17Июн

Что входит в систему питания дизельного двигателя: Система питания дизельного двигателя

17 Июн 2023 alexxlab Комментировать

Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя

 

Какое назначение системы питания дизельного двигателя?

Система питания дизельного двигателя служит для подвода воздуха и топлива в цилиндры двигателя в заданной пропорции и под заданным давлением и отвода отработавших газов из них.

Что входит в устройство системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320?

Система питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320 (рис.76) состоит из топливного бака 16; топливного фильтра 18 предварительной (грубой) очистки топлива; топливоподкачивающего насоса 2 с устройством 1 для ручной подкачки топлива; топливного насоса 4 высокого давления; форсунок 6; электромагнитного клапана 8; факельной свечи 10; фильтра 12 для окончательной (тонкой) очистки топлива; топливопроводов низкого 3 и высокого 5 давления; топливоотводящих (дренажных) трубопроводов 9, 11, 14 и 15 с тройником 17; топливопроводов 7 и 13 для подвода топлива соответственно к электромагнитному клапану и топливному насосу; воздушных фильтров; трубопровода для подвода воздуха в цилиндры двигателя и отвода отработавших газов из них; глушители шума выпуска отработавших газов; указателя уровня топлива в топливном баке; регулятора частоты вращения коленчатого вала; педали газа с системой тяг для управления рейкой топливного насоса; автоматической муфты опережения впрыска топлива.

Рис.76. Схема системы питания дизельного двигателя автомобиля КамАЗ-5320.

На отдельных двигателях устанавливают турбокомпрессор для подачи воздуха в цилиндры двигателя под давлением с целью повышения мощности двигателя и снижения токсичности отработавших газов.

Как работает система питания двигателя автомобиля КамАЗ-5320?

Во время работы двигателя топливо из топливного бака поступает по топливопроводу в фильтр предварительной очистки 18 (рис.76), очищается от грубых примесей и воды и топливоподкачивающим насосом под давлением 0,15-0,20 МПа по топливопроводу 3 подается в фильтры тонкой очистки 12, где окончательно очищается. Затем по топливопроводу 13 поступает в топливный насос высокого давления 4, который повышает давление топлива, дозирует его количество для каждого цилиндра в соответствии с порядком работы и нагрузкой двигателя и по топливопроводам 5 высокого давления подает в форсунки 6, которые впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 18 МПа.

Впрыскнутое топливо смешивается в цилиндре с нагретым при такте сжатия воздухом и испаряется. Образовавшаяся горючая смесь самовоспламеняется и сгорает. Совершается такт рабочего хода, во время которого тепловая энергия преобразуется в механическую, и в виде крутящего момента передается на колеса автомобиля.

Избыточное топливо, а вместе с ним и проникший в систему питания воздух отводятся через перепускной клапан топливного насоса высокого давления и клапан-жиклер фильтра тонкой очистки по дренажным топливопроводам 11 и 14 в топливный бак 16. Топливо, просочившееся в полость пружины форсунки через зазор между корпусом распылителя и иглой, сливается в бак по дренажным топливопроводам 9 и 15 с тройником 17.

Электромагнитный клапан 8 топливопроводом 7 соединен с насосом высокого давления и служит для подачи топлива под давлением 0,06-0,08 МПа к факельным свечам 10, установленным во всех впускных трубопроводах для подогрева воздуха при пуске двигателя в холодное время года.

Система питания других дизельных двигателей устроена и работает так же, если она разделенного типа.

В чем особенности системы питания неразделенного типа и где она применяется?

Система питания дизельных двигателей неразделенного типа применяется на дизельных двухтактных двигателях ЯАЗ-204, ЯАЗ-206. В этой системе насос высокого давления и форсунка объединены в одном при боре, называемом насосом-форсункой, что позволило повысить давление впрыскиваемого топлива до 140 МПа при 2000 об/мин коленчатого вала. Однако работа такого двигателя более жесткая, что снижает срок его службы, в нем отсутствуют топливопроводы высокого давления. Регулятор частоты вращения коленчатого вала двухрежимный. Он устойчиво поддерживает минимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу и максимальную – на полных нагрузках двигателя.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Система питания дизельного двигателя»

давление, двигатель, дизельный, насос, питание, система, топливный, топливо, топливопровод

Смотрите также:

Купить новый Kia Rio в Москве

Лекция 18.

Общее устройство и работа системы питания дизельного двигателя.

Лекция 18. Общее устройство и работа системы

питания дизельного двигателя.

Дизели — двигатели с внутренним смесеобразованием. В ци­линдры дизеля воздух и топливо подаются раздельно и, смешива­ясь в них с отработавшими газами, образуют рабочую смесь. При этом процесс смесеобразования совершается за очень малое вре­мя (порядка 0,001 с).

Топливо для дизелей. Дизельное топливо имеет следующие ос­новные марки:

Л — летнее топливо, предназначено для работы двигателя при температуре окружающего воздуха выше 0 °С;

3 — зимнее топливо, предназначено для работы двигателя при температуре окружающего воздуха от 0 до -30 «С;

А — арктическое, предназначено для работы двигателя при температуре окружающего воздуха ниже -30 °С.

Температура замерзания дизельного топлива должна быть на 10. .. 15 °С ниже температуры окружающего воздуха района экс­плуатации. Чем ниже температура замерзания топлива, тем на­дежнее работа дизеля.

Температура воспламенения дизельного топлива составляет 300… 350 °С.

Качество дизельного топлива оценивается цетановым числом, которое условно принято равным 100 единицам.

Цетан — быстровоспламеняющееся топливо.

Для дизельных топлив цетановое число должно быть в преде­лах 40 … 45 единиц. Чем выше цетановое число дизельного топли­ва, тем экономичнее и мягче работает двигатель. Для повышения цетанового числа в дизельное топливо добавляют специальную присадку — изопропиленнитрат.

Система питания дизеля состоит из трех следующих систем: питания топливом, питания воздухом и выпуска отработавших газов.

Конструкция и работа системы питания дизеля топливом. Сис­тема питания топливом служит для очистки топлива и равномер­ного его распределения дозированными порциями в цилиндры двигателя. В эту систему входят топливный бак, фильтры грубой и тонкой очистки, топливоподкачивающий насос, топливный на­сос высокого давления, форсунки и топливопроводы.

Топливоподкачивающий насос 7 (рис. 2.51) засасывает топли­во из бака 2 через фильтры грубой 4 и тонкой очистки и направ­ляет его к насосу 5 высокого давления. В соответствии с порядком работы цилиндров двигателя насос высокого давления подаст топ­ливо к форсункам 11, которые распыляют и впрыскивают топли­во в цилиндры 12 двигателя.

Топливоподкачивающий насос 7 подаст к насосу высокого дав­ления топлива больше, чем не­обходимо для работы двигателя. Избыточное топливо отводится по топливопроводу 3 обратно в топливный бак. По топливопро­воду 10 в бак отводится топли­во, просочившееся из форсунок.

Рис. 2.51. Схема системы питания дизеля топливом:

1 — топливоприемник; 2 — бак; 3, 9, 10 — топливопроводы; 4,8 — фильтры; 5, 7— насосы; 6— рукоятка; 11 — фор­сунка; 12 — цилиндр

Топливный насос высокого давления служит для подачи че­рез форсунки в цилиндры дви­гателя под большим давлением (20. прижи­мает иглу 15 форсунки к соплу 18 и закрывает полость 17, которая заполнена топливом. При нижнем положении плунжера 6’отвер­стия 8 и 10 открыты и через них над плунжером циркулирует топливо. Нагнетательный клапан 12 в этом случае закрыт и в по­лости 77форсунки поддерживается избыточное давление топлива. При движении плунжера вверх при вращении кулачка пере­крывается выпускное отверстие 10, а затем впускное отверстие 8: Под давлением топлива открывается клапан 12 и в полости 17 форсунки создается высокое давление. При этом игла 15форсунки преодолевает сопротивление пружины 14, поднимается вверх и через открывшееся сопло 18 топливо впрыскивается в цилиндр двигателя.

Впрыск топлива заканчивается, когда кромка 11 открывает выпускное отверстие 10. При этом давление топлива уменьшает­ся, игла 15 опускается вниз и закрывает сопло 18. Одновре­менно закрывается клапан 12 и в полости 17форсунки топ­ливо остается под избыточным давлением.

Поворотом плунжера 6 в гильзе 5 изменяют конец по­дачи топлива и его количе­ство, впрыскиваемое за один ход плунжера. Подача топлива прекращается при совмещении вертикального паза 9 с выпускным отверстием 10, и двига­тель останавливается. С топливным насосом высокого давления соединены муфта опережения впрыска топлива, всережимный регулятор частоты вращения коленчатого вала двигателя и топливоподкачивающий насос с насосом ручной подкачки топлива.

Рис. 2.52. Схема подачи топлива и цилиндр дизеля:

1 — эксцентрик; 2 — шестерня; 3 — рейка; 4, 14— пружины; 5— гильза; б— плунжер; 7— проточка; 8, 10 — отверстия; 9— паз; 11— кромка; 12 — клапан; 13 — топлипопровод; 15 — игла; 16— форсунка; 17— полость; 18 — сопло.

Муфта опережения впрыска топлива служит для автоматиче­ского изменения угла опережения впрыска топлива в зависимос­ти от частоты вращения коленчатого вала. Муфта повышает эко­номичность дизеля при различных режимах работы и улучшает его пуск. Муфта устанавливается на переднем конце кулачкового вала топливного насоса высокого давления и с ее помощью насос приводится в действие.

На взаимное положение ведущих и ведомых частей муфты ока­зывают влияние грузы 2 (рис. 2.53), находящиеся в корпусе 1. Гру­зы установлены на осях 3 и поджимаются пружинами 4, которые упираются в проставки 5. При работе двигателя и увеличении ча­стоты вращения коленчатого вала грузы под действием центро­бежных сил преодолевают сопротивление пружин и расходятся, поворачивая при этом кулачковый нал насоса высокого давления по ходу его вращения. В результате этого увеличивается угол а опе­режения впрыска топлива, и топливо поступает в цилиндры раньше. При уменьшении частоты вращения коленчатого вала двигателя грузы сходятся «под действием пружин и поворачивают кулачко­вый вал насоса в сторону, противоположную его вращению, что уменьшает угол опережения впрыска топлива. Всережимный регулятор слу­жит для автоматического под­держания постоянной частоты вращения коленчатого вала со­ответственно положению педа­ли подачи топлива при различ­ной нагрузке двигателя.

Регулятор также устанавли­вает минимальную частоту вра­щения коленчатого вала на хо­лостом ходу и ограничивает максимальную частоту враще­ния. Регулятор приводится в действие от кулачкового вала топливного насоса высокого давления. Педаль 6 (рис. 2.54) подачи топлива соединена с рычагом 2 управления рейкой 1 насоса растянутую пружину 3, действующую на рычаг с усилием Рир. При работе двигателя на рычаг 2 через под­пятник 7 передается сила Qvp от вращающихся грузов, шарнирно закрепленных на валу 9, который соединен с кулачковым валом насоса высокого давления.

Рис. 2.53. Муфта опережения впрыс­ка топлива:

1 — корпус; 2 — груз; 3 — ось; 4 — пру­жина; 5 — проставка


Рис. 2.54. Всережимный регуля- тор частоты вращения коленча­того вала:

1 — рейка; 2 — рычаг; 3 — пружи­на; 4, 5 — упоры; 6— педаль; 7 — подпятник; 8 — груз; 9 — вал высокого давления через

Если двигатель работает с частотой вращения коленчатого вала, соответствующей данному положению педали 6, то сила грузов 8 уравновешивается усилием пружины 3. При увеличении частоты вращения коленчатого вала грузы регулятора расходятся. Они пре­одолеют сопротивление пружины и переместят рейку 1. При этом подача топлива уменьшится и час­тота вращения не будет возрастать. При уменьшении частоты враще­ния коленчатого вала грузы будут сходиться, рейка 1усилием Р11Р пру­жины переместится в обратном на­правлении и подача топлива увели­чится, а частота вращения коленча­того вала возрастет до значения, заданного положением педали 6. Минимальная частота при рабо­те на холостом ходу и максималь­ная частота вращения коленчатого вала двигателя ограничиваются со­ответственно регулируемыми упора­ми 5 и 4.


Рис. 2.55. Схема работы топливоподкачивающих насосов:

А, Б — полости; 1,2— поршни; 3, 5, 6, 10 — пружины; 4, 9 — клапа­ны; 7 — шток; 8 — эксцентрик

Топливоподкачивающий насос слу­жит для создания требуемого давле­ния топлива и подачи его в необхо­димом количестве к насосу высоко­го давления.

Насос — поршневого типа и приводится в действие от кулачко­вого вала насоса высокого давления. В корпусе насоса находится поршень 1 (рис. 2.55), который прижат к штоку 7пружиной 5. Шток через ролик опирается на эксцентрик 8кулачкового вала. В корпусе насоса имеются впускной 4 и нагнетательный 9 клапаны.

Когда под действием пружины 5 поршень перемещается к экс­центрику, топливо из полости Б вытесняется в фильтр тонкой очистки и насос высокого давления. Одновременно увеличиваю­щаяся полость Л заполняется топливом, которое поступает из топ­ливного бака через фильтр грубой очистки и впускной клапан 4. При движении поршня в противоположном направлении под дей­ствием эксцентрика 8топливо из полости А через нагнетательный клапан 9 поступает в полость Б.

При неработающем двигателе топливо в насос высокого дав­ления подкачивают поршнем 2 ручного насоса при помощи руко­ятки.

Форсунки служат для впрыскивания под определенным давле­нием и распыления топлива в цилиндрах двигателя.

Форсунки устанавливают и закрепляют в головке цилиндров.

Корпус 4 (рис. 2.56) и распылитель 1форсунки соединены гай­кой 2. Внутри распылителя находится игла 9, закрывающая его сопловые отверстия. Па иглу через штангу 3 действует нажимная пружина 8, затяжку которой регулируют шайбами 7.

Топливо подастся к форсунке через сетчатый фильтр 6 и поступает в полость иглы 9, Под давлением топлива игла, пре­одолевая усилие пружины 8, перемещает­ся вверх, открывает сопловые отверстия распылителя и через них топливо впрыс­кивается в цилиндр двигателя. При этом топливо, просочившееся между иглой и распылителем, отводится из форсунки по каналам в се корпусе.

Конструкция и работа системы питания дизеля воздухом. Система питания возду­хом служит для забора окружающего воз­духа, его очистки от пыли и распределе­ния по цилиндрам двигателя.

Рис. 2.56. Форсунка:

1 — распылитель; 2 — гайка; 3 — штанга; 4 — кор­пус; 5— уплотнительное кольцо; б— фильтр; 7 — шайбы; 8 — пружина; 9 — игла


Рис. 2.57. Схема системы пи­тания дизеля воздухом:

1 — воздушный фильтр; 2 — фильтрующий элемент; 3 — ре­шетка; 4 — труба; 5 — колпак; 6 — эжектор; 7 — двигатель

истема питания воздухом включает в себя воздушный фильтр и впускной трубопровод. Она может быть с турбонаддувом или без турбонаддува.

Воздух поступает через сетку колпака 5 (рис. 2.57) и трубу 4 воздухозаборника в воздушный фильтр 1. В фильтре воздух прохо­дит через инерционную решетку 3 и резко изменяет направление движения. Сначала воздух освобождается от крупных частиц пыли, которые под действием инерции и вакуума выбрасываются через эжектор 6, установленный в выпускной трубе глушителя, в окру­жающий воздух. Более мелкие частицы пыли задерживаются в кар­тонном фильтрующем элементе 2. Очи­щенный воздух по впускному трубо­проводу подастся в цилиндры двига­теля 7.

Воздушный фильтр (рис. 2.58) состо­ит из корпуса 3, крышки 1 и сменно­го фильтрующего элемента 2, состоя­щего из двух перфорированных сталь­ных кожухов и гофрированного кар­тона между ними. Патрубок 1предназ­начен для отсоса пыли из корпуса фильтра.

Рис. 2.58. Воздушный фильтр:

1 — крышка; 2— фильтрующий элемент; 3 — корпус; 4 — крон­штейн; 5— 7 — патрубки

Воздух поступает в фильтр через патрубок 5, очищается в нем и выхо­дит через патрубок 6.

Наддув представляет собой подачу воздуха в цилиндры двигателя при такте впуска под давлением, созда­ваемым компрессором. При наддуве увеличивается количество воздуха, поступающего в цилиндры двигате­ля, количество сжигаемого топлива и повышается на 20…40% мощность двигателя. В дизелях обычно применяется газотурбинный наддув (рис. 2.59) турбокомпрессором. При работе двигателя воздух в цилиндры 1 нагнетается под давлением центробежным компрессором 6, рабо­чее колесо которого приводится во вращение турбиной 5.

Рабочее колесо турбины, установленное на одном валу с рабо­чим колесом компрессора, приводится во вращение отработав­шими газами до их поступления в глушитель. Для ограничения давления воздуха при наддуве предназначен перепускной клапан 4. При достижении требуемого давления (обычно 0,2 МПа) воздух давит на мембрану 2, клапан открывается и перепускает часть отработавших газов мимо турбины 5.

На V-образных дизелях для турбонаддува устанавливают от од­ного до двух турбокомпрессоров. При двух турбокомпрессорах каж­дый из них обслуживает свой ряд цилиндров двигателя.


Рис. 2.59. Схема турбонадцу-ва дизеля воздухом:

1 — цилиндр; 2 — мембрана; 3 — пружина; 4 — клапан; 5 — тур­бина; 6 — компрессор

Система выпуска отработавших газов дизеля. Система выпуска служит для отвода газов из цилиндров двигателя и снижения шума выпуска. Одновременно система выпуска обеспечивает отсос пыли из воздушного фильтра.

Отработавшие газы из выпускных трубопроводов двигателя по­ступают в приемные трубы 2 и 3 глушителя (рис. 2.60) и далее через гибкий металлический рукав 6 в глушитель 7. Из глушителя газы через выпускную трубу 8 и эжектор 10 выбрасываются в ок­ружающий воздух. Через патрубок 9 производится отсос пыли из воздушного фильтра в эжектор.

В системе выпуска отработавших газов устанавливается вспомогательный (моторный) тормоз-замедлитель

Рис. 2.60. Система выпуска отработавших газов дизеля:

1 — уплотнительное кольцо; 2, 3, 8 — трубы; 4 — моторный тормоз; 5 — пнев-моцилиндр; 6 — рукав; 7 — глушитель; 9 — патрубок; 10 — эжектор

Электрические компоненты дизельного двигателя | Центральный дизель, Inc.

Дизельные двигатели

— это долговечные и экономичные системы. Они используют электрическую систему запуска, чтобы прогреть двигатель и инициировать процесс воспламенения топлива. Знание функции каждой детали, использование продуктов для холодного пуска и регулярное техническое обслуживание электрической системы запуска могут значительно увеличить срок службы дизельного двигателя.

Электрические системы запуска дизельных двигателей

Хотя дизельные двигатели используют дизельное топливо в качестве основного топлива для создания механической силы, для запуска им требуется электрическая энергия. Система запуска дизеля должна генерировать достаточно энергии для двух целей:

  1. Обогрев камер сгорания с помощью свечей накаливания системы
  2. Воспламенение топлива в цилиндрах за счет сочетания тепла и сжатия

Для этого требуется больше электроэнергии, чем для стандартных систем запуска бензиновых двигателей, особенно при низких температурах. В некоторых дизельных системах используются две батареи, в то время как в других используется одна батарея большего размера.

Электрические системы для тяжелых условий эксплуатации

Central Diesel предлагает электрические системы и детали для тяжелых условий эксплуатации, которые можно использовать для легких и тяжелых грузовиков, наземного вспомогательного оборудования, строительных машин, автобусов, железных дорог, военных и многого другого. У нас есть полная линейка продукции Cole Hersee для тяжелых условий эксплуатации, которая рассчитана на то, чтобы выдерживать нагрузки, возникающие при перевозке негабаритных и промышленных транспортных средств.

Эти изделия для тяжелых условий эксплуатации включают:

  • Батареи и сопутствующие товары
  • Крепеж
  • Зажигание и выключатели с ключом
  • Модули
  • Устройства контроля
  • Соленоиды и реле
  • Переключатели
  • Автомобильные разъемы

Эти изделия очень долговечны и могут проехать тысячи миль в экстремальных условиях. Многие сборки могут выдерживать температуры до -70°F.

Каталог тяжелых грузов Cole Hersee (PDF — 7,22 МБ)

Поддержание тепла дизельных двигателей: продукты для запуска в холодную погоду

Во время запуска дизельным двигателям требуется значительное количество тепловой энергии для включения свечей накаливания и запуска процесса воспламенения топлива. Потребность в энергии возрастает, когда дизельные двигатели находятся в условиях низких температур. Чтобы избежать износа дизельных двигателей или чрезмерной нагрузки при запуске и/или повреждения, в дизельных двигателях можно использовать продукты для запуска в холодную погоду, которые нагревают систему запуска. Эти Продукты включают:

  • Блочные обогреватели , которые нагревают двигатели и могут использоваться для обогрева кабин грузовых автомобилей.
  • Подогреватели масляного поддона , подогреватели топлива и аккумуляторов, которые обеспечивают контролируемый уровень нагрева определенных компонентов внутри и рядом с двигателем.
  • Термостаты , которые могут контролировать температуру двигателя и циклически включать нагреватель блока цилиндров для поддержания температуры двигателя в безопасном диапазоне.

Дизельные двигатели обеспечивают лучшую топливную экономичность по сравнению с бензиновыми альтернативами и требуют меньшего обслуживания. Использование продуктов для запуска в холодную погоду может поддерживать двигатель в исправном состоянии.

Продукция Zerostart для запуска в холодную погоду (PDF – 4,06 МБ)

Электрические компоненты дизельных двигателей

Дизельные двигатели имеют электрические компоненты для обеспечения энергии запуска.

Основные электрические компоненты включают:

  • Генераторы преобразуют часть механической энергии двигателя в электрическую энергию для зарядки аккумуляторной батареи системы. Аккумулятор используется во время запуска для питания пускового двигателя.
  • Реле стартера подает питание на соленоид стартера, чтобы провернуть двигатель, и использует электрическую энергию, хранящуюся в аккумуляторной батарее.
  • Стартеры — это небольшие электродвигатели, которые запускают двигатель путем преобразования накопленной электрической энергии в механическую.
  • Соленоид находится в пусковом двигателе дизельного двигателя. Он перемещает ведущую шестерню во время процесса запуска.

Пусковые системы в основном состоят из генератора переменного тока, аккумуляторной батареи и пускового двигателя, которые играют важную роль в запуске дизельного двигателя.

Общие симптомы и причины

Иногда эти компоненты могут выйти из строя или перестать работать так, как раньше. Важно знать, какие детали вызывают какие симптомы, чтобы вы могли устранять неполадки в плохо работающей системе запуска. Некоторые из наиболее распространенных проблем включают:

  • Аккумуляторы, которые не держат заряд. Часто это происходит из-за коррозии тросов, грязных соединений или изношенных ремней и шкивов.
  • Генератор, который не заряжается. Эта проблема также вызвана коррозией, грязью и изношенными деталями.
  • Плохая работа стартера. Плохая работа указывает на полный выход из строя аккумулятора, сгоревший соленоид или сломанный замок зажигания.
    Если ваш стартер работает, но вяло, это может указывать на ослабление контактов и развитие коррозии, а также на разряженную (но не мертвую) батарею.

Дизельные двигатели имеют простую систему запуска, что упрощает поиск и устранение неисправностей и ремонт по сравнению с бензиновыми двигателями. Регулярное профилактическое обслуживание и очистка помогут избежать многих распространенных неисправностей.

Техническое обслуживание электрической системы вашего автомобиля

Чтобы поддерживать электрическую систему дизельного двигателя в исправном состоянии, важно составить регулярный график проверок и очистки. Регулярная проверка аккумуляторных кабелей, вилок и проводов может помочь операторам выявлять проблемы до того, как они возникнут. Также важно убедиться, что фары автомобиля выключены, чтобы избежать чрезмерного износа и разрядки аккумулятора, когда автомобиль не используется.

Качественные электрические компоненты дизельных двигателей в Central Diesel

Central Diesel, Inc. является дистрибьютором запчастей для двигателей, который предлагает полный спектр услуг по ремонту, восстановлению и установке. Мы предоставляем запчасти и услуги для дизельных двигателей во всех отраслях промышленности.

Свяжитесь с нами сегодня или запросите расценки, чтобы узнать больше о наших дизельных продуктах.

Вернуться к началу

Дизельная электростанция – Компоненты, работа и применение

Содержание

Что такое дизельная электростанция?

Дизельный двигатель использует дизельный двигатель для вращения генераторов и производства электроэнергии. Дизельный двигатель используется в качестве основного двигателя, и эта силовая установка известна как дизельная электростанция.

Благодаря сгоранию дизельного топлива вырабатывается энергия вращения. Генератор соединен с тем же валом дизельного двигателя. А генератор переменного тока используется для преобразования энергии вращения дизельного двигателя в электрическую энергию.

В большинстве случаев дизельная электростанция используется для выработки электроэнергии для мелкосерийного производства и на стороне нагрузки. Когда мощность сети недоступна, дизельный двигатель используется для питания нагрузки в аварийных условиях.

Как правило, дизельные электростанции мощностью от 2 до 50 МВт используются на центральных электростанциях для удовлетворения пикового спроса на паровых электростанциях и гидроэлектростанциях. Но в настоящее время из-за высокой стоимости топлива дизельные двигатели не используются для таких целей.

  • Связанный пост: Ветряная электростанция — ветряные турбины, генераторы, выбор площадки и схема генерации

Компоненты, рабочая и принципиальная схема дизельной электростанции

На приведенном ниже рисунке показана принципиальная схема дизельной электростанции.

Щелкните изображение, чтобы увеличить его

Различные компоненты или системы, используемые в дизельной электростанции, перечислены ниже.

  • Дизельный двигатель
  • Система впуска воздуха
  • Выхлопная система
  • Система водяного охлаждения
  • Система подачи топлива
  • Система смазки
  • Система запуска дизельного двигателя

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель является основным компонентом дизельной электростанции. Он используется для выработки механической энергии в виде энергии вращения с помощью сгорания дизельного топлива. Генератор подсоединен к тому же валу, что и дизельный двигатель.

Существует два типа дизельных двигателей;

  • Двухтактные двигатели
  • Четырехтактные двигатели

В двухтактных двигателях за каждый оборот коленчатого вала развивается один рабочий такт. А в четырехтактных двигателях через каждые два оборота коленчатого вала развивается один рабочий такт.

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели имеют низкое отношение веса к мощности, более компактны, легко запускаются и имеют низкие капитальные затраты. Но термодинамический КПД двухтактного двигателя меньше по сравнению с четырехтактным двигателем. Двухтактные двигатели требуют больше охлаждающей воды и потребляют больше смазочных материалов.

Четырехтактные двигатели более предпочтительны по сравнению с двухтактными для применения в малых генерациях и дизель-генераторных установках. А для крупносерийного производства предпочтение отдается двухтактным двигателям. Требуемую мощность дизельной электростанции можно рассчитать по приведенному ниже уравнению.

Мощность электростанции = (Подключенная нагрузка × Коэффициент спроса) / (Коэффициент разнообразия)

Электростанция с дизельным двигателем мощностью менее 3 МВт используется в качестве резервных электростанций, а электростанции мощностью от 3 до 25 МВт используются в качестве базовых электростанций. Как правило, в установках такого типа используются четырехтактные двигатели. Установки, используемые для установок с базовой нагрузкой, имеют мощность более 10 МВт, и для этих установок используются двухтактные двигатели.

  • По теме: Почему мощность электростанции указана в МВт, а не в кВА?

Система впуска воздуха

Большой дизельной электростанции требуется воздух в диапазоне 4-8 м 3 /кВтч. В естественном воздухе содержится много частиц пыли, которые могут повредить цилиндры двигателей. Поэтому в системах впуска воздуха используются воздушные фильтры.

Воздушные фильтры изготавливаются из ткани, дерева или войлока. В некоторых случаях используются фильтры с масляной ванной. В фильтрах с масляной ванной частицы пыли покрыты маслом. Конструкция системы впуска воздуха сделана таким образом, чтобы она вызывала минимальные потери давления при движении воздуха.

Высокие потери давления могут привести к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя. Во избежание засорения воздушные фильтры необходимо периодически очищать. В силовых установках большой мощности между двигателем и системой впуска используется глушитель для снижения шумового загрязнения.

Выхлопная система

При сгорании дизельного топлива образуются газы. Система, которая используется для удаления этих газов, известна как выхлопная система. Выхлопная система предназначена для выброса газов из двигателя в атмосферу.

Выхлопные системы сконструированы таким образом, что удаляют газы без потери давления. Если давление сбрасывается, требуется дополнительная работа для выхлопных газов. А это увеличит расход топлива и снизит мощность дизельных двигателей.

Для снижения уровня шума выхлопная система должна быть снабжена глушителями и глушителями. С помощью гибких выхлопных труб вибрация должна изолироваться от установки.

Выхлопную систему необходимо покрыть асбестом, чтобы избежать теплопередачи, и ее необходимо периодически очищать.

Система водяного охлаждения

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания топлива с воздухом, и процентное использование энергии показано ниже;

  1. 30-37% – полезная работа
  2. 30-35% – переносятся выхлопными газами
  3. 0-12% – потери на излучение, конвекцию и теплопроводность
  4. 22-30% – потоки тепловой энергии от газов к стенкам цилиндра

Следовательно, в двигателе внутреннего сгорания 22-30% энергии теряется в виде тепловой энергии. А чтобы двигатель не перегревался, ему необходима система охлаждения. Существует два типа систем охлаждения;

  • Прямое охлаждение
  • Косвенное охлаждение

Прямое охлаждение также известно как воздушное охлаждение, а непрямое охлаждение также известно как водяное охлаждение. Как правило, воздушное охлаждение используется для двигателей малой мощности. И он использует охлаждающие ребра и перегородки для отвода тепла от двигателя. Для двигателей большой и средней мощности используется система водяного охлаждения. В системе водяного охлаждения используется водяная рубашка, радиатор и патрубки.

  • Запись по теме: Солнечная электростанция — типы, компоненты, схема и работа

Система подачи топлива

В дизельной электростанции, как следует из названия, в качестве топлива используется дизельное топливо. Система подачи топлива должна выполнять следующие функции.

  • В зависимости от мощности двигателя и количества часов подачи требуется резервуар для хранения дизельного топлива.
  • Перед подачей топлива в двигатель топливо должно быть отфильтровано и не должно содержать примесей.
  • Необходим учет топлива.
  • В соответствии с нагрузкой в ​​каждом цикле он должен впрыскивать точное количество топлива.
  • Обеспечьте обратный путь к неиспользованному топливу.
  • В многоцилиндровом двигателе требуется распыление топлива и равномерное распределение топлива по каждому цилиндру.

Существует три типа механических систем впрыска топлива;

  • Система Common Rail
  • Индивидуальная насосная система
  • Распределительная система

Система смазки

В двигателе внутреннего сгорания расположение поршень-цилиндр относится к очень большому изменению температуры. Он работает при максимальной температуре около 2000˚ C или выше. При такой высокой температуре смазочный материал может превратиться в липкий материал. А это приводит к заеданию поршневых колец.

Двигатели работают в условиях высоких нагрузок и вызывают потери на трение в случае выхода из строя системы смазки. Следовательно, система смазки необходима для двигателя внутреннего сгорания и требует, чтобы достаточное количество масла достигало всех частей двигателя.

Система смазки предотвращает прямой контакт между двумя металлами и снижает износ движущихся частей. Перечисленные ниже компоненты двигателя внутреннего сгорания должны быть смазаны;

  • Поршень и цилиндр
  • Коренные подшипники коленчатого вала
  • Кулачок, распределительный вал и его подшипники
  • Концы подшипников шатуна

Существует три типа смазочных систем;

  • Система смазки распылением или заправкой
  • Система впрыска с мокрым картером
  • Система впрыска с сухим картером

Связанная статья: Тепловая электростанция – компоненты, работа и выбор места

Система запуска дизельного двигателя

Во время запуска температура и давление в цилиндре недостаточны для инициирования сгорания. Следовательно, запуск двигателя не способствует инициированию сгорания. Существует несколько методов запуска дизельного двигателя. Некоторые из этих методов перечислены ниже.

  • Запуск вручную или пинком
  • Электрический запуск
  • Сжатый воздух
  • Вспомогательный бензиновый двигатель
  • Зажигание с горячей лампой
  • Специальный картридж пусковой

Из этих методов электрический запуск является наиболее популярным методом запуска дизельного двигателя. В этом методе батарея используется с двигателем с последовательным возбуждением (стартер). Эта схема предназначена для работы на большом токе при низком напряжении. Пусковой двигатель соединен с маховиком двигателя через шестерни и обеспечивает крутящий момент до запуска двигателя.

  • Связанный пост: Гидроэлектростанция — типы, компоненты, турбины и работа

Выбор места для дизельной электростанции

Ниже перечислены факторы, влияющие на выбор места для дизельной электростанции.

  1. Несущая способность: Дизель установлен на фундамент. Если несущая способность выбранной земли высока, то она не требует большой глубины для фундамента. И это сэкономит первоначальную стоимость силовой установки.
  2. Транспортное средство: Заводу требуется тяжелая техника. Следовательно, выбранное место должно иметь адекватное транспортное средство.
  3. Труд: Дизельная электростанция большой мощности требует нескольких рабочих.
  4. Наличие воды: Дизельной электростанции требуется вода для охлаждения.
  5. Будущее расширение: Есть дополнительные земли для будущего расширения.
  6. Наличие топлива: Эта установка требует большого объема топлива (дизельного топлива). Таким образом, место должно быть выбрано, где топливо легко доступно.
  7. Удаленность от населенного пункта: Работа дизельного двигателя загрязняет близлежащие территории. Следовательно, завод должен быть расположен на значительном расстоянии от человека.
  8. Расстояние от центра нагрузки: Во избежание потерь при передаче место следует выбирать рядом с центром нагрузки.
  • Сообщение по теме: Что такое атомная энергетика и как работает атомная электростанция?

Преимущества и недостатки дизельных электростанций

Преимущества

Преимущества дизельных электростанций перечислены ниже.

  • При необходимости может быстро запускаться и останавливаться.
  • Эта установка может быть расположена в любом месте, и ее легко установить для электростанции небольшой мощности.
  • Не требует дополнительного места.
  • Эта установка быстро реагирует на различные нагрузки.
  • Вода требуется только для охлаждения. Таким образом, требуется очень небольшое количество воды.
  • Тепловой КПД этой установки выше, чем у паровой электростанции.
  • Дизельная электростанция может быть эффективно использована до 100 МВт.
  • Требуется меньше рабочей силы.
  • Может сжигать различные виды топлива.
  • Меньше шансов возгорания.

Недостатки

Ниже перечислены недостатки дизельных электростанций.

  • Стоимость генерации на единицу очень высока. Так как работа этого завода зависит от цены дизельного топлива. И цены на дизель высокие.
  • Мощность дизельной электростанции меньше по сравнению с паровой электростанцией и гидроэлектростанцией.
  • Создает шумовое загрязнение и углеродное загрязнение при сгорании дизельного топлива.
  • Требует больших затрат на обслуживание и смазку.
  • Эта установка не способна обеспечить постоянную перегрузку.
  • Срок службы этой установки меньше по сравнению с другими электростанциями.

Похожие сообщения:

  • Что такое HVDC? Передача электроэнергии постоянного тока высокого напряжения
  • Различия между передачей энергии HVAC и HVDC
  • Преимущества передачи энергии HVDC по сравнению с HVAC

Применение дизельных электростанций

Применение дизельных электростанций:

1) Установка установки

Установка может быть легко установлена ​​в сети энергосистемы. Но если учесть экономические соображения, то мощность панта ограничивается от 5 МВт до 50 МВт. Эти пределы также зависят от грузоподъемности, наличия топлива, воды и места.

2) Пиковая электростанция

Дизельная электростанция используется с теплоэлектростанциями и гидроэлектростанциями для удовлетворения пиковых нагрузок. Это снижает удельные затраты на производство электроэнергии. Он может легко запускаться и останавливаться в зависимости от потребности и изменения нагрузки.

3) Аварийная установка

Дизельный двигатель можно использовать в качестве аварийной установки. Когда мощность сети недоступна, дизельный двигатель используется в качестве резервной установки на случай чрезвычайных ситуаций.

4) Мобильная установка

Дизельная электростанция малой и средней мощности может быть закреплена на грузовике или прицепе. Эта установка может использоваться как мобильная электростанция, и мы можем использовать эту установку для снабжения там, где электроэнергия недоступна. Эта установка также используется в качестве аварийной станции при отключении электроэнергии.

5) Резервный агрегат

Эта установка может использоваться в качестве резервного агрегата с гидроэлектростанцией. Когда на гидроэлектростанции недостаточно воды, для удовлетворения потребности в электроэнергии дизельная электростанция работает параллельно с гидроэлектростанцией.

6) Электростанция для небольших предприятий

Эта установка может использоваться для краткосрочной работы небольших предприятий, где важна надежность электроснабжения в течение всего дня.

7) Детская станция

В некоторых районах, где сеть отсутствует, или в любом развивающемся районе, где нет достаточной нагрузки для подключения к сети, дизельная электростанция используется в качестве временного решения для подачи электроэнергии . И удалить, когда сетка подключена.

Похожие сообщения:

  • Что такое электричество? Типы, источники и производство электроэнергии
  • Что такое электроэнергия? Виды электроэнергии и их единицы
  • Калькулятор потребления энергии и мощности – Калькулятор кВтч
  • FACTS — Гибкая система передачи переменного тока — Типы контроллеров и устройств FACTS
  • Почему передача электроэнергии кратна 11, т.