вспомогательные цели для урока 1.10 в качестве руководства.

3. Ответьте на учебные вопросы.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ

1.MCM 1 сообщает о потере SSDG №1 из-за картерный взрыв. Какой эффект это будет иметь по эксплуатации корабля?

2. MHC-51 сообщает об основном космическом пожаре. Будет ли он сможет продолжить операцию?

3. MCM 2 потерял свой MMGTG №1. Как будет это влияет на способность корабля выполнять свои миссия по тралению.

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЛИСТ

ОБЗОР ДИЗЕЛЬНОЙ ТЯГИ

Информационный лист № 1.10

ВВЕДЕНИЕ

Дизельный двигатель стал неотъемлемой частью силовой установки ВМФ. возможности. Этот урок разработан, чтобы познакомить вас с основными предназначение, компоновка оборудования и вспомогательные операции кораблей классов ARS-50, LST-1179, LSD-41, MCM-1, MHC-51 и PC-1.

ССЫЛКИ

(a) LST-1182 Судовая информационная книга (SIB)

(b) Судовая информационная книга LSD-41 (SIB)

(c) Судовая информационная книга MCM-1 (SIB)

(d) Судовая информационная книга MHC-51 (SIB)

(e) Введение в военно-морское машиностроение , 2-е изд., Дэвид А. Бланк, Артур Э. Бок и Дэвид Дж. Ричардсон, Naval Institute Press

ИНФОРМАЦИЯ

.Обзор

. Дизельный двигатель получил свое название от немецкого имени Dr. Рудольф Дизель. Он включает в себя сжигание подходящего топлива. внутри цилиндра, содержащего поршень, движение которого приводит к от преобразования тепловой энергии в механическую Работа. Сегодня дизельные двигатели широко используются на флоте, служат в качестве силовых установок для небольших лодок, кораблей и суши транспортных средств.Они также используются как тягачи во вспомогательных оборудование, такое как аварийные дизель-генераторы, насосы и компрессоры. В этом уроке основное внимание будет уделено использованию дизельного топлива. двигатели для основных средств движения на кораблях ВМФ.

. Средние боевые корабли и множество вспомогательных судов приводятся в действие большими (~ 50 000 л.с.) одноместными дизельными двигателями или, для большей экономии и эксплуатационной гибкости, комбинации несколько меньших двигателей. Дизельные двигатели имеют относительно высокий КПД при частичной нагрузке и намного выше КПД при очень низкой частичной нагрузке по сравнению с паровыми турбинами.Они также обладают большей эффективностью на высоких скоростях, чем любые другие растения, работающие на ископаемом топливе. Таким образом, они требуют наименьшего веса топлива. для заданной выносливости. К другим преимуществам можно отнести низкий начальный стоимость и относительно низкие обороты, что приводит к небольшому редукторы. Дополнительно можно привезти дизельные двигатели. онлайн из холодных условий быстро. Они надежны и проста в эксплуатации и обслуживании, имеет долгую историю активной эксплуатации разработка для морского использования.

. Большие дизельные установки были адаптированы для использования в ВМФ на класса LSD-41 (остров Уидби) (два среднеоборотных дизеля двигатели приводят каждый из двух валов). Однако в целом использование дизелей на комбатантах среднего и большего размера требует, чтобы несколько меньших единиц были объединены для управления общий вал. Это требование приводит к необходимости занимать много места и проблемы с расположением. Среди других недостатков - факт что периодический капитальный ремонт двигателя и прогрессивное техническое обслуживание требуется.Это приводит к частым периодам простоя, которые, из-за количества аналогичных единиц не может увеличивать количество необходимого времени на техническое обслуживание в порту, но все же уменьшается количество времени, в течение которого корабль имеет полную мощность, пока море. Наконец, судовой дизель имеет высокий процент смазочного масла. расход, который может приближаться к 5% от топлива потребление; поэтому необходимо перевозить большое количество смазочного масла.

. Судовые двигательные установки используют множество различных устройств. двигателей, валов, редукторов и гребных винтов, подходящих для эксплуатационные требования обслуживаемых судов.Один такой компоновка - автономные агрегаты для движения кораблей, где двигатели полностью независимы друг от друга; они на противоположные стороны корабля, одна в носу и одна на корме промежуточный отсек для контроля повреждений. Различные другие приспособления используются на тральщиках, тендерах подводных лодок и десантные корабли в ВМФ. В этом уроке мы обсудим характеристики этих кораблей, включая их возможности и макеты растений.

.Теплоходы

. Класс ARS-50 (Safeguard) (Рисунок 1.10-1)

. Класс Safeguard - это двухвальный спасательный корабль с четырьмя главными Тяговые дизельные двигатели (MPDE), три судовых служебных дизеля Генераторы (SSDG). Каждый MPDE - это Caterpillar D399, 16-цилиндровый, 4-тактный двигатель мощностью 1100 л.с. На каждом валу по два MPDE. прикреплены к каждому валу через редукторы и муфты. Каждый SSDG с приводом от Caterpillar D399, 16-цилиндровый, 4-тактный, 1200 об / мин с генератор мощностью 750 кВт, 1200 А, 450 В переменного тока, 60 Гц, 3 фазы.Есть одно главное машинное отделение, одно вспомогательное машинное отделение и передняя генераторная (рис. 1.10-2). Корабль оборудован Носовое подруливающее устройство мощностью 500 л.с. для повышенной маневренности на малых скоростях во время спасательных операций и эволюции стыковки.

. Характеристики корабля

) Длина 255 '0 "

Балка 51 '

Макс.скорость 14,5 узла

Водоизмещение 2880 тн

Осадка 16 футов 6 дюймов

Количество валов 2

Набор персонала.= 97, выкл. = 7

. LST-1179 (Ньюпорт) класс (Рисунок 1.10-3)

. Этот корабль класса Newport спроектирован так, чтобы приземлиться на враждебных берегах. и выгружать танки и войска на пляж. На корабле есть колодец палубный и кормовой калитки для разгрузки тракторов-амфибий и носовая часть пандус для разгрузки наземной техники по тротуарам на пляж. Хотя эти корабли выводятся из состава флота США, они продаются иностранным флотам, поэтому вы все еще можете увидеть или даже поработать с этим типом корабля во время походов в ВМФ.Всего два корабля останется в строю во флоте США (по одному на побережье).

. Это двухвальный корабль с шестью главными дизельными двигателями. (MPDE) и три судовых дизельных генератора (SSDG). Каждый MPDE - это General Motors 16-645-E5 в моделях LST-1179–1181. и ARCO 16-251 во всех остальных, мощностью 16 500 л.с. Каждый SSDG приводится в движение 8-цилиндровым, 4-х тактным двигателем 900 об / мин ALCO 251-E и генератор рассчитан на 750 кВт, 1201 ампер, 450 В переменного тока, 60 Гц, 3 фаза.Имеется три основных машинных отделения, три вспомогательных механизма. помещения и две закрытые рабочие станции (рис. 1.10-4). Этот корабль оснащен гребными винтами регулируемого шага и носовыми подруливающими устройствами для повышенная маневренность при разгрузке тракторов-амфибий.

. Характеристики корабля

) Длина 562 '

Балка 70 '

Максимальная скорость 23 узла

Дальность 2500 м. Миль на расстоянии 14 узлов

Водоизмещение 8450 тн

Количество валов 2

Набор персонала.= 244, выкл. = 13

Военный лифт 400 военнослужащих (20 офицеров), 500 тонн техники, 4 LCVP на шлюпбалках.

. Класс LSD-41 (остров Уидби) (рис. 1.10-5)

. Остров Уидби - это десантный корабль-док, основанный на более раннем Класс якорной стоянки, предназначенный для перевозки войск и грузов на десантные операции. Корабль имеет колодезную палубу, способную нести четыре LCAC. Есть грузовая версия этого корабля, способная перевозить 40 000 куб. Футов морского груза, 13 333 кв. Фута для транспортных средств, но только два. LCAC.Также 90 тонн авиатоплива.

. Это двухвальный корабль с четырьмя главными дизельными двигателями. (MPDE) и четыре судовых дизельных генератора (SSDG). Каждый MPDE - 16-цилиндровый 4-тактный двигатель Colt Pielstick 16PC25-V400. мощностью 8 500 л.с. каждый. Каждый SSDG управляется Фэрбенксом Морзе. 38D8-1 / 8, 12-цилиндровый, 2-тактный, оппозитный поршень, двигатель 720 об / мин и генератор рассчитан на 1300 кВт, 2085 ампер, 450 В переменного тока, 60 Гц, 3 фаза. Есть два основных машинных отделения и два вспомогательных. машинные отделения (рисунок 1.10-6). Корабль имеет регулируемый шаг. пропеллеры тоже.

. Характеристики корабля

) Длина 609 футов 7 дюймов

Балка 84 '

Осадка 20 футов 6 дюймов

Максимальная скорость 24 узла

Дальность 8000 морских миль при 18 узлах

Водоизмещение 11,125 тн легкое, груженое 16695 т

Количество валов 2

Набор персонала.= 340, выкл. = 21

Военный подъем 450 военнослужащих, 4 LCAC

. Класс MCM-1 (Avenger) (Рисунок 1.10-7)

. Класс Avenger - это противоминное судно, построенное из дуба, пихты Дугласа и кедра Аляски, с тонким покрытием стекловолокно снаружи, что позволяет использовать низкую магнитная подпись. Мститель и три MSO были перевезены в Персидский залив на корабле большой грузоподъемности в 1990 году.

. Это двухвальный корабль с четырьмя главными дизельными двигателями. (MPDE), три судовых дизельных генератора (SSDG) и один Магнитный тральщик газотурбинный генератор (ММГТГ). Каждый MPDE - это Waukesha, 12-цилиндровый, 4-тактный (MCM-1,2) или низкий магнитная Isotta Fraschini ID 36SS6V-AM, 6 цилиндров, 4 такта (МСМ-3-14) мощностью 600 л.с. Каждый SSDG управляется Waukesha, 12-цилиндровый, 4-тактный, 1800 об / мин (MCM-1,2) или Isotta Fraschini ID 36SS6V-AM, 6-цилиндровый, 4-тактный, 1800 об / мин (MCM-3-14) с генератором мощностью 375 кВт, 601 А, 450 В, 60 Гц, 3 фаза.Магнитная газовая турбина для траления мин компании Siemen Allis-Solar Генератор (MMGTG) рассчитан на 1750 кВт, 1550 об / мин, 5000 ампер, 350 В постоянного тока. Есть одно главное машинное отделение и одно вспомогательное. машинное отделение (рис. 1.10-8). Корабль также оборудован носовой частью. подруливающие устройства и один электродвигатель мощностью 4 л.с. на вал для операций висения так что дизели можно обезопасить в минных полях.

. Характеристики корабля

) Длина 224 '

Балка 39 футов

Осадка 12 '2 "

Макс.скорость 13.5 узлов

Водоизмещение 1312 тн

Количество валов 2

Набор персонала. = 81, Off. = 6

. Класс MHC-51 (Скопа) (Рисунок 1.10-9)

. Класс Osprey - это судно для охоты на шахты, построенное из стеклопластика. (стеклопластик) по всему корпусу, палубам и переборке с шпангоутами устранено.

. Это двухвальный корабль с двумя главными дизельными двигателями. (MPDE) и три судовых дизельных генератора (SSDG).Каждый MPDE - Isotta Fraschini ID 36SS8V-AM, 8-цилиндровый, 4-тактный. двигатель мощностью 800 л.с. Каждый SSDG приводится в движение Isotta Fraschini. ID 36SS6V-AM, 8-цилиндровый, 4-тактный, 1200 об / мин с генератором номиналом на 300 кВт, 481 ампер, 450 вольт, 60 Гц, 3 фазы. Есть один главный машинное отделение, одно вспомогательное машинное отделение и два генераторных отделения (Рисунок 1.10-10). Корабль также оборудован носовыми подруливающими устройствами и двумя подруливающими устройствами. Винты Voight Schneider (циклоидальные) для точного маневрирования.

. Характеристики корабля

) Длина 187 футов 10 дюймов

Балка 34 '9 "

Макс.скорость 13 узлов

Дальность 2500 миль при 12 узлах

Водоизмещение 895 тн

Количество валов 2

Набор персонала. = 51, выкл. = 4

.Класс ПК-1 (Циклон) (Рисунок 1.10-11)

. Основная задача класса Cyclone - прибрежное патрулирование, наблюдение и запрет враждебных берегов. Второстепенная миссия - поддержать Военно-морские специальные боевые задачи с использованием морских котиков на берегу вторжение. Главный корпус, включая надводную палубу, является изготовлен из сварной низкоуглеродистой стали, а надстройка изготовлен из сварного алюминиевого сплава. Это новейший дизель пропульсивный корабль в военно-морском флоте США.

. Это четырехвальный корабль с четырьмя главными дизельными двигателями. (MPDE) и два судовых дизельных генератора (SSDG). Каждый MPDE - это Paxman Velenta 16RP200 16 см, 16-цилиндровый, 4-тактный. двигатель мощностью 3350 л.с. и 1500 об / мин. Каждый SSDG управляется Caterpillar Модель 3306B DIT, 6-цилиндровый, 4-тактный двигатель с генератор мощностью 155 кВт, 450 В, 60 Гц, 3 фазы. Есть два Главное машинное отделение, одно в носовой части и одно в корме (Рисунок 1.10-12). Каждый Главное машинное отделение содержит два MPDE и один SSDG.

. Характеристики корабля

) Длина 170 '

Балка 29 '9 "

Осадка 7 футов 6 дюймов

Макс.скорость 40+ узлов

Дальность 2000 морских миль при 12 узлах (автономность = 10 суток)

Водоизмещение 266 тн

Количество валов 2

Набор персонала.= 25, выкл. = 4

Набор в команду SEAL. = 7, выкл. = 2

. Станции наблюдения за дизельным заводом

. Как и на кораблях с атомными двигателями, сторожевые сердце энергетической установки, и без них ничего бы не работать. Количество и имена наблюдателей различаются. от корабля к кораблю и поэтому все возможные комбинации часов организации не могут быть рассмотрены в этом уроке. Следующее общий обзор некоторых сторожевых стендов, установленных на большинстве дизельных двигателей. корабли, включая их обязанности.

. EOOW (Вахтенный инженер) - Офицер или старшина на вахте отвечает за весь судовой машиностроительный завод. EOOW несет ответственность за безопасную и правильную работу машиностроительного завода, и для выполнения предписанных обязанностей.

. ENOW (Наблюдатель за машинным отделением) - Инженер, отвечающий за часы в машинном отделении. ENOW несет ответственность за работа главного двигателя и его вспомогательного оборудования в соответствии с указаниями EOOW.

. Дроссель машинного отделения - лицо, назначенное вахтенным за главным двигателем. дроссели. Дроссель отвечает за работу главного двигателя. дросселирует по заказам, полученным от OOD.

. Монитор масленки / оборудования в машинном отделении - лицо, назначенное вахтенным в машинное отделение. Масленка отвечает за системы смазочного масла всех действующее оборудование и другое вспомогательное оборудование, которое может быть назначенный.

.Посыльный в машинном отделении - Человек, которому поручено дежурство посыльного в машинный зал. Посланник машинного отделения отвечает за запись почасовых показаний работающего оборудования и других обязанности, которые могут быть возложены ENOW.

. Оператор дистиллятной установки - лицо, ответственное за наблюдение за дистиллятной установкой. Оператор дистиллятной установки несет ответственность за ежечасный учет показания работающего оборудования и для выполнения других заданных обязанностей.

.SSDG Watch - лицо, ответственное за разогрев, эксплуатация и фиксация генератора и связанного с ним вспомогательного оборудования

. Вахта вспомогательного котла - несет ответственность перед EOOW за работу судовые вспомогательные котлы и испарители

. Электротехник - электрик или электрик по IC, назначенный вахты на главном судовом распределительном щите, отвечающие за электрическую и IC оборудование по всему кораблю. Электротехнический супервайзер отвечает за контроль и распределение всей судовой службы 60 и 400 Мощность в Гц, вырабатываемая на борту корабля.

. Оператор электрического распределительного щита - электрик или электрик IC назначена вахта на одном из главных электрических щитов

. Помощник нефтяного короля - человек, которому могут быть назначены часы в масле. лаборатория; отвечает за испытания и очистку нефти / воды

. Зондирование и наблюдение за безопасностью - лицо, назначенное в качестве передвижного охранника патруль. Наблюдение за зондированием и безопасностью отвечает за обнаружение и предотвращение пожара, пожарной опасности, затопления, кражи, саботажа, компрометация секретной информации и другие нарушения, затрагивающие физическая безопасность корабля.

. Станции управления судном

. Дизельные корабли имеют в своем распоряжении множество постов управления.

. Местный пост управления расположен в двигательной установке и включает отдельные элементы управления для MPDE и регулируемого шага пропеллер. Эта станция управления может взять на себя управление с любого другого станции с помощью переключателя на панели местного управления.

. Следующий пункт управления по степени вероятности - центральный. контроль.Местный пульт управления может передавать управление центральному станции управления, так как это где EOOW и другой ключ сторожевые посты расположены.

. Третий и самый низкий пункт контроля вероятности - рубка. (мостик) на пульте управления судном (SCC). У этой станции есть интегрированное управление дроссельной заслонкой для управления MPDE и регулируемым шагом пропеллеры с помощью одной ручки управления. Станция управления Centrol может передать контроль над этой станцией, чтобы ООД / Офицер по боевым действиям мог иметь прямое управление кораблем.Хотя это самая низкая станция Вероятность, кораблем обычно управляют с этой станции.

. Каждый раз, когда пострадавший в силовой установке требует, чтобы быть переведенным на станцию ​​более высокой вероятности, эта станция может взять под контроль. Другими словами, EOOW может взять на себя управление мост и местная станция управления могут взять на себя управление с либо мост, либо центральный пост управления.

. Управление судном обычно контролируется с мостика через рулевое колесо, но может быть передано на кормовой рулевые в аварийной ситуации.Собственно рулевое комнаты перейдут под контроль с моста по приказу OOD / офицер боевой службы.

Общее расположение дизель-электрической силовой установки для сдвоенного ...

Контекст 1

... Профиль нагрузки для полного обслуживания электрического двигателя PSV для бассейна Сантос показан на рис. 10. Продолжительность каждого типа операции указана в fi ...

Контекст 2

... Расход топлива определяется с использованием расхода мощности, показанного на рис. 11, в качестве справочного. Профиль нагрузки - это входные данные, а мощность, которую должен выдавать каждый дизельный двигатель, получается путем вычисления потерь каждого компонента. Масса топлива, необходимая для выработки требуемой мощности в каждом образце, определяется ...

Контекст 3

... e Кривые SFOC для двигателей компоновок 1-3 и 2-4 показаны на Рис. 11. Кривые SFOC меняются в зависимости от нагрузки двигателя. ...

Контекст 4

... рейс с полной и частичной нагрузкой батареи в основном потребляют энергию; однако они поддерживают загрузку двигателей в оптимальной рабочей точке. Фиг.13 показывает нагрузку и передаваемую мощность от дизельных двигателей устройств 1 и 2. Фиг.14 изображает потребляемую мощность от устройства 3; На этом рисунке энергия, обеспечиваемая батареями, представлена ​​желтыми областями, а потребляемая энергия показана зелеными областями. Для устройства 4 поведение, аналогичное показанному на рис.14 - это ...

Контекст 5

... рейс с полной и частичной нагрузкой батареи в основном потребляют энергию; однако они поддерживают загрузку двигателей в оптимальной рабочей точке. Фиг.13 показывает нагрузку и передаваемую мощность от дизельных двигателей устройств 1 и 2. Фиг.14 изображает потребляемую мощность от устройства 3; На этом рисунке энергия, обеспечиваемая батареями, представлена ​​желтыми областями, а потребляемая энергия показана зелеными областями. Для устройства 4 поведение, аналогичное показанному на рис.14 - это ...

Контекст 6

... точка. Фиг.13 показывает нагрузку и передаваемую мощность от дизельных двигателей устройств 1 и 2. Фиг.14 изображает потребляемую мощность от устройства 3; На этом рисунке энергия, обеспечиваемая батареями, представлена ​​желтыми областями, а потребляемая энергия показана зелеными областями. Для компоновки 4 поведение, аналогичное показанному на рис. 14, выглядит следующим образом ...

Контекст 7

... фактически, для компоновок 1 и 2 средняя загрузка двигателей составляет 50% со стандартным отклонением 28, 8%.Для устройств 3 и 4 средняя загрузка двигателей составляет около 80,9% со стандартным отклонением 1,7%. Поскольку высокоскоростные дизельные двигатели работают на MGO, а среднеоборотные - на HFO, расходы на топливо для каждой услуги показаны на рис. 16. Цены на топливо были взяты из Petromedia (2014) на 18-08-2014, ссылка на порт ...

Контекст 8

... с учетом приведенных выше уравнений и условий, а также анализа производительности и расхода топлива раздела 5.3, выбросы выхлопных газов от каждого устройства для типичного обслуживания показаны на рис. 17 и 18. Сравнение расхода топлива и выбросов выхлопных газов каждого ...

Произошла ошибка при настройке вашего пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Дизельная электростанция

: [Схема, работа, преимущества, схемы]

В этом посте вы узнаете о дизельной электростанции с ее компоновкой , компонентов , используемых в дизельной электростанции, это работает , преимущества и заявки .

Знакомство с дизельной электростанцией

Дизельные электростанции устанавливаются там, где поставки угля и воды не доступны в достаточном количестве, или где электроэнергия должна вырабатываться в небольшом количестве, или где для обеспечения бесперебойной подачи требуются резервные комплекты например, в больницах, на телефонных станциях и т. д.

Эти станции мощностью от 2 до 50 МВт используются в качестве центральных станций для небольших энергоснабжающих организаций и предприятий.

Дизельные электростанции обычно используются следующим образом:

  1. Установки пиковой нагрузки: Дизельные электростанции в основном используются вместе с тепловыми / гидроэлектростанциями в качестве установок пиковой нагрузки.
  2. Используется как передвижная установка.
  3. Могут использоваться как резервный блок для питания частичной нагрузки.
  4. Могут использоваться как аварийное устройство связи и водоснабжения в аварийных условиях.
  5. Дизельная электростанция, используемая в качестве детской станции для электроснабжения небольшого городка или города.
  6. Используется как пусковая станция для запуска больших паровых установок.
  7. Используется как центральная станция.

Читайте также:

Блок-схема дизельной электростанции

Простая дизельная электростанция, как показано на рисунке.Дизельные двигатели обычно подразделяются на четырехтактные и двухтактные. Обычно двухтактные двигатели используются на дизельных электростанциях.

Компрессор всасывает воздух из атмосферы и сжимает. Сжатый воздух подается в двигатель через фильтр для запуска, где он сжимается поршнем в цилиндре. Мазут подается из бака через фильтр к топливным форсункам. Форсунка впрыскивает топливо в цилиндр и смешивается со сжатым воздухом.

Впрыскиваемое топливо воспламеняется и происходит сгорание. Это высвобождает огромное количество энергии, которая используется для работы генератора для производства электроэнергии. Охлаждающая вода непрерывно подается для охлаждения двигателя, а смазочное масло подается для смазки деталей двигателя. Воздухозаборник подает воздух в двигатель для последующих операций.

Схема дизельной электростанции

Схема расположения дизельной электростанции представлена ​​на рисунке. Воздух из атмосферы втягивается в компрессор и сжимается.Сжатый воздух попадает в дизельный двигатель через воздушный фильтр. В воздушном фильтре фильтруется пыль, грязь из воздуха и в дизельный двигатель направляется только чистый воздух.

Мазут из бака проходит через фильтр, где масло фильтруется, а чистое масло впрыскивается в дизельный двигатель через топливный насос и топливную форсунку. Смесь сжатого воздуха и жидкого топлива воспламеняется в двигателе, и происходит сгорание. Высвободившаяся тепловая энергия используется для приведения в действие генератора, который производит электроэнергию.

  1. Система подачи топлива
  2. Система впуска и выпуска воздуха
  3. Система смазки
  4. Система запуска
  5. Система охлаждения

1. Система подачи топлива

Эта система состоит из топливного бака для хранения топлива, топливных фильтров и насосы для перекачки и впрыска топлива. Топливо может поставляться на территорию завода автомобильным, автомобильным, железнодорожным транспортом, цистернами и т. Д.

2. Система забора и выпуска воздуха

Состоит из компрессора, фильтра для подачи воздуха и труб для выхлопных газов.Предусмотрены фильтры для удаления пыли, грязи и т. Д. Из входящего воздуха. В выхлопной системе предусмотрен глушитель для уменьшения шума.

Система впуска воздуха выполняет следующие функции:

  1. Для очистки приточного воздуха.
  2. Чтобы заглушить всасываемый воздух.
  3. Для подачи воздуха на наддув.

3. Смазочная система

Смазка необходима для уменьшения трения и износа движущиеся части. Он включает резервуар для смазочного масла, насосы, фильтры и смазочный масло.

4. Система запуска

Для первоначального запуска двигателя используются различные устройства, такие как сжатый воздух, аккумулятор, самостартер или электродвигатель.

5. Система охлаждения

Эта система обеспечивает надлежащий контроль циркуляции воды вокруг дизельных двигателей, чтобы поддерживать температуру двигателя на достаточно низком уровне. Горячая вода из рубашки охлаждается в прудах-охладителях и снова рециркулирует.

[quads id = 2]

Основные компоненты дизельной электростанции

Дизельная электростанция состоит из следующих компонентов:

  1. Двигатель
  2. Воздушный фильтр и нагнетатель
  3. Выхлопная система
  4. Топливная система
  5. Охлаждение система
  6. Смазочная система
  7. Система запуска
  8. Система управления.

1. Двигатель

Это основной компонент завода, который разрабатывает требуемая мощность. Двигатель напрямую соединен с генератором.

2. Воздушный фильтр и нагнетатель

Воздушный фильтр предназначен для удаления пыли из воздуха, всасываемого двигателем. Использование нагнетателя заключается в увеличении давления воздуха, подаваемого в двигатель, для увеличения мощности двигателя.

3. Выхлопная система

Сюда входят глушители и соединительные каналы.В температура выхлопных газов достаточно высока, поэтому тепло выхлопные газы могут использоваться для нагрева масла или воздуха, подаваемого в двигатель.

4. Топливная система

Включает в себя накопительный бак, топливоперекачивающий насос, сетчатые фильтры и обогреватели. Подача топлива в двигатель зависит от нагрузки на двигатель. двигатель.

5. Система охлаждения

Сюда входят водяные циркуляционные насосы, градирни и установка для фильтрации воды. Целью системы охлаждения является отвод тепла от цилиндра двигателя, поддержание температуры цилиндра в безопасном диапазоне и продление срока его службы.

6. Смазочная система

Включает масляные насосы, масляные баки, фильтры, охладители и соединительные трубы. Функция смазочной системы - уменьшить трение. движущихся частей и уменьшить износ деталей двигателя.

7. Система запуска

Сюда входят воздушные магистрали. Функция этой системы заключается в запуске двигателя на холоде путем подачи сжатого воздуха.

8. Система управления

Она состоит из регулятора, и его функция заключается в поддержании постоянной скорости вращения двигателя независимо от нагрузки на установку путем управления подачей топлива в двигатель в соответствии с нагрузкой.

Дизельная электростанция Преимущества и недостатки

Преимущества дизельной электростанции

Ниже приведены преимущества дизельной электростанции:

  1. Конструкция и установка очень просты.
  2. Без труда реагирует на изменяющиеся нагрузки.
  3. Потери в режиме ожидания меньше.
  4. Занимайте меньше места.
  5. Быстро запускается и загружается.
  6. Нет проблем с золоудалением.
  7. Требуется меньшее количество воды для охлаждения.
  8. Низкие капитальные вложения
  9. Требуется меньше обслуживающего и обслуживающего персонала.
  10. Более экономичная система смазки.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *