7Июл

Где применяются двигатели внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Содержание

Применение - двигатель - внутреннее сгорание

Применение - двигатель - внутреннее сгорание

Cтраница 1

Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.  [1]

Применение двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе, однако, ограничивается транспортными и судовыми установками вследствие меньших ресурсов жидкого топлива сравнительно с каменным углем. Двигатели внутреннего сгорания на стационарных установках применяются также в районах, где жидкое и газообразное топливо используется в качестве основного, о районах безводных и для специальных установок.  [2]

Эффективность применения двигателей внутреннего сгорания в значительной степени определяется их долговечностью и надежностью в эксплуатации. Одним из важных факторов при этом является износостойкость пар трения, зависящая не только от металлофизических характеристик поверхностей трения, но и от свойств смазочного масла, способов подачи к узлам трения, а также от конструкции системы смазки. Для обеспечения надежной работы современных двигателей внутреннего сгорания большое значение имеет предотвращение образования в них лаков, нагаров, низкотемпературных осадков, коррозии поверхностей некоторых деталей, а также очистка масла в двигателях ( фильтрация, центрифугирование) от образующихся в нем механических примесей. Все перечисленные вопросы отражены в книге.  [3]

При применении двигателя внутреннего сгорания муфта сцепления позволяет включить барабан яобедкк, ротор при работающих двигателях, зя.  [4]

Не допускается применение двигателей внутреннего сгорания ( ДВС) и газотурбинных установок на МНГС без выполнения специальных требований к помещениям этих установок, исключающих доступ в них взрывоопасных смесей при загазованности МНГС.

 [5]

При необходимости применения двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей в нормальном исполнении их необходимо устанавливать за глухой несгораемой стеной в отдельном помещении, а валы, соединяющие двигатель с насосом, в местах прохода через стену следует пропускать через герметические сальники.  [6]

С расширением применения двигателей внутреннего сгорания noi eo - ность в бензине непрерывно увеличивалась.  [7]

Единственным преимуществом применения двигателей внутреннего сгорания является значительно меньший расход топлива, чем во всех остальных типах двигателей. В среднем небольшой одноцилиндровый двухтактный дизель потребляет топлива 0 25 кг на 1 л. с. - час. Двухцилиндровый двухтактный двигатель с ка-лильной головкой расходует около 0 4 кг топлива на 1 л. с. - час. Расход топлива у двигателя внутреннего сгорания, как мы видим, почти в 4 - 10 раз меньше, чем у промысловой паровой машины. Таким образом, с точки зрения экономии жидкого топлива двигатель внутреннего сгорания имеет значительные преимущества перед паровой машиной.  [8]

Повышение экономичности применения двигателей внутреннего сгорания, снижение трудоемкости технического ухода за ними имеет важное народнохозяйственное значение. Большую роль при этом играет установление обоснованных сроков замены масла. Малые сроки замены масла приводят к значительному его перерасходу; особенно это заметно в связи с тем, что ряд удачных конструктивных и технологических решений способствовал снижению проникновения масла в камеры сгорания и его расхода на угар в современных двигателях.  [9]

С расширением применения двигателей внутреннего сгорания поа ьб-ность в бензине непрерывно увеличивалась.  [11]

В настоящее время применение двигателей внутреннего сгорания на промыслах весьма ограничено.

 [12]

Исключительное разнообразие областей применения двигателей внутреннего сгорания обусловливает соответственно и многообразие конструктивных форм этих двигателей, а также значительные трудности их классификации.  [13]

В виду чрезвычайного разнообразия областей применения двигателей внутреннего сгорания и соответственно многочисленности конструкций и типов двигателей, различающихся как по условиям работы, так и по видам применяемого топлива, не представляется возможным дать единые нормы испытаний для всех двигателей внутреннего сгорания. Вместе с тем по условиям работы двигатели внутреннего сгорания могут быть разделены на три основные группы: 1) двигатели, работающие при постоянном числе оборотов под воздействием скоростного регулятора, - стационарные и с ручной регулировкой - судовые; 2) двигатели, работающие при переменных числах оборотов, обычно быстроходные - автотракторные и 3) двигатели, хотя и работающие при постоянном высоком числе оборотов, но в специфич.

 [14]

Как видно из предыдущего, при применении двигателей внутреннего сгорания, в особенности паровых, силовые установки расходуют значительное количество воды.  [15]

Страницы:      1    2    3

Профиль «Двигатели внутреннего сгорания» : АлтГТУ

Область деятельности

Выпускники направления являются специалистами широкого профиля и востребованы во всех отраслях, где производятся и используются мобильные и стационарные силовые установки с двигателями внутреннего сгорания. Многие из них добились карьерного роста и удостоены почетных званий и высоких правительственных наград в различных сферах инженерной и иной деятельности: в производстве, в управлении, в сфере сервиса и услуг, в бизнесе, армии и силовых структурах. Среди них: директора предприятий малого и среднего бизнеса; главные конструкторы и инженеры; начальники отделов и руководители станций технического обслуживания, научные сотрудники, доктора наук, профессоры и доценты.

Студенты, обучающиеся по нашему направлению, имеют возможность заграничных стажировок, а выпускники – зарубежных командировок.

Особенности профессиональной деятельности

Энергетическое машиностроение определяет роль энергетики в хозяйственном комплексе страны. Рост энергово­оруженности труда, непосредственная связь энерге­тики с новыми наиболее прогрессивными техноло­гическими процессами, с задачами автоматизации и механизации производств, повышение комфорта в жилых и производственных помещениях, работа наземного, железнодорожного, водного и воздуш­ного транспорта — все это делает энергетическое машиностроение одной из самых главных движущих сил технического прогресса. Ни одна отрасль не опре­деляет в такой мере уровень развития страны, как энергомашиностроение.

Трудоустройство

Наши выпускники востребованы – это немаловажно при выборе будущей профессии! После окончания АлтГТУ они успешно трудятся на инженерных должностях на таких известных предприятиях как ОАО ХК «Барнаултрансмаш», ОАО «Алтайский моторный завод», ОАО «Алтайский завод прецизионных изделий», ООО «Алтайский завод дизельных агрегатов», ЗАО «Машиностроительный завод «Энерго ТехСервис», ООО «Дизельтранссервис», ЗАО «РостТранСервис», ОАО «Президент-Нева Алтай», ООО «Энерго-техсервис», ЗАО КЦ«АлСЭН», ООО «ЭЛ-КОН», ООО «Алтай АвтоЦентр», ООО «Автоцентр АНТ», ООО «Рено-Моторс», ООО «ПМ-Авто», ОАО «Алтай-Лада» и многие другие.

Возможность продолжения образования

В ходе своего обучения студенты проходят практики на названных предприятиях, а по окончании принимаются на работу. Уже работая, многие продолжают обучение в магистратуре по одноимённому направлению подготовки, совершенствуясь и получая новые знания, необходимые в работе.

Альтернативные силовые установки для транспортных средств

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) уже почти 200 лет служат человечеству. Однако их широкое использование оборачивается целым рядом экологических и ресурсных проблем. 26% всех выбросов антропогенных парниковых газов вызваны сжиганием ископаемого топлива. При этом более 90% топлива,  используемого для автомобилей, судов, локомотивов и самолетов, получено из нефти. При сгорании нефтепродуктов в атмосферу выделяются крайне вредные окись углерода, двуокись углерода, углеводороды, окислы азота и другие компоненты. Загрязнение воздуха выступает причиной каждой девятой смерти в мире и признано одним из крупнейших вызовов в области здравоохранения и окружающей среды.

В ряде развитых стран принимаются активные меры по постепенному переводу транспорта с ДВС и расширению использования альтернативных источников топлива. Так, Германия приняла закон о запрете продажи новых автомобилей с ДВС с 2030 г. Страна планирует к 2050 г. сократить автомобильные выхлопы до нуля. Аналогичные инициативы обсуждаются в других странах ЕС, США, Индии.
Более активное использование современных альтернативных силовых установок позволит снизить объем вредных выбросов в атмосферу Земли, сократить расходы на содержание транспортных средств и увеличить их КПД. Разработка таких технологий даст возможность странам, испытывающим дефицит традиционного топлива, уменьшить свою энергетическую зависимость. Ниже рассмотрены перспективные технологии новых типов двигателей для автомобилей, работающих на альтернативном топливе: водородные и метанольные топливные элементы для электромобилей, а также двигатели внутреннего сгорания на диметиловом эфире.

Версия для печати: 

ВОДОРОДНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Использование водорода в качестве топлива возможно в транпортных средствах как с ДВС, так и с водородными топивными элементами. Однако традиционные поршневые ДВС приспособить к работе на водороде и сложно, и дорого (стоимость эксплуатации и обслуживания такой водородной силовой установки примерно в 100 раз выше, чем у обычного двигателя внутреннего сгорания).

Альтернативные вариантом являются топливные элементы (ТЭ), преобразующие химическую энергию топлива в тепло и постоянный электрический ток, питающий электродвигатель или системы бортового питания транспортного средства. ТЭ представляет собой непрерывно перезаряжаемую батарею из двух покрытых катализатором электродов, между которыми находится электролит. Через один электрод подается водород, через другой — чистый кислород или кислород из воздуха, к которым постоянно добавляются химическое топливо и окислитель. Соединение водорода с кислородом обычно происходит внутри пористой полимерной мембраны. 

Водородные ТЭ намного более экологичны, эффективны (их КПД составляет 45%, современного автомобильного ДВС — 35%), надежны, способны работать при низких температурах, при этом менее габаритны. Они могут  применяться в качестве силовых установок в гибридных автомобилях, а в электромобилях — в качестве суперконденсаторов. 



 

Эффекты

  Экологичность: при сгорании водорода в двигателе образуется практически только вода

 Распределенное энергоснабжение: водород в виде неиспользованного электричестваможно применять для питания домашней электросети

 Возможное сокращение общего объема потребления нефти в секторе автомобильных перевозок на 40% к 2050 г.

Оценки рынка

70 тыс. в год 

к 2027 г. составит выпуск новых водородных автомобилей в мире 

Драйверы и барьеры

  Удобство использования автомобильной техники на ТЭ (не требуют перезарядки, моментально поставляют электроэнергию, выработка энергии ТЭ не зависит от времени суток, погодных условий и др.

)

 В перспективе открытие более дешевых и эффективных катализаторов для получения водорода позволит значительно снизить стоимость производства водородных ТЭ

 Высокие затраты на выработку водорода: от $4 до $12 за килограмм в разных странах (бензин-галлоновая эквивалентная стоимость составляет от $1,60 до $4,80)

 Отсутствие автомобильной инфраструктуры

 Сложность в эксплуатации: уязвимость к ударным нагрузкам и сотрясениям, взрывоопасность, при низких температурах ТЭ требуют внешнего подогрева из-за замерзающей воды

 Отсутствие единых стандартов безопасности, хранения, транспортировки, распределения и применения водородных ТЭ






Международные

научные публикации
Международные

патентные заявки

Уровень развития

технологии в России

«Возможности альянсов» – наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на выосоком уровне и способных «на равных» сотрудничать с мировыми лидерами.

 



МЕТАНОЛЬНЫЕ ТОПЛИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Метанол — высококачественное моторное топливо для ДВС — хорошо зарекомендовал себя и как энергоноситель в ТЭ, используемых в портативной электронике, транспортных приложениях, а также в электромобилях. В ТЭ метанол расщепляется при взаимодействии с атмосферным кислородом (воздухом), в результате этой реакции возникает электрический ток и образуется вода в качестве побочного продукта. 

В настоящее время разрабатываются технологии получения метанола из природного газа (минуя синтез-газ) посредством гидрирования из промышленных выбросов углекислого газа (в долгосрочной перспективе его научатся извлекать прямо из окружающего воздуха). Также ведутся разработки по производству биометанола из биомассы (лигноцеллюлозы), что послужит толчком к массовому распространению метанольных ТЭ.  



 

Эффекты

  Сокращение выбросов углекислого газа более чем на 70% при расщеплении биометанола в ТЭ

  Электромобили нового типа могут проезжать до 800 км на одном заряде батареи с применением метанольных ТЭ

Оценки рынка

40 млн ед.  

к 2020 г. составит объем рынка автотранспортных средств, работающих на метанольных ТЭ (благодаря чему на 104 млн т будут сокращены выбросы углекислого газа по сравнению с объемом выбросов от автомобилей на бензиновом ДВС)

Драйверы и барьеры

 Экологичность: метанол менее биологически опасен, чем нефтепродукты

 Возможность использования существующей транспортной инфраструктуры для заправки транспортного средства

  Простота эксплуатации: в частности, метанол не улетучивается при транспортировке

 Возможно создание технологии производства биометанола в промышленных масштабах, что увеличит его использование в ТЭ

 Высокая себестоимость производства метанола с помощью существующих технологий

 Используемые в качестве катализаторов в ТЭ драгоценные металлы (платиноиды) значительно повышают рыночную стоимость установок и вырабатываемой ими энергии






Международные

научные публикации
Международные

патентные заявки

Уровень развития

технологии в России

«Возможности альянсов» – наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на выосоком уровне и способных «на равных» сотрудничать с мировыми лидерами.

 



ДВИГАТЕЛИ НА ДИМЕТИЛОВОМ ЭФИРЕ 

Серьезным конкурентом традиционным видам ископаемого и синтетического топлива и основной альтернативой дизелю может стать диметиловый эфир (ДМЭ). В сравнении с дизельным топливом эфир лучше горит и более экологичен (не содержит серы, в течение суток полностью разлагается в атмосфере на воду и углекислый газ). Это в целом более чистое топливо, некоррозионноактивное, нетоксичное, не вызывает мутаций, в том числе канцерогенного характера. 

Сегодня ДМЭ производится из переработанного угля, природного газа, биомассы, бытовых и промышленных отходов. Также разрабатывается синтетическое биотопливо второго поколения (BioDME), которое может быть изготовлено из лигноцеллюлозной биомассы. Преобразовать дизельный двигатель в ДМЭ-двигатель можно без больших затрат, что будет стимулировать массовое распространение технологии. 





 

Эффекты

    Значительное сокращение уровня вредных выбросов с отработавшими газами: оксидов азота в 3-4 раза, углеводородных соединений — в 3 раза, угарного газа — в 5 раз, при практически бездымной работе двигателя во всех режимах

 Повышение экономичности ДВС (до 5%) и его КПД по сравнению с работой на дизельном топливе

 Оптимизация расходов на производство и транспортировку топлива (сократятся в 10 раз относительно показателей сжиженного природного газа)

 Легкое преобразование ДМЭ в бензин, характеризующийся высокой стабильностью и повышенным экологическим качеством, минимальным содержанием нежелательных примесей (отсутствие серы, незначительное содержание бензола (0,1% при норме 1%), непредельных углеводородов (~1%))

 Создание дополнительных рабочих мест в добывающей промышленности благодаря развитию производства диметилового эфира из ископаемого сырья (природный газ, уголь) 

Оценки рынка

$9,7  млрд

к 2020 г. достигнет объем глобального рынка ДМЭ (среднегодовые темпы роста 16-19% в 2015-2020 гг.)

Драйверы и барьеры

 Ужесточение экологических стандартов

 Наличие соответствующей инфраструктуры: применение ДМЭ не требует серьезной конструкционной доработки дизельных двигателей и установки специальных фильтров. Использование ДМЭ на автомобилях с ДВС возможно даже при 30%-м его содержании в топливе без трансформации систем питания и зажигания двигателя.

 Масштабная сырьевая база: сырьем для производства ДМЭ является природный газ, доказанные запасы которого в России по состоянию на 2015 г. остаются крупнейшими в мире.

  Ряд нерешенных проблем с хранением ДМЭ

  Сравнительно высокая рыночная цена ДМЭ относительно других видов топлива

 При производстве ДМЭ затрачивается существенно больший объем сырьевого газа, чем для других топливных продуктов с эквивалентной теплотворной способностью

  При меньшей в 1,5 раза полноте сгорания по сравнению с дизельным топливом увеличивается расход ДМЭ в 1,5–1,6 раза

  ДМЭ является наркотическим галлюциногенным веществом






Международные

научные публикации
Международные

патентные заявки

Уровень развития

технологии в России

«Возможности альянсов» – наличие отдельных конкурентоспособных коллективов, осуществляющих исследования на выосоком уровне и способных «на равных» сотрудничать с мировыми лидерами.

 


Где еще ,кроме автомобилей,применяют двигатели внутреннего сгорания

пуля массой 12 г вылетает из ствола винтовки со скоростью 950 м/с . Какова ее кинитическая энергия? помогите пожалуйста...​

СРОЧНО!!! ДАЮ 40 БАЛЛОВ!! Том и Джерри одновременно встают на нижнюю ступеньку эскалатора, который движется вверх со скоростью u=3 км/ч. Когда они дое … зжают до середины эскалатора, Том разворачивается и начинает идти вниз со скоростью v=7 км/ч относительно эскалатора. Джерри продолжает стоять на эскалаторе, пока не доезжает до конца, затем тоже разворачивается и начинает идти вниз со скоростью v=7 км/ч относительно эскалатора. Дойдя до начала эскалатора, Том разворачивается и останавливается на эскалаторе. На каком расстоянии от начала эскалатора встретятся Том и Джерри, если длина эскалатора l=24 м? Ответ выразите в м, округлив до целого числа.

Помогите с решением!!! Не могу найти ответ

В системе, изображённой на рисунке, горизонтальный поршень П и подвижная втулка В, вставленная в отверстие в поршне, находятся в равновесии с жидкость … ю плотности ρ=1 г/см3. Трение между скользящими поверхностями отсутствует, зазоры жидкость не пропускают. На поверхность втулки поместили грузик массы m0=10 г. На какое расстояние сместится втулка относительно начального положения? Ответ выразите в см, округлив до десятых. Площадь поперечного сечения сосуда S=100 см2, площадь отверстия S0=9 см2.ДАЮ 20 БАЛЛОВ.ОТВЕТ В ТЕЧЕНИЕ 30 МИН

поможіть з контрольною з англійської​

СРОЧНО У МЕНЯ ТЕСТ ОТДАЮ ВСЕ БАЛЛЫ

Две одинаковые моторные лодки с одинаковыми грузами на них и с одинаково работающими моторами движутся по реке с прямым руслом, причём одна вниз по те … чению, а другая вверх по течению. Они проплывают мимо сцепки из двух барж общей длиной 60 метров, которую вверх по течению тащит буксир. Одна лодка проплыла от кормы второй баржи до носа первой баржи за 25 секунд, а вторая лодка проплыла от носа первой баржи до кормы второй за 10 секунд (номера барж, естественно, отсчитываются от буксира). Через какое время после встречи лодок расстояние между ними будет равно 1 км? Ответ выразите в секундах, округлив до целого числа. Размерами лодок по сравнению с размерами барж можно пренебречь. СРОЧНО ДАЮ 25 БАЛЛОВ

рівняння залежності координати тіла від часу для прямолінійного рівномірного руху має вигляд ​

СРОЧНО ДАЮ 20 БАЛЛОВ.В системе, изображённой на рисунке, горизонтальный поршень П и подвижная втулка В, вставленная в отверстие в поршне, находятся в … равновесии с жидкостью плотности ρ=1 г/см3. Трение между скользящими поверхностями отсутствует, зазоры жидкость не пропускают. На поверхность втулки поместили грузик массы m0=10 г. На какое расстояние сместится втулка относительно начального положения? Ответ выразите в см, округлив до десятых. Площадь поперечного сечения сосуда S=100 см2, площадь отверстия S0=9 см2.

пж осынын жауабын тауып беріндерш​

Симондс: Двигатели внутреннего сгорания рано хоронить

Правительства разных стран и многие автопроизводители считают, что эпоха двигателей внутреннего сгорания подходит к концу, и транспорт будет постепенно переходить на электрическую тягу, однако специалисты Формулы 1 и другие представители мира автоспорта не готовы с этим согласиться.

Современные гибридные силовые установки уже достаточно эффективны, их не стоит сравнивать с атмосферными монстрами прошлого, у которых было по 10-12 цилиндров, а в 2025 году Формула 1 перейдёт на двигатели нового поколения, которые будут работать на топливе, получаемом из полностью возобновляемых источников.

Команды чемпионата надеются, что работа над новым техническим регламентом на двигатели в основном завершится к июню этого года.

«Многие думают, что двигатель внутренного сгорания пора хоронить, но я готов спорить, что это не так, – заявил Пэт Симондс, технический директор Формулы 1, выступая на недавней конференции Ассоциации автомобильной индустрии (MIA). – Мы активно продвигаем использование биотоплива в Формуле 1, и я считаю, что это надо внедрять и в других категориях автоспорта.

Формула 1 с недавних пор присоединилась к MIA, это позволяет обмениваться идеями с автопроизводителями, вникать в их проблемы, а поскольку чемпионат мира готовится к переходу на технику нового поколения, в которой будет больше стандартизованных компонентов, для нас очень важно установить более тесные связи с их поставщиками. И участие в работе MIA – правильный путь к этому».

Топливо, которое применяется в Формуле 1 сейчас, уже на 5,75% состоит из биокомпонентов, а в следующем году в нём будет 10% этанола, получаемого из возобновляемых источников. К 2030-му чемпионат мира планирует достичь углеродной нейтральности.

Ульрих Барецки, бывший главный моторист Audi Sport, не исключает, что в будущем не только в гонках на выносливость, но и в Формуле 1 будут применяться водородные двигатели внутреннего сгорания. Например, в Ле-Мане планируют ввести отдельную категорию для машин с такими силовыми установками уже к 2024 году.

«Всё-таки и в 2025 году в Ле-Мане мы ещё увидим машины с двигателями внутреннего сгорания, поскольку топливо, которое в них применяется, отличается самой высокой плотностью энергии, – сказал он. – Но ещё через пять лет я надеюсь увидеть более разнообразную картину, поскольку должны появиться водородные двигатели, силовые установки на топливных элементах, но ДВС всё равно останутся».

Двигатель внутреннего сгорания - Технарь

Двигатель внутреннего сгорания — распространенней вид теплового двигателя, в нем топливо сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и происходит название этого двигателя.

Двигатели внутреннего сгорания работают на жидком топливе (бензин, керосин, нефть) или на горючем газе.

Такой тип теплового Двигателя обычно устанавливают на большинстве автомобилей. На рисунке 204 показан разрез простейшего двигателя внутреннего сгорания. Двигатель состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень 3, соединенный при помощи шатуна 4 с коленчатым валом 5. На валу укреплен тяжелый маховик 6, предназначенный для уменьшения неравномерности вращения вала.

В верхней части цилиндра имеются два клапана 1 и 2, которые при работе, двигателя автоматически открываются и закрываются в нужные моменты. Через клапан 1 в цилиндр поступает горючая смесь, которая воспламеняется с помощью свечи 7, а через клапан 2 выпускаются отработавшие газы.

В цилиндре такого двигателя периодически происходит сгорание горючей смеси, состоящей из паров бензина и воздуха. Температура газообразных продуктов сгорания достигает 1600-1800°С. Давление на поршень при этом резко возрастает. Расширяясь, газы толкают поршень, а вместе с ним и коленчатый вал, совершая механическую работу. При этом они охлаждаются, так как часть их внутренней энергии превращается в механическую энергию.

Рассмотрим более подробно, схему работы такого двигателя. Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня.

Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, или, как говорят, за четыре такта. Поэтому такие двигатели называют четырехтактными. Один ход поршня, или один такт двигателя, совершается за пол-оборота коленчатого вала.

При повороте вала двигателя в начале первого такта поршень движется вниз (рис. 205, а). Объем над поршнем увеличивается. Вследствие этого в цилиндре создается разрежение. В это время открывается клапан 1 ив цилиндр входит горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, а клапан 1 закрывается.

При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх (второй такт) и сжимает горючую смесь (рис. 205, б). В конце второго такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от электрической искры) и быстро сгорает.

Образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз (рис. 205, в). Под действием расширяющихся горячих газов (третий такт) двигатель совершает работу, поэтому этот такт называют рабочим ходом. Движение поршня передается шатуну, а через него коленчатому валу с маховиком. Получив сильный толчок, маховик затем продолжает вращаться по инерции и перемещает скрепленный с ним поршень при последующих тактах.

В конце третьего такта открывается клапан 2, и через него продукты сгорания выходят из цилиндра в, атмосферу. Выпуск продуктов сгорания продолжается и в течение четвертого такта, когда поршень движется вверх (рис. 205, г). В конце четвертого такта клапан 2 закрывается.

Затем циклы работы двигателя повторяются.

Итак, цикл двигателя состоит из следующих четырех процессов (тактов): впуска, сжатия, рабочего хода, выпуска. В автомобильных двигателях пуск двигателя обычно осуществляется вспомогательным электрическим двигателем — стартером.

В автомобилях используют чаще всего четырехцилиндровые двигатели внутреннего сгорания, На рисунке 206 изображен разрез такого двигателя. Работа цилиндров согласуется так, что в каждом из них поочередно происходит рабочий ход, и коленчатый вал все время получает энергию от одного из поршней.

Имеются и восьмицилиндровые автомобильные двигатели. Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность.

Необходимой частью всякого двигателя внутреннего сгорания является система охлаждения, так как возможны и преждевременные вспышки горючей смеси и даже ее взрыв. Охлаждение цилиндров производится проточной водой или воздухом, поэтому двигатели внутреннего сгорания бывают с жидкостным или воздушным охлаждением.

Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.

Вопросы.

1. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания? 2. Из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания? 3. Какие физические явления происходят при сгорании горючей смеси в двигателе внутреннего сгорания? 4. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя? Сколько оборотов делает при этом вал двигателя? 5. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырех тактов? Как называют эти такты? 6. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания? 7. Какие двигатели внутреннего сгорания чаще всего применяют в автомобилях? 8. Где ещё, кроме автомобилей, применяют двигатели внутреннего сгорания?

Газопоршневая электростанция принцип работы — IEC Energy

Газопоршневая установка (ГПУ) — это вид энергетического оборудования, предназначенного для нецентрализованного производства электрической энергии. В зависимости от комплектации ГПУ дополнительными устройствами агрегат также может служить источником дополнительных энергоресурсов:

  • тепловой энергии в виде горячей воды и/или пара;
  • охлаждённой воды как хладагента.

Основу газопоршневой установки составляет приводной двигатель внутреннего сгорания (ДВС), работающий на природном газе. На одной раме с ним установлен синхронный электрический генератор.

Двигатели внутреннего сгорания, использующие в качестве топлива газ, называют газопоршневыми двигателями (ГПД).

Принцип работы двигателя газопоршневой установки

Газопоршневой двигатель, используемый в ГПУ, является конструктивной разновидностью двигателя внутреннего сгорания. По этой причине плюсы и минусы ГПУ имеют общие черты с другими установками, использующими ДВС. Источником энергии, вырабатываемой ГПД, служит теплота сгорания газообразного топлива.

Двигатели газопоршневых установок оборудованы внешней системой образования рабочей газо-воздушной смеси. В функции системы входит подготовка смеси воздуха с горючим газом в требуемой пропорции. Эта работа осуществляется газовым смесителем с трубками Вентури.

В газопоршневых установках производства компании MTU применяются двигатели, оборудованные системой турбонаддува. Вращение турбины происходит за счёт использования энергии выхлопных газов двигателя. Турбина служит приводом компрессора, создающего избыточное давление для нагнетания топливной смеси в цилиндры. Такая схема топливоподачи в сочетании с использованием обеднённой топливной смеси обеспечивает уменьшение удельного расхода топлива в расчёте на 1 кВт вырабатываемой мощности. Для воспламенения топлива применяется искровое высоковольтное зажигание.

Газопоршневые установки MTU оснащены двигателями с V-образным расположением цилиндров, количество которых в зависимости от мощности агрегата может быть от 8 до 20.

Генератор газопоршневой установки

Газопоршневая электростанция — это совместная работа ГПД и синхронного генератора переменного тока. Конструктивно синхронный генератор состоит из следующих элементов:

  • неподвижного статора, содержащего обмотку переменного тока;
  • вращающегося ротора, находящегося внутри статора.

На роторе расположена обмотка постоянного тока, которая питается от внешнего источника и называется обмоткой возбуждения.

Принцип работы газопоршневой электростанции с синхронным генератором заключается в следующем:

  • приводной двигатель вращает вал ротора генератора;
  • ток, протекающий в обмотке возбуждения, создаёт вращающееся электромагнитное поле;
  • поле обмотки ротора индуцирует переменное синусоидальное напряжение в обмотке статора, которое используется для питания нагрузки электростанции.

Особенностью синхронного генератора является совпадение частоты вращения ротора с частотой вращения электрического поля обмотки возбуждения. Неотъемлемая часть синхронного генератора — контактный щёточно-коллекторный механизм. Его наличие связано с необходимостью подачи питания на обмотку возбуждения, вращающуюся вместе с ротором.

Генератор крепится на рамном основании ГПУ в непосредственной близости от ГПД. Валы генератора и двигателя сопряжены соосно.

Основные системы ГПУ

Газопоршневая установка — это не только двигатель и генератор, собранные на одной раме, но и большое количество вспомогательного оборудования. Рассмотрим его подробнее на примере ГПУ GB2145N5/ 20V4000L33 производства MTU Onsite Energy (Германия).

Мотор без вспомогательных агрегатов

  • Картер мотора из серого чугуна с монтажными отверстиями, картер маховика SAE 00, маховик 21, масляная ванна из серого чугуна.
  • Кованый коленчатый вал.
  • Кованый шатун.
  • Отдельные четырех-клапанные цилиндрические головки, армированные клапаны с устройством вращения клапана Rotocap.
  • Цельный поршень (из легкого сплава) с упрочняющей вставкой для кольца; канал для охлаждения; охлаждение поршня через заправочные жиклеры.

Смесеобразование

  • Всасывание воздуха через установленные на моторе воздухоочистители с сухим фильтрующим элементом.
  • Газовый смеситель с трубками Вентури; подача газа через электрически регулируемый клапан-дозатор.

Наддув

  • Сжатие смеси турбокомпрессором, работающим на отработавших газах.
  • Двухступенчатый смесительный охладитель.
  • Дроссельные клапаны между смесительным охладителем и трубопроводами распределения смеси.

Система отработавшего газа

  • Неохлаждаемые, изолированные выпускные коллекторы в пространстве V-образного ДВС.

Система зажигания

  • Система зажигания высокого напряжения управляется микропроцессором, вкл. распределение низкого напряжения, без движущихся деталей, не изнашивается.
  • Автоматическая регулировка энергии зажигания.
  • Различные моменты зажигания.
  • Датчики на маховике и распределительном вале.
  • Катушки зажигания для каждого цилиндра.
  • Промышленные свечи зажигания.

Система смазки двигателя

Данная система предназначена для обеспечения двигателя смазочным маслом и включает:

  • насос смазочного масла с предохранительным клапаном для циркуляционной смазки под давлением и охлаждения поршней,
  • установленный на моторе водомасляный теплообменник,
  • бумажный масляный фильтр со сменным фильтрующим элементом,
  • система контроля уровня масла (установлена на моторе),
  • указатель уровня масла,
  • охлаждение кривошипной камеры через маслоотделитель в контуре смеси перед турбокомпрессором,
  • соединительные разъемы для заливки и слива масла.

Система пуска, зарядное устройство, аккумулятор

Система пуска двигателя — электро-стартерная. Она состоит из следующих основных компонентов:

  • Стартер — электрический стартер (24 В пост. тока).
  • Аккумуляторы стартера — комплект свинцово-кислотных аккумуляторов на напряжение 24В (согласно DIN 72311), укомплектованных крышками, клеммами и аккумуляторным пробником для контроля плотности.
  • Устройство контроля напряжения аккумулятора.
  • Оборудование для зарядки аккумулятора предназначено для зарядки стартерных батарей с I/U характеристикой и питания всех подключенных потребителей постоянного тока DC.

Генератор 6,3 кВ

Синхронный генератор с внутренними полюсами, саморегулируемый, встроенный бесщеточный возбудитель, регулировка напряжения и cos ϕ. Исполнение согласно VDE0530, степень помех радиоприему N, конструкция с малым количеством гармоник.

1.1 Газовая рампа 200 мбар

Газовая рампа низкого давления состоит из предварительно смонтированной на заводе-изготовителе газовой рампы со следующим установленным оборудованием:

  • механический фильтр,
  • регулятор давления газа,
  • блок отсечных клапанов,
  • устройство контроля герметичности,
  • реле давления,
  • гибкий шланг для соединения с двигателем.

1.2 Блок системы охлаждения двигателя (тепловой модуль IEC)

Система охлаждения двигателя предназначена для полезного использования тепловой энергии охлаждения воды рубашки двигателя, охлаждения масла и топливной смеси. Отбор тепловой энергии осуществляется в виде горячей воды с температурой 70/850С с помощью соответствующих теплообменников.

Блок системы охлаждения двигателя (тепловой модуль IEC) поставляется смонтированным на отдельной раме, которая устанавливается рядом с двигателем, и включает следующее оборудование:

  • пластинчатый теплообменник для подключения к тепловой сети (теплообменник пластинчатого типа, предназначен для подогрева сетевой воды горячей водой двигателя),
  • расширительный бак контура охлаждения двигателя,
  • расширительный бак контура охлаждения топливной смеси,
  • запорную и предохранительную арматуру, КИП,
  • 3-х ходовой клапан контура воды рубашки,
  • 3-х ходовой клапан контура охлаждения смеси,
  • 3-х ходовой клапан контура аварийного охлаждения,
  • насос контура охлаждения двигателя,
  • насос контура охлаждения 2-ой ступени топливной смеси,
  • двигателя,
  • насос сетевой воды,
  • необходимые компенсаторы и гибкие шланги,
  • трубная обвязка блока системы охлаждения двигателя,
  • несущая рама блока системы охлаждения двигателя.

1.3 Радиатор аварийного охлаждения

Система аварийного охлаждения

Данная система предназначена для сброса тепла системы охлаждения двигателя и обеспечения бесперебойной работы когенерационного модуля на режимах как с частичной тепловой нагрузкой, так и без нее через радиатор. Радиатор разработан для температуры окружающей среды 32°С.

Система состоит из радиатора (воздушный теплообменник).

1.4 Радиатор охлаждения 2-ой ступени топливной смеси

Система охлаждения 2-ой ступени топливной смеси

Данная система предназначена для сброса тепла из второй ступени промежуточного охладителя топливной смеси через радиатор. Радиатор разработан для температуры окружающей среды 32°C.

1.5 Блок системы утилизации тепла (тепловой модуль IEC)

Блок системы утилизации тепла (тепловой модуль IEC) поставляется смонтированным на отдельной раме, которая устанавливается рядом с двигателем, и включает следующее оборудование:

  • водогрейный котел-утилизатор дымовых газов (80/90),
  • байпас выхлопных газов,
  • глушитель выхлопных газов (65 дБА в 10 м),
  • 3-х ходовой регулирующий клапан контура сетевой воды,
  • запорная и предохранительная арматура, КИП,
  • трубная обвязка блока системы утилизации тепла,
  • несущая рама блока системы утилизации тепла.

Водогрейный котел-утилизатор дымовых газов кожухо-трубного типа устанавливается по ходу выхлопных газов после глушителя выхлопных газов. Предназначен для полезного использования тепла выхлопных газов и нагрева горячей воды до требуемой температуры. Комплектуется системой управления теплообменником, которая интегрируется с систему управления установкой или комплектуется в отдельной панели управления.

Байпас выхлопных газов состоит из двух механически связанных клапанов с одним электроприводом, подключаемых к системе управления двигателя. Основная функция — распределение расхода выхлопных газов между системой утилизации тепла выхлопных газов и байпасным газоходом, в зависимости от режима работы установки. Байпас выхлопных газов активизируется в случае, когда выхлопные газы используются частично или вовсе не используются. Объем поставки:

  • 2 клапана на выхлопе,
  • привод электродвигателя,
  • контроль клапана — ON/OFF.

Глушитель выхлопных газов предназначен для снижения шума выхлопа двигателя. Разработан для остаточного уровня звукового давления 65 дБ(А) в 10 м (как уровня зоны измерения по DIN 45635), измеряемом в выхлопной трубе.

Материал: углеродистая сталь

Состоит из: глушителя выхлопных газов, фланцев, уплотнений, креплений

Изоляция: тепловая изоляция для глушителя выхлопных газов не включена в объем поставки глушителя и должна обеспечиваться по месту.

3-х ходовой регулирующий клапан контура сетевой воды предназначен для исключения резкого снижения температуры сетевой/горячей воды на входе в теплообменник системы охлаждения двигателя, и, соответственно, в теплообменник выхлопные газы/вода, состоит из следующего оборудования:

  • 3-х ходовой регулирующий клапан — 1 шт.
  • датчик температуры — 1 шт.

Комплект запорной, предохранительной и защитной арматуры, КИП блока системы утилизации тепла, необходимый для его нормальной работы, включает:

  • запорный клапан — 2 шт.
  • предохранительный клапан — 1 шт.
  • термометр биметаллический стрелочный — 1 шт.
  • реле максимальной температуры — 1 шт.
  • реле минимальной температуры — 1 шт.
  • манометр стрелочный — 1 шт.
  • реле максимального давления — 1 шт.
  • реле минимального давления — 1 шт.
  • реле минимального потока — 1 шт.
  • преобразователь давления — 1 шт.

1.6 Система вентиляции машинного зала двигателя

Система вентиляции предназначена для работы при температурах наружного воздуха в диапазоне от –25°C до +30°C. Уровень шума на расстоянии 1 м от машинного зала с учетом работы системы вентиляции 65–75 dB(A).

Функции:

  • Обеспечение требуемым количеством воздуха для процесса горения.
  • Удаление теплоизбытков мотора и генератора (вспомогательного оборудования).

Система забора воздуха поставляется готовым смонтированным блоком и включает:

  • Металлические жалюзи.
  • Воздушный фильтр.
  • Шумоглушитель.
  • Электродвигатель.
  • Нагнетающий вентилятор.
  • Частотный преобразователь электродвигателя вентилятора.

Расчетные параметры системы забора воздуха:

  • Производительность (при нормальных условиях) не менее 66 000 нм3/ч.
  • Напор вентиляторов в рабочей точке не менее 100 кПа.

Система отвода воздуха включает:

  • Шумоглушитель.
  • Металлические жалюзи.

Расчетные параметры системы отвода воздуха:

  • Производительность (при нормальных условиях) — не менее 55 000 нм3/ч.

Шкаф питания и управления системой вентиляции — силовой низковольтный щит, обеспечивающий следующие функции:

  • Питание вентилятора(ов) системы забора воздуха (предусмотрено частотное регулирование с установкой частотного преобразователя).
  • Автоматический запуск/остановка системы вентиляции по сигналу от системы управления двигателя.
  • Автоматическое регулирование производительности вентиляторов в зависимости от температуры воздуха внутри машинного зала.

1.7 Система маслохозяйства

Данная система предназначена для хранения расходного объема чистого масла, автоматического пополнения картеров двигателей, проведения замены масла в картерах.

Включает следующее оборудование:

  • бак чистого масла емкостью 750 л,
  • электрический насос заполнения / слива / подачи масла,
  • резервный ручной насос заполнения / слива / подачи масла,
  • датчик уровня бака чистого масла,
  • комплект необходимой запорной арматуры,
  • несущая рама системы маслохозяйства,
  • трубная обвязка системы маслохозяйства,
  • шкаф управления системой маслохозяйства.

Возможны следующие функции:

  • Заполнение бака чистого масла из цистерны.
  • Заполнение маслобака из цистерны.
  • Опустошение картера двигателя в цистерну.

1.8 Система управления двигателем

Каждая установка MTU Onsite Energy комплектуется системой управления. Она обеспечивает подачу питания, управление и сбор информации от оборудования двигателя, генератора и всего вспомогательного оборудования, поставляемого не смонтированным, комплектно с установкой.

Основные функции системы управления:

  • управление и визуализация,
  • настройка вспомогательных электроприводов (BHKW / внешн.),
  • подключение генератора к сети / отключение генератора от сети,
  • управление защитой генератора:
    • перегрузка/короткое замыкание,
    • повышение напряжения,
    • понижение напряжения,
    • асимметричность напряжения,
    • превышение частоты,
    • понижение частоты,
  • регулировка скорости вращения,
  • регулировка смеси по универсальным характеристикам,
  • операции пуска и выключения мотора операции аварийной остановки,
  • контроль мотора (температура, давление, скорость и т. д.),
  • контроль отработавших газов по каждому цилиндру,
  • подготовка работы интерфейса CANOPEN,
  • долив масла,
  • контроль минимальной нагрузки,
  • электронное устройство зажигания,
  • настройка момента зажигания,
  • контроль скорости вращения,
  • акустическая система контроля стука,
  • настройка момента зажигания по цилиндрам.

Система управления серии 4000 состоит из шкафов управления MMC (MTU — модуль управления) и MIP (MTU — интерфейсная панель). Шкаф управления MMC поставляется отдельно и устанавливается обычно вне машинного зала. Панель MIP смонтирована на раме агрегатов, образуя функциональный узел.

MMC служит в основном для:

  • Управления и индикации.
  • Управления вспомогательными приводами.

MIP служит в основном для:

  • Связи с регулятором двигателя ECU и устройством контроля работы двигателя EMU.
  • Синхронизации и включения генератора в сеть.
  • Управления вспомогательными приводами на блоке ТЭЦ.
  • Функций генератора и защиты сети.

MTU интерфейсная панель (MIP)

MIP включает в себя следующие основные компоненты:

  • Органы управления (аварийный выключатель, главный выключатель).
  • Центральный блок ПЛК (программируемый модуль управления компьютером с различными интерфейсами и модулями ввода / вывода).
  • EMM (энергоизмерительный модуль — устройство защиты генератора и сети, устройство синхронизации). Соответствует нормам BDEW (Союза энергетиков).
  • Связь с регулятором двигателя ECU и устройством контроля работы двигателя EMU осуществляется через аппаратные сигналы и шину CAN.
  • Интерфейсы для присоединения к внешним системам (беспотенциальные контакты).
  • Управление вспомогательными приводами, установленными на агрегате.

Фактическая программа управления работает самостоятельно в центральном блоке ПЛК. Таким образом, в случае выхода из строя ППК (промышленного компьютера) можно и дальше эксплуатировать систему с ранее установленными параметрами.

MIP (MTU Interface Panel) — интерфейсная панель

Основной орган управления ГПУ, является связующим звеном между панелью управления MMC и двигателем.

MIP включает в себя следующие основные компоненты:

  • Органы управления (аварийный выключатель, главный выключатель).
  • Центральный блок ПЛК (программируемый модуль управления компьютером с различными интерфейсами и модулями ввода / вывода).
  • EMM (энергоизмерительный модуль — устройство защиты генератора и сети, устройство синхронизации). Соответствует нормам BDEW (Союза энергетиков).
  • Связь с регулятором двигателя ECU и устройством контроля работы двигателя EMU осуществляется через аппаратные сигналы и шину CAN.
  • Интерфейсы для присоединения к внешним системам (беспотенциальные контакты).
  • Управление вспомогательными приводами, установленными на агрегате.

Фактическая программа управления работает самостоятельно в центральном блоке ПЛК. Таким образом, в случае выхода из строя ППК (промышленного компьютера) можно и дальше эксплуатировать систему с ранее установленными параметрами.

AUX (Auxiliaries supply) — шкаф питания вспомогательного оборудования двигателя

Система обеспечивает подачу питания на основные панели управления и вспомогательное оборудование двигателя.

Силовой низковольтный щит, обеспечивающий подачу питания на следующее вспомогательное оборудования двигателя:

  • Циркуляционный насос контура охлаждения двигателя.
  • Циркуляционный насос контура охлаждения 2-ой ступени топливной смеси.
  • Циркуляционный сетевой насос.
  • Электродвигатели вентиляторов радиатора аварийного охлаждения (предусмотрено частотное регулирование с установкой частотного преобразователя).
  • Электродвигатели вентиляторов радиатора охлаждения 2-ой ступени топливной смеси (предусмотрено частотное регулирование с установкой частотного преобразователя).
  • Привода 3-х ходовых клапанов.

MMC (MTU Modul Control) — модуль управления

Модуль обеспечивает управление и сбор информации от оборудования двигателя, генератора и всего вспомогательного оборудования.

Щит MMC включает в себя следующие компоненты:

  • Промышленный ПК (IPC) с сенсорным экраном.
  • Устройства управления (замок-выключатель, кнопочный выключатель, кнопка аварийной остановки).
  • Дополнительные модули ПЛК-управления с цифровыми и аналоговыми входами и выходами.
  • Интерфейсы для присоединения к внешним системам (беспотенциальные контакты). Опционально возможна передача информации в систему верхнего уровня по интерфейсам Modbus. Profibus.
  • Контроль периферийных приводов через беспотенциальные контакты или силовые узлы.

Функции MMC:

  • Визуализация системы управления.
  • Управление вспомогательным оборудованием контуров аварийного охлаждения и охлаждения 2-ой ступени топливной смеси (электродвигатели радиаторов, электродвигатели насосов, трехходовые клапана, датчики температуры и давления).
  • Управление вспомогательным оборудованием теплообменника выхлопные газы/вода (опционально).

1.9 Панель с генераторным выключателем 

Распределительное устройство 

Для подключения генераторов и распределения электрической энергии переменного трёхфазного тока промышленной частоты 50 Гц напряжением. РУ выполнено по схеме простой системы сборных шин, с вакуумным/элегазовым выключателем. Комплектация генераторного выключателя в соответствии с требованием завода-изготовителя газовых двигателей MTU Onsite Energy.

Состав РУ:

  • ввод линии генератора — 1 шт.
  • выключатель ввода генератора — 1 шт.
  • ввод линии от сети — 1 шт.
  • трансформатора напряжения (ТН)  — 2 шт.

В объем поставки входят следующие микропроцессорные устройства защиты, устанавливаемые в релейных отсеках ячеек:

  • защиты генератора;
  • защиты трансформаторов напряжения шин РУ.

В релейных отсеках ячеек размещены все необходимые электроизмерительные приборы, на лицевой части выполнены активные мнемосхемы. В релейном отсеке ячейки ввода генераторов предусмотрено место для установки расчётных электронных счётчиков электрической энергии и клеммные колодки с возможностью опломбировки. Комплектация ячеек распределительного устройства в соответствии с электрической схемой.

Генераторный выключатель соответствует следующим основным требованиям:

  • Тип выключателя — вакуумный/элегазовый.
  • Генераторный выключатель пригоден для работы в режиме синхронизации с электрической сетью.
  • Максимальное время включения 70 мсек после подачи сигнала включения.
  • Максимальное время отключения 60 мсек после подачи сигнала выключения.
  • Оснащение катушками включения, выключения и катушкой минимального напряжения.
  • Не менее 6 пар блок-контактов типа (нормально открытый — НО) и (нормально закрытый — НЗ).
  • Механический ресурс не менее 10 000 операций (МЭК 56).
  • Коммутационный ресурс не менее 40 операций при 12,5-кА (МЭК 56) или не менее 10 000 операций при Iном.

Купить газопоршневую электростанцию c нужными характеристиками вы можете в компании IEC Energy. Все интересующие вас вопросы задавайте по телефону +7 495 799 74 64.


Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания: 5 тенденций на 2020 год

Изобретение двигателя внутреннего сгорания (IC) стало благом для транспорта, повышения эффективности и всего остального Америки. Но по мере того, как технологии ИС стареют, а экологические проблемы усиливаются, на их место стремятся альтернативы.

Автопроизводители и потребители в равной степени размышляют о будущем производства двигателей внутреннего сгорания и рассматривают , что заменит двигатель внутреннего сгорания - или какие детали были задействованы в порошковой металлургии (ПМ).

Подумайте, где в двигателе использовались PM. Достижения включают в себя самосмазывающиеся направляющие клапана, шатуны, регулировку фаз газораспределения и так далее.

Если посмотреть на предысторию того, что привело нас сюда, а также на новые проблемы эффективности и защиты окружающей среды, которые может помочь решить порошковый металл, это урок, который нельзя пропустить ни одному OEM-инженеру.

Будущее конструкции двигателей внутреннего сгорания

Откройте изображение в новой вкладке, чтобы увидеть полную версию этой инфографики:


1.Ограничения на выбросы CO2

Глобальный углеродный проект сообщил, что выбросы углерода во всем мире достигли рекордно высокого уровня в 2018 году, и ожидается, что в 2019 году их количество снова увеличится.

Агентство по охране окружающей среды опубликовало рекомендации по выбросам парниковых газов для легковых и грузовых автомобилей, при этом Фаза 2 затрагивает модельные годы до 2025 года. Хотя Агентство по охране окружающей среды, похоже, переосмысливает некоторые рекомендации, по-прежнему политическая и экологическая атмосфера способствует повышению эффективности двигателей внутреннего сгорания. , больше, чем потребительский спрос.

Независимо от того, согласны ли инженеры и руководители лично с изменениями в воздухе, отрасль неуклонно движется в этом направлении.

2. Как повысить эффективность выбросов двигателя внутреннего сгорания?

Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии сообщает, что производители снизили выбросы загрязняющих веществ более чем на 99% за последние 30 лет. Творческие умы достигли этого, сохранив или увеличив экономию топлива.

Помимо бензина и дизельного топлива производители изучают другие способы увеличения экономии топлива:

  • Использование биодизеля
  • Использование других альтернативных или возобновляемых видов топлива
  • Комбинация двигателей внутреннего сгорания с гибридными электрическими силовыми агрегатами


3.Дизельные двигатели против. Традиционные бензиновые двигатели

Когда европейцы перешли с дизельных автомобилей на бензиновые, произошло соответствующее увеличение выбросов углекислого газа. Неожиданным поворотом стало то, что некоторые из сегодняшних автомобильных стратегий основаны на дизельных двигателях.

Многие большие дизельные грузовики на самом деле производят меньше выбросов CO2, чем небольшие газовые автомобили, свидетельствуют отчеты. Благодаря усовершенствованным технологиям были произведены дизельные двигатели , которые могут использоваться в автомобилях меньшего размера и обеспечивать:

  • Лучше расход бензина
  • Снижение выбросов углерода
  • Больший крутящий момент
  • Двигатель с длительным сроком службы


4.Конкуренция с электрическими двигателями

Вы знали, что это произойдет. Хотя бензиновые двигатели, похоже, не исчезнут полностью, они сталкиваются с жесткой конкуренцией со стороны своих электрических конкурентов.

В то время как некоторые видят будущее за электромобилями, даже BMW пока не отказывается от двигателей внутреннего сгорания.

Единственная вещь, которую опоры двигателей IC могли повесить над головами сторонников электричества, - это их аккумулятор. В частности, это:

  • Размер
  • Стоимость
  • Долговечность
  • Возможности зарядки или их отсутствие

Тем не менее, согласно прогнозам, цены на электромобили будут конкурентоспособными уже в 2022 году, поскольку стоимость аккумуляторов резко упадет.Когда-то аккумулятор составлял около 50% стоимости автомобиля, но к 2025 году он может упасть с до 20% от . Эти сокращения, безусловно, происходят быстрее, чем ожидал рынок.

Опасения по поводу дальности полета в будущем для электромобилей будут меньше. Технология развивается, и появляется все больше зарядных станций. «Беспокойство о запасе хода» (опасения потребителей, что им негде подзарядить аккумулятор) по-прежнему остается реальной проблемой, которую OEM-производителям все еще необходимо решить.

5.Порошковая металлургия поддерживает переход к экологичности

Порошковая металлургия становится все более важным фактором при проектировании компонентов двигателей, нравится это разработчикам двигателей внутреннего сгорания или нет.

«Зеленая» технология - порошковая металлургия - идет рука об руку с экологичным автомобилем будущего. Спеченные магнитомягкие материалы с более высокой плотностью обеспечивают невиданный ранее рост производительности. Возможно, вы слышали историю о металлическом порошке раньше, но эти новые материалы отличаются от материалов Standard 35, на которые производители полагались на протяжении десятилетий.

Стандарт 35

MPIF является отличной базой для производителей порошковой металлургии, но для ваших будущих проектов могут потребоваться материалы и процессы, которые превосходят «стандартные» уровни производительности. В некоторых случаях можно даже исключить компонент из сборки , спроектировав с использованием металлического порошка.

Современная передовая технология уплотнения может быть немного дороже вначале, но в долгосрочной перспективе она может значительно сэкономить производителям (и водителям).

Многие компоненты можно преобразовать в металлический порошок.Порошковая металлургия добилась больших успехов в создании мелких деталей для электродвигателей и других автозапчастей по многим причинам:

  • Уменьшает вес
  • Повышает КПД электродвигателя, включая улучшенные магнитные свойства.
  • Создает детали в форме сетки
  • Позволяет использовать современные материалы и процессы
  • Повышенная прочность и твердость

В частности, магнитомягкие композитные материалы обеспечивают сверхэффективный электродвигатель.

Порошковая металлургия - это больше не просто стержни и заглушки!

Куда вы пойдете дальше?

Современные услуги порошковой металлургии позволяют плавно перейти от традиционной конструкции двигателей внутреннего сгорания к более эффективным и экологически безопасным двигателям будущего. Это стало возможным благодаря развитию PM-материалов (как вы найдете ниже) и процессов (например, спекания).

Конечно, внутренние двигатели будут еще долгое время.Металлический порошок по-прежнему может принести значительные преимущества и двигателям внутреннего сгорания.

Если вы хотите увидеть, как новые материалы и процессы порошковой металлургии меняют мир двигателей, посетите наш ресурсный центр по электродвигателям:

Связанные ресурсы

(Примечание редактора: эта статья была первоначально опубликована в сентябре 2019 года и недавно была обновлена.)

Двигатель внутреннего сгорания еще не умер · NES Fircroft

«Сообщения о моей смерти сильно преувеличены, « сказал Марк Твен еще в мае 1897 года.

Перенесемся в апрель 2019 года, и можно сказать, что сообщения о смерти двигателя внутреннего сгорания также сильно преувеличены.

Множество разговоров о развитии электромобилей. Но соответствует ли шумиха реальности?

Согласно недавнему отчету BP о прогнозе энергопотребления, ожидается, что количество электромобилей вырастет с 1,2 миллиона в 2015 году до примерно 100 миллионов к 2035 году (что составляет 6% от общего мирового автопарка).Ожидается, что около четверти этих транспортных средств будут гибридами (PHEV), которые работают на смеси электроэнергии и масла, а три четверти будут чисто аккумуляторными электромобилями (BEV).

Да, это означает значительный рост общего размера мирового автомобильного рынка за рассматриваемый период. Но в процентах от общего числа автомобилей в мире электромобили составляют ничтожно малую долю.

Совершенно очевидно, что традиционный двигатель внутреннего сгорания будет продолжать приводить в действие большинство силовых установок транспортных средств, по крайней мере, в течение следующих двух десятилетий.

Рост электромобилей и их идентификация в общественном сознании как будущее личного транспорта затмевает значительные успехи, достигнутые в технологии внутреннего сгорания.

Ожидается, что к 2035 году средний легковой автомобиль будет проезжать почти 50 миль на (США) галлон по сравнению с менее чем 30 миль на галлон, достигнутым легковыми автомобилями в 2015 году ( цифры из BP's Energy Outlook 2017 ). Я уверен, вы согласитесь, что это означает быстрый рост эффективности.

Двигатель внутреннего сгорания продолжает развиваться, и многие лидеры отрасли непреклонны в том, что двигатель внутреннего сгорания не уйдет в ближайшее время.

Вице-президент Mercedes-Benz cars Бернхард Хайль твердо уверен, что «всегда будет место для внутреннего сгорания».

Вилко Старк, руководитель отдела продуктов и стратегии Mercedes-Benz, вторит этому убеждению:

«Ни в одном из 300 автомобилей на дорогах еще нет электрического привода, и 99% клиентов по-прежнему выбирают двигатели внутреннего сгорания.”

То, что лидеры отрасли продолжают вкладывать средства в двигатель внутреннего сгорания, означает, что мы можем ожидать продолжения исследований и разработок по этой технологии, которой уже 100 лет.

С учетом этих технических разработок и свидетельств растущего интереса к гибридам как среди производителей, так и среди потребителей, возможно, следует задать вопрос не в том, «находится ли двигатель внутреннего сгорания на смертном одре?» , а скорее, ». Есть ли будущее у электромобилей с чистой аккумуляторной батареей? »

Преобладающее обоснование электромобилей в значительной степени основано на предположении, что они предлагают личный транспорт с нулевым уровнем выбросов.

Это предположение основано на ошибке. Электроэнергия для питания электромобиля должна откуда-то поступать - и что сторонники электромобилей часто не осознают, так это то, что это электричество в основном поступает из ископаемого топлива. В конце концов, уголь, нефть и природный газ вместе производят более 65% электроэнергии во всем мире.

С учетом этих факторов, возможно, пришло время поставить на стоянку широко распространенное мнение о том, что двигатели внутреннего сгорания «лежат на смертном одре» .Да, двигатели внутреннего сгорания будут продолжать развиваться, чтобы стать более эффективными и менее загрязняющими, но похоже, что они будут приводить в движение автомобили еще долгие годы.

Повысьте эффективность своей рабочей силы с помощью NES Fircroft

NES Fircroft с 1996 года поставляет инновационные кадровые решения для мировой автомобильной промышленности. Чтобы узнать, как мы можем помочь вашему автомобильному бизнесу, поговорите с одним из наших экспертов по подбору персонала в автомобильной отрасли.

Современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания готовы стать частью решения по улучшению качества городского воздуха

Некоторые европейские государства-члены объявили о своих национальных амбициях по введению в конечном итоге запрета на автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС).Мы объясним не только то, почему новые автомобили, оснащенные современными передовыми технологиями контроля выбросов, должны быть частью решения для улучшения качества воздуха, но также и то, почему модели завтрашнего дня будут продолжать улучшать качество воздуха на долгие годы.

По мере того, как технологии продолжают совершенствоваться, будущее личного транспорта в городах будет включать в себя ряд технологий, от «обычных» бензиновых и дизельных двигателей до электрифицированных - мягких, полных или гибридных - и электромобилей, работающих от батарей, и даже моделей на топливных элементах. .Все это потребуется для замены старых, более загрязняющих окружающую среду транспортных средств с наших европейских дорог и улучшения качества воздуха в наших городах.

Большинство современных автомобилей, работающих на жидком топливе, будь то «обычные» или гибридные, выбрасывают очень низкие уровни загрязняющих веществ и мало влияют на качество воздуха. Сертифицированные как Euro 6d-TEMP или 6d были протестированы, чтобы продемонстрировать, что их выбросы соответствуют ограничениям на дороге в реальных условиях движения.

На этой диаграмме показаны оксиды азота (NOx) от автомобилей с дизельным двигателем (Источник: данные ACEA / JAMA PEMS, полученные от 17 июля 2020 г.).

На этой диаграмме показано количество частиц от бензиновых автомобилей (Источник: данные ACEA / JAMA PEMS, полученные от 17 июля 2020 г.). Обе диаграммы показывают прогрессирование реальных выбросов автомобилей, сертифицированных по последним стандартам.

Стандарты Euro 7, которые в настоящее время обсуждаются в Европейской комиссии, вероятно, еще больше снизят выбросы загрязняющих веществ. Если эти стандарты будут введены в середине 2020-х годов с использованием самых передовых технологий контроля выбросов, они помогут снизить общие выбросы автомобильным транспортом за счет замены большей части существующего парка транспортных средств.

Основываясь на проникновении предыдущих этапов, показанных на графике ниже, этого изменения в парке можно ожидать в первой половине следующего десятилетия. Поступая таким образом, регулирующие органы обеспечивают улучшение качества местного воздуха. Действительно, положительное влияние на выбросы норм, основанных на реальном вождении, уже заметно.

На этом рисунке показана рыночная доля легковых автомобилей по стандартам выбросов (Источник: ICCT European Vehicle Market Statistics Pocketbook 2019/20)

Между тем, для автомобилей с ДВС следует использовать более экологичные, альтернативные и возобновляемые низкоуглеродные виды топлива.Это гарантирует снижение выбросов парниковых газов (ПГ) как от существующего, так и от нового автопарка. Сочетание экологически чистых видов топлива и более эффективных автомобилей с очень низким уровнем выбросов загрязняющих веществ уже помогает ускорить переход к нулевым выбросам.

Несмотря на это, ряд европейских стран предложили запретить продажу новых автомобилей, работающих на ископаемом топливе, или рассматривают программы стимулирования исключительно для автомобилей с нулевым выбросом выхлопных газов. Основная причина в том, что это поможет им достичь своих национальных целей по снижению климата.Хотя это может иметь определенное влияние, более эффективным способом сведения выбросов в секторе автомобильного транспорта к нулю в краткосрочной перспективе было бы поощрение более быстрого обновления парка.

Это будет способствовать продвижению более чистых автомобилей и фургонов, включая гибриды и автомобили с чистым двигателем внутреннего сгорания (ДВС) как часть пакета. Это также гарантировало бы удаление старых, более загрязняющих окружающую среду транспортных средств с дорог, замену их более чистыми транспортными средствами разумным социально-экономическим способом.

Кроме того, фрагментарное введение предлагаемых запретов на продажу окажет серьезное влияние на Европейский единый рынок, вызывая путаницу и потенциально препятствуя людям путешествовать и продавать подержанные автомобили в пределах Европейского Союза.

Ожидается, что пройдет много лет, прежде чем автомобили с нулевым уровнем выбросов выхлопных газов займут доминирующую рыночную долю в продажах новых автомобилей, поскольку они обладают качествами автомобилей с ДВС, имеют эквивалентные выбросы в течение жизненного цикла в странах ЕС и являются более дешевыми. До этого момента технологии, необходимые для соответствия нормативам Евро 7 в отношении загрязняющих веществ, а также парниковых газов, должны быть полностью использованы для улучшения качества воздуха в Европе и сокращения выбросов парниковых газов на нашем континенте.

Только технологический и топливно-нейтральный подход к будущему законодательству в области транспортных средств позволит создать множество предложений по мобильности, подходящих для любого случая использования.