6Июн

Из чего состоит двигатель внутреннего сгорания: Устройство и теория двигателей внутреннего сгорания авто (подробно)

Содержание

Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Читать далее:



Основные механизмы и системы двигателя внутреннего сгорания автотракторов

Двигатель внутреннего сгорания (рис. 4) состоит из следующих механизмов и систем, выполняющих определенные функции.

Кривошипно-шатунный механизм осуществляет рабочий цикл двигателя и преобразует прямолинейное, возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала. Механизм состоит из цилиндра с головкой, поршня с кольцами, поршневого пальца, шатуна, коленчатого вала, маховика. Механизм установлен в блок-картере, закрытом снизу поддоном (резервуаром для масла).

Механизм газораспределения предназначен для своевременного впуска в цилиндр горючей смеси или воздуха и своевременного удаления отработавших газов. Он состоит из клапанов с направляющими втулками, пружин с деталями их крепления, штанг 4, коромысел, толкателей, распределительного вала и шестерен привода распределительного вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Система охлаждения служит для отвода избыточного тепла от нагретых деталей двигателя. Она бывает жидкостной или воздушной. Если система охлаж— дения жидкостная, то она состоит из рубашки охлаждения, радиатора, водяного насоса, вентилятора, термостата и патрубков. Система воздушного охлаждения состоит из теплоотводящих ребер, вентилятора, кожуха и щитков, направляющих воздушный поток для отвода тепла.

Система смазки обеспечивает подачу масла к трущимся деталям двигателя с целью уменьшения трения между ними и отвода тепла. Она состоит из резервуара для масла, масляного насоса, фильтров и маслопроводов.

Система питания служит для приготовления горючей смеси и подвода ее к цилиндру (карбюраторные двигатели) или подачи топлива в цилиндр и напол-’ нения его воздухом (дизельные двигатели).

Рис. 4. Устройство одноцилиндрового карбюраторного двигателя

У карбюраторных двигателей эта система состоит из топливного бака, топливопроводов, топливного и воздушного фильтров, топливного насоса, карбюратора (или смесителя), впускного и выпускного трубопроводов, глушителя.

У дизельных двигателей система питания состоит из тех же деталей и приборов, с той лишь разницей, что вместо карбюратора установлены топливный насос высокого давления и форсунка.

Система зажигания предназначена для принудительного воспламенения рабочей смеси от электрической искры. В нее входят приборы, обеспечивающие получение электрического тока высокого напряжения, провода и свечи.

У дизельных двигателей приборы системы зажигания отсутствуют, так как топливо воспламеняется от соприкосновения со сжатым воздухом, имеющим высокую температуру.

Система пуска предназначена для пуска двигателя. К ней относятся: пусковой бензиновый двигатель с механизмом передачи (на тракторе), электрический стартер на автомобиле и иногда на тракторе, декомпрессионный механизм, приборы подогрева воды и воздуха.

Двухтактные двигатели имеют те же основные механизмы и системы, что и четырехтактные, но отличаются по устройству и действию механизма газорас-. пределения.

Рекламные предложения:


Читать далее: Основные понятия и определения по двигателем автотрактора

Категория: - Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум


Как работает двигатель?

Важно ли понимать устройство двигателя для обычного пользователя автомобиля? Это как минимум необходимо для правильной эксплуатации мотора. Например, знаете ли вы про 9-цилиндровый мотор БМВ или что такое объем двигателя? За пять минут расскажем просто обо всем важном.

Виды моторов

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой достаточно сложную конструкцию. Существуют двух- и четырехтактные двигатели. Наиболее распространены 4-тактные моторы в автомобилях и мотоциклах. Двухтактники также могут применяться в транспорте, но чаще их используют для некоторых видов водных и даже воздушных судов. Двухтактные моторы устанавливают в мотокосах, бензопилах и прочем строительном бензоинструменте.

Конструкторы успели придумать такое множество агрегатов, попадающих под определение ДВС. Мы будем рассматривать наиболее привычные варианты. Рассмотрим 4-тактный мотор. Чтобы понять порядок и принципы его работы, разберемся, из чего он состоит:

  • цилиндры, в которых располагаются поршни;
  • коленчатый вал;
  • газораспределительный механизм.

К этому добавим системы зажигания, подачи топлива и отвода отработанных газов, а также смазки и охлаждения двигателя.

Основные подходы к классификации силовых установок:

  1. По количеству цилиндров.
  2. По расположению цилиндров.
  3. По виду топлива.

1. Цилиндров чаще всего бывает от одного до шести. Более мощные автомобили могут использовать, например, 8, 12 или 16 цилиндров.

2. В рядном двигателе цилиндры на коленчатом валу располагаются один за другим в ряд. Увеличить мощность двигателя без существенного изменения размеров можно путем удвоения количества цилиндров. При этом один ряд поршней располагается относительно второго ряда под углом 90 градусов. Такой тип двигателя называется V-образным. Существует еще и оппозитный тип мотора, когда два ряда поршней располагаются под углом 180 градусов. Такие двигатели, например, применяются в автомобилях Subaru. За счет особенностей расположения цилиндров автомобиль получает более низкий центр тяжести и вибрацию при работе, а также минимальную высоту капота.

3. ДВС может работать на бензине и дизтопливе. Отличие заключается в том, что в бензиновом моторе топливо подается смешанное с воздухом и зажигается с помощью искры от свечи. У дизельного мотора топливо и воздух подаются раздельно, воспламенение происходит от высокой температуры сжатого газа. Вместо бензина в двигателе со смешанным топливом может использоваться газ, например, метан.

В одной модели автомобиля часто используется целая линейка двигателей с разными характеристиками на выбор покупателя. Например, в популярной BMW 5-й серии (Е60) может использоваться рядный 4-цилиндровый дизельный двигатель (M47), рядный 6-цилиндровый турбодизель (М57) или мощный 10-цилиндровый бензиновый V-образник (S85).

А вот 9-цилиндровый двигатель БМВ ставили на самолеты, и располагались цилиндры относительно друг друга в виде звезды.

Порядок работы двигателя

Вернемся к двух- и четырехтактным двигателям. Конструкции двухтактных моторов могут сильно различаться и быть как проще, так и намного сложнее четырехтактных собратьев. За счет меньшего количества оборотов мощность двухтактников выше, но экономичность хуже. Маленькие по размерам и мощности моторы не требуют сложной системы охлаждения, масло для смазки добавляется непосредственно с топливом в камеру сгорания.

Один такт – это движение поршня внутри цилиндра вверх или вниз. Работа 4-тактного мотора состоит из:

  • впуска;
  • сжатия;
  • рабочего хода;
  • выпуска.

У двухтактной силовой установки впуск происходит во время сжатия (первый такт), а рабочий ход совмещен с выпуском отработанных газов (второй такт).

Теперь подробнее о четырехтактном процессе.

В цилиндре находится поршень, который с помощью шатуна крепится к коленвалу. Сверху цилиндра находятся впускные и выпускные клапаны, а также свеча. Внутренний объем всех цилиндров составляет так называемый объем двигателя.

Поршень может находиться в верхней точке цилиндра (верхняя мертвая точка), нижней (нижняя мертвая точка) или перемещаться между ними.

В первом такте открывается впускной клапан и поршень опускается. Таким образом, цилиндр наполняется либо смесью топлива и воздуха, либо только воздухом (для дизельного мотора).

Во втором такте поршень идет вверх, сжимая содержимое и параллельно увеличивая его давление и температуру. В конце такта свеча зажигания создает искру, в результате чего происходит детонация топливной смеси в бензиновом двигателе. В дизельном же свеча не используется, а топливо подается в последний момент такта, которое возгорается за счет высокого давления и температуры воздуха.

В третьем и основном такте работы мотора высвобождаемая от взрыва энергия двигает поршень вниз. Именно в этот момент создается сила, которая заставляет коленчатый вал вращаться, а от него вращается и маховик двигателя.

На четвертом такте поршень поднимается к верхней мертвой точке при открытом выпускном клапане. При этом удаляются отработанные газы. Далее цикл из четырех тактов повторяется.

Если в двигателе используется несколько цилиндров, движение их поршней управляется газораспределительным механизмом таким образом, чтобы цилиндры одновременно находились на разных тактах. Систем управления газораспределением существует несколько − от механических распредвалов до электронных процессоров.

Все движимые детали обязательно должны охлаждаться и смазываться. Температура в момент детонации достигает нескольких тысяч градусов. Охлаждение, как правило, производится с помощью жидкости, которая отбирает тепло у деталей двигателя. Далее жидкость сама должна охладиться и снова вернуться в мотор. Превышение допустимых температур может привести к практически моментальному разрушению силовой установки.

В легковых автомобилях количество оборотов коленвала может достигать восьми тысяч в минуту. Для минимизации механического износа система смазки должна работать идеально. Поэтому важно следить за уровнем моторного масла и работоспособностью масляного насоса. Системы смазки и охлаждения могут страдать из-за загрязнения, что ведет к сужению или перекрытию каналов движения жидкостей.

Двигатель внутреннего сгорания

ДВС или двигатель внутреннего сгорания - это механизм, который принадлежит к тепловым машинам.

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания - преобразование тепловой энергии, получаемой от сгорания жидкого топлива, в механическую.

Поршни и шатуны

Простейший ДВС состоит из блока двигателя - чугунной или алюминиевой детали, в которой вырезается рабочий цилиндр. По цилиндру, совершая возвратно-поступательные движения движется поршень. Поршень, как правило, сделан из легкого и прочного сплава, поскольку должен длительное время выдерживать значительные нагрузки и температуры, при этом не разрушаясь и не деформируясь.

С одной стороны поршень соединен с шатуном. Это узел, обеспечивающий связь поршня с коленчатым валом. Представляет из себя цельнолитую деталь со сквозным неразъемным отверстием со стороны поршня и сквозным разъемным кольцом со стороны коленчатого вала. Шатун, соединенный с поршнем называется поршневой группой, поскольку сами по себе они практически бесполезны.

Коленчатый вал

Коленчатый вал - это вторая по массивности деталь двигателя. Представляет собой сложный вал, разбитый на условные сектора, некоторые из которых смещены относительно центра вращения вала. Каждый такой сектор отполирован до зеркальной поверхности и называется шейкой. Каждая шейка коленчатого вала - создана для того, чтобы работать в скользящей паре "шейка - шатун" или "шейка - опорный подшипник". Подшипники, на которых лежит коленвал, как правило скольжения. Он отполирован до зеркального состояния. На противоположной стороне колена, называемого шейкой, обычно делается наплыв для балансировки вала. Такая система называется кривошипно-шатунный механизм (КШМ).

Вал, соединенный с поршнем через шатун, создает жесткую структуру, которая обеспечивает преобразование вращательных движений коленвала в возвратно-поступательные движения поршня в цилиндре и наоборот.

Сверху блок цилиндров закрывается головкой двигателя, в которой находится распределительнй вал, клапана и каналы впуска-выпуска. Распредвал жестко связан с коленвалом посредством цепной или ременной передачи. Распредвал открывает и закрывает впускные и выпускные клапана. Такая конструкция применяется в четырехтактном двигателе Отто. Этот механизм ДВС называется газораспределительный механизм (ГРМ). Он обеспечивает отвод выхлопных газов из цилиндра, впуск топливовоздушной смеси в цилиндр перед тактом сжатия, обеспечивает герметичность камеры во время сжатия и сгорания топливной смеси.

Система запускается с помощью стартера. Стартер представляет собой либо механический привод, например педаль в мопедах и некоторых мотоциклах, или шнур в мотопилах или газонокосилках. В четырехтактных двс используется, как правило электрический стартер, который приводится в движение с помощью аккумуляторной батареи.

Двигатель внутреннего сгорания может быть двух, четырех и даже шести тактным.

Такты ДВС

Каждый такт поршневого двигателя внутреннего сгорания обозначает завершенное действие. Например в двухтактном двигателе тактов два - первый - рабочий, когда топливо засасывается, одновременно с выходом наружу отработанных газов, второй - когда топливо сжимается и происходит его сгорание. В двухтактном двигателя каналы впуска и выпуска входят прямо в цилиндр, но расположены на разному ровне, что позволяет отработанным газам выходить раньше, чем поршень открывает второй, впускной канал.

Четырехтактный двигатель, соответственно, имеет четыре этапа действия.

Первый - поршень идет вниз, при этом открыт впускной клапан открыт - в рабочий объем засасывается порция топливно-воздушной смеси (ТВС).

Второй такт - оба клапана закрыты, поршень идет вверх, сжимая ТВС. Когда поршень доходит до верхней мертвой точки (ВМТ), второй такт заканчивается.

Начинается третий такт - поршень проходит ВМТ, коленвал при этом поворачивается примерно на два-три градуса и происходит запал ТВС путем мощной искры из свечи зажигания. ТВС воспламеняется и начинает расширяться, активно сгорая. Поршень уходит вниз. В нижней мертвой точке НМТ, заканчивается третий такт.

Четвертый такт - поршень идет вверх, открывается выпускной клапан цилиндра - отработанные газы выходят в выхлопной коллектор.

Преимуществом четырехтактного двигателя является высокий коэффициент наполнения во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала, низкая чувствительность к падению давления в выпускной системе, возможность управления кривой наполнения путем подбора фаз газораспределения и конструкцией впускной системы. Почти все автомобильные двигатели это четырехтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания. Они обладают множеством характеристик – такие как крутящий момент, мощность, степень сжатия, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных особенностей.

Любой ДВС - это по сути насос, который способен черпать энергию из прокачиваемого топлива, сгораемого в нем в процессе прокачки.

Из чего состоит двигатель?

Двигатели внешнего сгорания

Энергосберегающие технологии: Теплоэнергетическая установка FX-38 на основе двигателя внешнего сгорания с сжиганием газообразного топлива

Принцип работы

Предлагаемая инновационная технология основана на использовании высокоэффективного четырехцилиндрового двигателя внешнего сгорания. Это - тепловой двигатель. Тепло может поставляться от внешнего источника тепла или производиться путем сжигания широкого спектра видов топлива внутри камеры сгорания.

Тепло поддерживается при постоянной температуре в одном отделении двигателя, где оно преобразуется в водород, находящийся под давлением. Расширяясь, водород толкает поршень. В отделении двигателя с низкой температурой водород охлаждается при помощи аккумуляторов тепла и охладителей жидкости. При расширении и сжатии водород вызывает возвратно-поступательное движение поршня, которое преобразуется во вращательное движение при помощи наклонной шайбы, которая приводит в действие стандартный, емкостный электрический генератор. В процессе охлаждения водорода также производится тепло, которое можно использовать для комбинированного производства электроэнергии и тепла во вспомогательных процессах.

Общее описание

Теплоэнергетическая установка FX-38 представляет собой единый модуль "двигатель-генератор", который включает двигатель внешнего сгорания, систему сгорания, работающую на пропане, природном газе, попутном нефтяном газе, других видах топлива со средней и низкой энергоемкостью (биогаз), индуктивный генератор, систему контроля двигателя, защищенный от атмосферных воздействий корпус со встроенной системой вентиляции и другое вспомогательное оборудование для параллельной работы с сетью высокого напряжения.

Номинальная мощность по электричеству при работе на природном газе или биогазе при частоте 50 Гц составляет 38 кВт. Кроме того, установка производит 65 кВт-ч извлекаемого тепла с поставляемой по специальному заказу системой комбинированного производства тепла и электроэнергии.

Установка FX-38 может быть оснащена различными опциями системы охлаждения для обеспечения гибкости схемы установки. Продукт разработан для простого подключения к электрическим контактам, системам подачи топлива и внешним трубам системы охлаждения, если оборудованы таковыми.

Дополнительные детали и опции

  • Модуль измерения мощности (обеспечивает установленный трансформатор тока для считывания на дисплее параметров переменного тока)
  • Опция дистанционного мониторинга по интерфейсу RS-485
  • Опции встроенного, либо удаленно смонтированного радиатора
  • Опция использования пропанового топлива
  • Опция использования природного газа
  • Опция использования попутного нефтяного газа
  • Опция использования топлива низкой энергоемкости

Установка FX-48 может применяться в нескольких вариантах следующим образом:

  • Параллельное подключение к высоковольтной сети при 50 Гц, 380 В переменного тока
  • Режим совместной выработки тепла и электроэнергии

Эксплуатационные характеристики установки

Выходная мощность складывается из электрической мощности и тепловой мощности. Для работы при частоте 50 Гц установка работает с тепловым коэффициентом 12230 кДж/кВт-ч (низшая теплота сгорания) и рассчитана на электрическую мощность 38 кВт. Показатель вырабатываемой электроэнергии 38 кВт включает паразитные потери, связанные с радиатором системы охлаждения, водяным насосом, вентилятором подачи воздуха в камеру сжигания, масляным насосом, контрольной системой и системой вентиляции блока.

В режиме производства электроэнергии и тепла при частоте 50 Гц установка производит 65 кВт-ч извлекаемого тепла. Продукт оборудован системой труб, готовой для подключения к поставляемому заказчиком теплообменнику типа жидкость/жидкость. Горячая сторона теплообменника представляет собой схему замкнутого цикла с охладителем кожуха двигателя и встроенным радиатором системы, если таковые присутствуют. Холодная сторона теплообменника предназначена для схем теплоприемника заказчика.

Техническое обслуживание

Установка предназначена для непрерывной работы и отбора мощности. Базовая проверка эксплуатационных характеристик проводится заказчиком с интервалом в 1000 часов и включает проверку системы водяного охлаждения и уровня масла. Через 10000 часов эксплуатации производится обслуживание передней части установки, включающее замену поршневого кольца, сальника штока, ремня привода и различных сальников. Специфические ключевые компоненты проверяются на износ. Скорость работы двигателя составляет 1500 оборотов в минуту для работы на частоте 50 Гц.

Бесперебойность

Бесперебойность работы установки составляет свыше 95%, исходя из интервалов эксплуатации, и учитывается при графике технического обслуживания.

Уровень звукового давления

Уровень звукового давления блока без встроенного радиатора составляет 64 дБА на расстоянии 7 метров. Уровень звукового давления блока с встроенным радиатором с вентиляторами охлаждения составляет 66 дБА на расстоянии 7 метров.

Выбросы

При работе на природном газе выбросы двигателя меньше или равны 0,0574 г/Нм3 NOx, 15,5 г/Нм3 летучих органических соединений и 0,345 г/Нм3 СО.

Газообразное топливо

Двигатель рассчитан на работу на различных типах газообразного топлива со значениями низшей теплоты сгорания от 13,2 до 90,6 МДж/Нм3, попутный нефтяной газ, природный газ, угольный метан, газ вторичной переработки, пропан и биогаз полигонов ТБО. Для охвата данного диапазона устройство может быть заказано со следующими конфигурациями топливной системы:

Система сгорания требует регулируемого давления подачи газа в 124-152 мбар для всех типов топлива.

Окружающая среда

Установка в стандартном исполнении работает при температуре окружающей среды от -20 до +50°С.

Описание установки

Теплоэнергетическая установка FX-38 полностью готова для выработки электроэнергии в заводской поставке. Встроенный электрический пульт монтируется на блок для удовлетворения требований интерфейса и контроля. Устойчивый к атмосферным воздействиям цифровой дисплей, встроенный в электрический пульт, обеспечивает оператору интерфейс запуска, остановки и перезапуска с помощью кнопок. Электрический пульт также служит основным местом подключения оконечного электрического устройства заказчика, а также с оконечными устройствами проводной связи.

Установка способна достигать выходной мощности полной нагрузки примерно через 3-5 минут с момента запуска в зависимости от изначальной температуры системы. Последовательность запуска и установки приводится в действие нажатием кнопки.

После команды пуска установка подключается к высоковольтной сети путем закрытия внутреннего контактора на сеть. Двигатель немедленно поворачивается, очищая камеру сжигания до открытия топливных клапанов. После открытия топливного клапана энергия подается на запальное устройство, поджигая топливо в камере сжигания. Наличие сжигания определяется по повышению температуры рабочего газа, что приводит в действие процедуру управления разгоном до точки рабочей температуры. После этого пламя остается самоподдерживающимся и постоянным.

После команды остановки установки сначала закрывается топливный клапан для прекращения процесса сжигания. По прошествии предварительно установленного времени, в течение которого механизм охлаждается, откроется контактор, отключая установку от сети. В случае если таковые установлены, вентиляторы радиатора могут работать некоторое время для уменьшении температуры охлаждающей жидкости.

В установке используется двигатель внешнего сгорания с постоянной длиной хода, подключенный к стандартному индукционному генератору. Устройство работает параллельно с высоковольтной сетью или параллельно с системой распределения энергии. Индукционный генератор не создает своего собственного возбуждения: он получает возбуждение от подключенного источника электросети. Если напряжение в электросети исчезает, установка отключается.

Описание узлов установки

Конструкция установки обеспечивает ее простой монтаж и подключение. Имеются внешние соединения для топливных труб, оконечных устройств электроэнергии, интерфейсов коммуникаций и, если это предусмотрено, внешнего радиатора и система труб теплообменника жидкость/жидкость. Установку можно заказать в комплекте со встроенным или удаленно монтированным радиатором и/или системой труб теплообменника жидкость/жидкость для охлаждения двигателя. Также предоставляются инструменты для безопасного отключения и логические схемы управления, разработанные специально для желаемого режима работы.

Кожух имеет две эксплуатационные панели на каждой стороне отделения двигатель/генератор и внешнюю однопетельную дверь для доступа к электрическому отделению.

Вес установки: около 1770 кг.

Двигатель является 4-цилиндровым (260 см3/цилиндр) двигателем внешнего сгорания, поглощающим тепло непрерывного сжигания газового топлива в камере внутреннего сгорания, и включает следующие встроенные компоненты:

  • Вентилятор подачи воздуха в камеру сгорания, приводится в действие двигателем
  • Воздушный фильтр камеры сгорания
  • Топливная система и кожух камеры сгорания
  • Насос для смазочного масла, приводится в действие двигателем
  • Охладитель и фильтр для смазочного масла
  • Водяной насос системы охлаждения двигателя, приводится в действие двигателем
  • Температурный датчик воды в системе охлаждения
  • Датчик давления смазочного масла
  • Датчик давления и температуры газа
  • Все необходимое контрольное и защитное оборудование

Характеристики генератора приводятся ниже:

  • Номинальная мощность 38 кВт при 50 Гц, 380 В переменного тока
  • Электрический КПД 95,0% при коэффициенте мощности 0,7
  • Возбуждение от коммунальной электросети при помощи индукционного мотора/генераторного возбудителя
  • Менее 5% общих гармонических искажений от отсутствия нагрузки до полной нагрузки
  • Класс изоляции F

Интерфейс оператора – цифровой дисплей обеспечивает управление установкой. Оператор может запустить и остановить установку с цифрового дисплея, посмотреть время работы, рабочие данные и предупреждения/сбои. При установке опционального модуля измерения мощности оператор может видеть многие электрические параметры, такие как вырабатываемая мощность, киловатт-часы, киловатт-амперы и коэффициент мощности.

Функция диагностики оборудования и сбора данных встроена в систему контроля установки. Диагностическая информация упрощает удаленный сбор данных, отчет по данным и устранение неисправностей устройства. Эти функции включают сбор системных данных, таких как информация о рабочем состоянии, все механические рабочие параметры, такие как температура и давление цилиндров, а также, если подключен опциональный измеритель мощности, – электрические параметры значений вырабатываемой мощности. Данные могут быть переданы через стандартный порт соединения RS-232 и показаны на персональном компьютере или ноутбуке при помощи программного обеспечения для сбора данных. Для нескольких установок или в случаях, когда расстояние передачи сигнала превышает возможности RS-232, для получения данных используется опциональный порт RS-485 с использованием протокола MODBUS RTU.

Для переноса горячих выхлопных газов от системы сгорания используются трубы из нержавеющей стали. К выхлопной трубе в месте выхода из кожуха прикреплена сбалансированная выхлопная заслонка с защитным колпаком от дождя и снега.

Для охлаждения могут применяться различные прикладные технологии и конфигураций:

Встроенный радиатор – предоставляет собой радиатор, рассчитанный на температуру окружающей среды до +50°C. Все трубы подключаются в заводских условиях. Это типичная технология в случае, если не используется утилизация отходящего тепла.

Внешний радиатор – предназначен для установки заказчиком, рассчитан на температуру окружающей среды до +50°C. Короткие несущие ножки поставляются с радиатором для монтажа на контактном столике. При необходимости установки в помещении можно использовать данный вариант вместо предоставления системы вентиляции, требуемой для подачи охлаждающего воздуха во встроенный радиатор.

Внешняя система охлаждения – предоставляет систему труб снаружи кожуха для поставляемой заказчиком системы охлаждения. Ей может выступать теплообменник или удаленно монтированный радиатор.

Хладагент состоит из 50% воды и 50% этиленгликоля по объему: можно заменить смесью пропиленгликоля и воды, при необходимости.

Установка FX-38 использует водород в качестве рабочего тела для приведения в движение поршней двигателей по причине высоких способностей водорода к передаче тепла. В нормальном режиме работы потребляется предсказуемое количество водорода из-за нормальных утечек, вызванных проницаемостью материала. Для учета этого темпа потребления место установки требует наличия одного или нескольких наборов баллонов с водородом, отрегулированных и подсоединенных к блоку. Внутри установки встроенный водородный компрессор увеличивает давление в баллоне до более высокого давления в двигателе и вводит малые порции по запросу встроенного программного обеспечения. Встроенная система не требует технического обслуживания, а баллоны подлежат замене в зависимости от работы двигателя.

Для подачи топлива поставляется труба со стандартной трубной резьбой 1 дюйм для всех стандартных типов топлива, за исключением низкоэнергетических вариантов, для которых используется стандартная трубная резьба 1 1/2 дюйма. Требования к давлению топлива для всех видов газообразного топлива составляют от 124 до 152 мбар.

Как работает двигатель внутреннего сгорания [простым языком]

Что такое цилиндры, турбонаддув, как расшифровывать характеристики двигателя без технической документации

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания бензина и дизельного топлива. Независимо от вида топлива, на котором работает движок, принципы его работы, термины и названия запчастей одинаковы.

Как работает?

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания похож на принцип работы насоса: на одном конце в него втягивается воздух и воспламеняется (внутреннее сгорание), затем, через выхлопную трубу вытесняются отработанные (выхлопные) газы. Движок преобразует энергию сгорания в механическую энергию для движения машины.  Детальная работа "сердца машины" разобрана здесь, а в этой статье обсудим из чего состоит мотор машины и как устроен.

Для описания размера и мощности мотора автомобиля пользуются устоявшимися терминами и маркерами. Правда, не разобравшись в каждом, не сообразишь, что они означают.  Если не до конца понимаете, что собой представляет 1,8-литровый, 4-цилиндровый, V-образный двигатель на 20 клапанов и с турбонаддувом эта статья для вас.

Что означает «1,8-литровый»?

Значение «1,8-литровый», «2-х литровый», «3-х литровый» указывает на объем движка. Объем двигателя влияет на объем воздуха, который тот может переработать в течение одного цикла. Эта величина обычно отображается в литрах или в кубических сантиметрах, в зависимости от производителя, но измерение в сантиметрах встречается крайне редко.

Чем больший объем мотора, тем больше он производит энергии. Больше энергии — больше расход топлива. Правда, инженеры автоконцернов пытаются сломать этот стереотип. О том, как им это удается, читайте в статье журнала Zap-Online.ru: «Топ 10 улучшений в конструкции мотора автомобиля».

Характеристика «4-цилиндровый» означает количество цилиндров в движке

Цилиндром называют камеру двигателя цилиндрической формы, в которой смешиваются и сгорают воздух, и топливо. Каждая такая камера считается одним цилиндром. Чем больше цилиндров, тем больше мощность автомобиля и расход топлива. Для экономии топлива, некоторые современные 8-цилиндровые движки разработаны так, чтобы цилиндры оставались закрытыми, когда их работа не принципиально важна. Эта технология применена в последних моделях Mercedes. На светофоре движок будет работать на холостом ходу, отключив 6 цилиндров и оставив в работе 2, чтобы машина не заглохла. Движок будет смешивать топливо и воздух в двух цилиндрах вместо восьми, перекрыв подачу бензина или солярки в ненужные.

Также будет и на загородной трассе, где водитель, включив круиз-контроль, двигается с одной скоростью до 90 км/ч.

V-образный или рядный двигатель означает угол расположения цилиндров друг к другу — это называется конфигурация мотора

У автомобильных моторов бывают разные конфигурации: разные расположения цилиндров по отношению друг к другу. Размещение цилиндров в один ряд создает «линию» двигателя: 4-рядный– 4 цилиндра в линию, или 6-рядный - 6 цилиндров и т.д. —это общая и простая конфигурация классической силовой установки внутреннего сгорания.

Когда цилиндры расположены противоположно друг другу в угловых блоках, они имеют вид латинской буквы «V». Цифра, следующая за этим символом, опять-таки, обозначает количество цилиндров в одном ряду, например: V-4, V-6, V-8 и т.д.

Три блока цилиндров располагают в форме латинской буквы «W». По количеству цилиндров в одном ряду различают движки W-8, W-12 или W-16. От конфигурации цилиндров зависит физический размер движка и то, как ровно он работает. V – образная форма облегчает ход цилиндров, т.к. сила тяжести распределяется под наклоном, а не вертикально, как на обычных автомобильных моторах. Все эти разработки стали результатом тщательнейших испытаний, которые привели к совершенствованию внутреннего КПД (коэффициента полезного действия) мотора и к его экономичности.

Клапаны

Воздух входит в цилиндры и выходит из них через клапаны, работающие по принципу работы клапанов сердца. Раньше цилиндры имели только два клапана: один для воздуха, который поступает в цилиндр, второй - для выхода отработанных газов. Современные двигатели имеют по три, четыре и даже пять клапанов в каждом цилиндре, что более эффективно перемещает воздух по двигателю, увеличивает мощность автомобиля и сокращает расход топлива. Обычно автопроизводители сообщают общее число клапанов в движке. Разделите это число на количество цилиндров и узнаете, сколько клапанов в каждом из них.

Наддув и турбонаддув

Нагнетание воздуха в двигатель под давлением называется «принудительная индукция». Нагнетанием воздуха можно резко увеличить мощность автомобиля. Наддув работает на ременном приводе от мотора автомобиля и разработан, чтобы немедленно давать дополнительную мощность, когда отработанный газ выходит из движка. Турбонаддув приводится в действие выхлопными газами и требует меньших затрат мощности самого двигателя, что делает его более экономным, чем просто наддув. При этом у турбонаддува реакция на дроссель гораздо медленнее. Еще есть электрический турбонаддув, о нем подробно писали здесь, различия с классическим незначительные. Хотя при увеличении скорости наддувом и турбонаддувом сжигается больше топлива — они позволяют маленьким экономным моторам показывать те же результаты, что и их более большие собратья.  

Остались вопросы по терминологии принципам работы мотора автомобиля? Задавайте их в комментариях, будем рады ответить.

 

Интервью с Дмитрием Европиным

Высказался в рамках следующего круглого стола:

Эволюция ДВС

"Вопрос об эффективности усовершенствования старых технологий остается открытым".

12 марта 2012

Дмитрий Европин

главный редактор MotorPage.ru

В основе всего многообразия сложных механизмов, которыми мы пользуемся сегодня, лежат достижения технической революции конца XIX – начала XX веков. На протяжении всего прошлого столетия изобретения этого периода лишь оттачивались. Совершенствовались технологические процессы, уменьшались допуски, происходила автоматизация, внедрялись второстепенные инновации, направленные на улучшение характеристик той или иной продукции. Это касается и автомобильной промышленности, в особенности в части двигателестроения.

Дело в том, что четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, ставший чуть менее ста лет назад основой автоиндустрии, имеет целый ряд недостатков, не позволяющих получать высокие показатели его общего КПД.

Так считается, что КПД классического автомобильного бензинового двигателя с принудительным искровым зажиганием составляет от 20 до 30%, дизельный двигатель может обеспечить 35-40%. В первой половине XX века это были выдающиеся характеристики на фоне пресловутого «КПД паровоза», который, как все мы помним из школьного курса физики, составлял 5-10%.

Впрочем, уже тогда инженерам было понятно, что необходимо добиваться лучших показателей, и уже в 1920 – 1940 годы для этого были разработаны практически все основные принципы, как то турбонаддув, прямой впрыск и т.д. К 1970 годам началась настоящая погоня за повышением эффективности, продолжающаяся по сей день. Были разработаны такие элементы как охлаждение рабочей смеси, изменение фаз газораспределения, поэтапный впрыск… Сегодня некоторые автопроизводители утверждают, что в современном бензиновом ДВС удается добиться общего КПД в 35-38%. Однако вопрос об эффективности усовершенствования старых технологий остается открытым.

Вся история ДВС – сплошная борьба инженеров с основополагающими особенностями конструкции. Если перечислять их вкратце, то это низкая топливная эффективность за счет слишком короткого цикла сгорания, 25-30% топлива в прямом смысле вылетает в трубу. Низкая механическая эффективность – большие потери на перемещение тяжелых деталей шатунно-поршневой группы, на трение, а так же на работу значительного количества навесного оборудования. Не следует забывать и о том, что в автомобиле ДВС, обладающий очень низким крутящим моментом на малых оборотах, нуждается в коробке передач, а это агрегат, в котором тоже теряется часть полученной энергии. Низкая термодинамическая эффективность – большая часть выделяемого тепла не переводится в полезную работу, ведь на это отведено лишь 0,25 всего цикла. Желающим более подробно ознакомиться с проблемой повышения КПД двигателя внутреннего сгорания могу порекомендовать следующую статью Игоря Исаева, разработчика одной из альтернативных конструкций двигателя.

Как правило, усилия конструкторов приводят к достижению выдающихся результатов в области распределения крутящего момента, повышения мощности и «эластичности» двигателя, снижения вибронагруженности…, но собственно КПД увеличивается не столь существенно, а значит затраты топлива на единицу полученной работы остаются относительно высокими.

Часто приходится сталкиваться с несоответствием реального и декларируемого производителем расхода бензина чуть ли не вдвое. Автомобиль с современными системами турбонаддува оказывается экономичным, только если очень бережно относится к педали газа и лишний раз ее не беспокоить.

Бывает и так, что новая модель автомобиля с двигателем, развивающим 150 л.с., ведет себя словно под капотом на пару десятков «лошадей» меньше, хотя в предыдущем поколении этой же модели ничего подобного не наблюдалось. Объясняется это, как правило, всего лишь новыми экологическими стандартами, ради достижения которых двигатель «душат» перенастройкой блока управления двигателем под использование в основном диапазоне оборотов обедненной смеси, а так же более эффективным каталитическим дожигателем.

Словом, складывается впечатление, что эволюция ДВС достигла своего пика, и в будущем нас ждет лишь увядание этой технологии. В последние годы это ощущение подкрепляется бурным развитием таких направлений, как гибриды и электромобили.

И все же уверенности в скором завершении эпохи ДВС у меня нет!

Не секрет, что параллельно с развитием двигателей Отто и Дизеля были попытки внедрения альтернативных конструкций – Аткинсона, Миллера, Стирлинга, Ванкеля. Есть и более экзотические, в том числе и отечественные, например двигатели Баландина и Фролова. Однако большого распространения они не получили. Пожалуй, только «роторы» Ванкеля применялись на немногочисленных моделях автомобилей вплоть до наших дней, но сейчас и они ушли в прошлое.

Победа силовым агрегатам Отто и Дизеля досталась по причине простоты конструкции, а значит и большей экономической эффективности в производстве. Но сейчас, когда стало возможным добиться гораздо большей механической точности, востребованными оказываются и некоторые, казалось бы, давно забытые идеи. Так для многих современных «гибридов» наиболее удачным оказался двигатель Аткинсона, изобретенный еще в конце XIX века. Его использует корпорация Toyota.

Предпринимаются и попытки внедрения принципиальных инноваций. Например, ученые из Университета Висконсин-Мэдисон в США разработали технологию, позволяющую одновременно использовать преимущества обоих видов топлива, бензина и дизеля, для двигателей внутреннего сгорания. Они предложили осуществлять впрыск дизельного топлива и бензина в цилиндр последовательно в ходе каждого цикла. Это необходимо для самовоспламенения топливной смеси, - вместо свечей зажигания работают капельки солярки, воспламеняющиеся под давлением. Пока эта технология не внедрена в производство, но вполне вероятно у нее есть перспективы.

В России компания «Ё-авто» занимается разработкой роторно-лопастного двигателя, в котором к минимуму сведены потери на трение. Разработчики этой конструкции уже заявляли, что КПД нового двигателя должен составить 42-45%, что весьма неплохо для бензинового агрегата.

Некоторые производители идут по пути дальнейшего увеличения степени сжатия, вплоть до почти «дизельных» значений, для достижения более полного сгорания бензиновой смеси. Не так давно компания Mazda начала производство бензиновых двигателей Skyaktiv-G, в которых степень сжатия составляет 14:1.

Если учесть, что двигатель внутреннего сгорания – это еще и обеспечение постоянного спроса на нефтепродукты, вряд ли в ближайшем будущем мир сможет отказаться от столь «ценной» технологии. Автопроизводители просто обречены заниматься ее дальнейшим совершенствованием. Впрочем, направления этой работы могут быть различны. Надеюсь, в рамках очередной дискуссии на нашем портале представители ведущих автомобильных марок расскажут о своих наиболее перспективных разработках в области повышения эффективности ДВС.

Автор
Дмитрий Европин, главный редактор журнала "MotorPage"

Также высказались:

Обзоров машин на сайте:
4 8 8 9

Как работает двигатель внутреннего сгорания. » Хабстаб


Для непосвящённых, двигатель выглядит как хитросплетение металлических трубок и проводов. Возможно, покупая автомобиль, вы слышали что-то типа “двигатель V-6, объёмом 3 литра”. В этой статье мы рассмотрим базовые принципы работы двигателя.
Бензиновый двигатель преобразует энергию бензина, в поступательное движение автомобиля. Бензиновый двигатель есть не что иное, как двигатель внутреннего сгорания. Существуют различные виды двигателей внутреннего сгорания: дизельные, роторные, хеми, двухтактные. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Также существуют двигатели внешнего сгорания. Паровой двигатель паровоза и парохода, является наглядным примером двигателя внешнего сгорания. Топливо в паровом двигателе сгорает не в двигателе, а пар создаёт движение уже внутри двигателя. Двигатели внутреннего сгорания намного эффективнее двигателей внешнего сгорания, то есть расходуют меньше топлива при одинаковой работе. Плюс, двигатель внутреннего сгорания гораздо меньше, чем аналогичный по мощности, двигатель внешнего сгорания. Этот факт объясняет почему мы не увидим двигатель внешнего сгорания на автомобилях GM или Ford.
 
Принцип работы любого поршневого двигателя внутреннего сгорания заключается в следующем: если малое количество топлива, обладающего большой энергоёмкостью и находящегося в небольшом закрытом пространстве — поджечь, выделится огромное количество энергии в виде газа. Преобразовав эту энергию в поступательное или вращательное движение, можно использовать её для своих нужд.
 
Почти все современные автомобильные двигатели четырехтактные. Четырехтактный цикл сгорания так же известен как цикл Отто, в честь Nikolaus Otto, который предложил его в 1867 году.
Он состоит из следующих этапов:
  • Впускной такт;
  • Такт сжатия;
  • Такт горения;
  • Выпускной такт;

Рассмотрим подробнее каждый такт.

Впускной такт. Поршень из верхней точки начинает двигаться вниз, открывается впускной клапан и в цилиндр засасывается топливовоздушная смесь. Эта смесь состоит примерно из 15 частей воздуха и одной части бензина.
 
Такт сжатия. Поршень перемещается вверх, чтобы сжать смесь. Сжатие делает взрыв более эффективным.
 
Такт горения. Когда поршень достигает верхней точки, в цилиндре проскакивает искра и смесь взрывается, толкая поршень вниз.
 
Выпускной такт. После того как поршень достигает нижней точки, открывается выпускной клапан и поршень выталкивает отработавшие газы в выхлопную трубу. Работа газов заключалась в толкании поршня вниз, а так, как свою работу они выполнили их называют отработавшими.

 
На анимации выше каждый такт окрашивает камеру сгорания своим цветом, расшифровка цветов указана правее. Коленвал через шатун приводит в движение поршень. Таким образом, вращательное движение коленвала преобразуется в поступательное движение поршня.
Выше мы рассмотрели как работает один цилиндр. Обычно количество цилиндров в двигателе начинается с четырёх, также может быть шесть и восемь.
Расположены цилиндры могут быть одним из трёх способов: в ряд, напротив друг друга и в виде буквы “V”. Теперь понятно откуда берутся названия типа: рядная четвёрка или “V”—образная шестёрка. Каждая конфигурации имеет свои  преимущества и недостатки.



Рассмотрим основные части двигателя.

Свеча зажигания создаёт искру для поджига топливовоздушной смеси. Искра создаётся в цилиндре в строго определённое время.

Впускной и выпускной клапана открываются в строго заданное время, что бы поршень мог затянуть топливовоздушную смесь в цилиндр и выпустить отработавшие газы. Хотелось бы отметить, что во время рабочего такта, камера сгорания герметично закрыта клапанами.

Поршень представляет собой кусок металла, выполненный в форме цилиндра, который совершает поступательное движение внутри цилиндра.
Поршневые кольца выполняют несколько функций:

  • Обеспечивают минимальный зазор между поршнем и кромкой цилиндра, обеспечивая максимальную герметичность.
  •  Через кольца происходит охлаждение поршня, так как кольца связывают цилиндр с водяной рубашкой.
  • Уменьшают расход масла.

Часто среди автомобилистов можно услышать фразу ”двигатель ест масло”, это значит что кольца неплотно прилегают к стенкам цилиндра и масло попадает в цилиндр, а там ему ничего не остаётся как сгореть.

Шатун соединяет поршень с коленчатым валом.

Коленчатый вал, вращаясь, за счёт своей геометрии позволяет двигаться поршню вверх, вниз.
 
Почему не заводится двигатель.
Вы выходите утром на работу, а ваша машина не заводится. Где же искать причину?
Теперь когда вы знаете как работает двигатель, давайте определим три основные причины:

  • отсутствие искры;
  • не поступает топливная смесь в цилиндр или поступает, но не в том количестве, или не должного качества;
  • отсутствие должной компрессии;

Если отсутствует искра или появляется не в то время, автомобиль не заведётся. Искра может отсутствовать по следующим причинам:
  • неисправна свеча;
  • обрыв высоковольтного провода;

Перейдём к топливной смеси, если воздухозаборник забит, топлива будет достаточно, но воздуха будет недостаточно. Если топливный насос не создаёт положенного давления, ситуация будет обратной. Примесь в топливетакая, как вода, не даст двигателю завестись.

Отсутствие положенной компрессии может быть по следующим причинам:

  • изношены поршневые кольца;
  • впускные и выпускные клапана не обеспечивают должной герметичности;
  • прогар цилиндра;

Также существуют другие причины:
  •  сел аккумулятор, и стартер не может провернуть двигатель;
  • заклинил подшипник коленчатого вала;
  • сбились метки газораспределительного механизма;
  • кто-то засунул в глушитель картошку, отработавшие газы не могут выйти из цилиндра и двигатель не заведётся;
  • закончилось масло в двигателе;
     

 
Давайте рассмотрим подробнее как работает газораспределительный механизм(ГРМ).
Деталь, которая открывает и закрывает клапана, называется распределительным валом.
На распределительном валу можно увидеть кулачки, которые толкают клапана. Для того чтобы кулачки вовремя толкали клапана, распредвал соединён цепью или зубчатым ремнём с коленвалом. Таким образом, клапана синхронизированы с поршнями. Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей чем коленвал.

Система зажигания.
В системе зажигания генерируется высокое напряжение, которое потом передаётся через провода к свечам. Высокое напряжение подаётся на трамблёр, который определяет какой свече необходимо подать искру в данный момент. Увидеть это можно на анимации ниже.


 
Система охлаждения.
Система охлаждения в большинстве двигателей состоит из радиатора и водяного насоса. Охлаждающая жидкость циркулирует вокруг цилиндров, забирая тепло, затем проходя через радиатор — охлаждается. В некоторых автомобилях (в первую очередь Volkswagen Жук), а также на большинстве мотоциклов и газонокосилок, применяется двигатель с воздушным охлаждением. Воздушное охлаждение делает двигатель легче, но, как правило, ресурс и мощность двигателя снижаются. 

В этой статье мы рассмотрели не все системы автомобиля, как это сделано в оригинале, а лишь те которые показались нам наиболее интересными.

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания состоит из турбины и компрессора. Поток горячих выхлопных газов через турбину для создания работы, и выходной сигнал турбины используется как w

Вопрос:

Турбокомпрессор двигателя внутреннего сгорания состоит из турбины и компрессора. Горячий выхлопной газ проходит через турбину для создания работы, а выходной сигнал турбины используется как входной сигнал для компрессора. Давление окружающего воздуха увеличивается по мере его поступления в компрессор до того, как он попадает в цилиндры двигателя.Следовательно, может быть сожжено больше топлива, больше мощности может быть произведено двигателем.

В турбокомпрессоре выхлопные газы входят в турбину при 470 ° C и 120 кПа со скоростью 0,027 кг / с и выходят при 130 кПа со скоростью 0,018 кг / с. Компрессор увеличивает давление воздуха с побочным эффектом: он также увеличивает температуру воздуха, что увеличивает вероятность того, что бензиновый двигатель столкнется с детонацией. Во избежание этого после компрессора устанавливается дополнительный охладитель для охлаждения теплого воздуха холодным окружающим воздухом перед его поступлением в цилиндры двигателя.Подсчитано, что дополнительный охладитель должен снизить температуру воздуха ниже 80 ° C, чтобы избежать детонации. Холодный окружающий воздух поступает в дополнительный охладитель при температуре 30 ° C и выходит при температуре 40 ° C. Теплота выхлопных газов, теплого и холодного окружающего воздуха при постоянном давлении принимается равной {eq} C_ {p} {/ eq} = 1,063, 1,008 и 1,005 кДж / кг.К соответственно.

Без учета потерь на трение в турбине и компрессоре и обработки выхлопных газов как воздуха, определить часть 1 из части 2

(а) температура воздуха на выходе из компрессора

{eq} T_ {a, 2} {/ eq} = C

Турбокомпрессор:

Турбокомпрессор в двигателе внутреннего сгорания используется для повышения эффективности двигателя за счет использования отработанного выхлопного газа для запуска турбины, которая, в свою очередь, используется для запуска компрессора, который дополнительно сжимает входящий воздух.{\ circ} C {/ eq}

Температура выхлопных газов на входе в турбину, ...

См. Полный ответ ниже.

ДВИГАТЕЛЬ И ДВИГАТЕЛЬ

ДВИГАТЕЛЬ И ДВИГАТЕЛЬ
ДВИГАТЕЛЬ И ДВИГАТЕЛЬ Фред Лэндис

Автономные устройства, преобразующие электрические, химические, или ядерная энергия в механическую, называются двигателями и двигатели. Во многих регионах мира они заменили людей и сила животных, обеспечивающая энергией для транспортировки и вождения всевозможные машины. Химическая энергия топлива может быть преобразована путем сгорания в тепловую или тепловую энергию в тепловом двигателе. Двигатель, в свою очередь, преобразует тепловую энергию в механическую. энергия, как в двигателях с приводными валами. Когда происходит возгорание в той же единице, которая производит механическую энергию, устройство называется двигателем внутреннего сгорания. Автомобильный бензин или дизельные двигатели - это двигатели внутреннего сгорания. Паровой двигатель, с другой стороны, это двигатель внешнего сгорания котел отдельно от двигателя.Электродвигатели преобразуют электрические энергия в механическую энергию.

Тепловые двигатели

Термин тепловой двигатель включает все двигатели, производящие работа или передача энергии, работая между высокими и низкие температуры и часто между высоким и низким давлением также. Наиболее широко используются тепловые двигатели внутреннего сгорания. двигатели, особенно бензиновые.

Бензиновые двигатели работают на смесь воздуха и паров бензина, которая обычно втягивается в поршневой механизм и сжатый поршнем.Как объем камеры уменьшается, давление и температура внутри него увеличиваются. Вблизи точки максимального сжатия пар горючего воспламеняется от искры. Горячие газы расширяются и заставляют поршень вниз в так называемом рабочем ходе, обеспечивая работать через шток поршня к коленчатому валу. Остаточные газы затем изгоняются, и процесс повторяется.

В обычно используемом четырехтактном двигателе компрессия и процесс расширения происходит за один оборот коленчатого вала.Первый ход называется тактом впуска, второй - тактом сжатия. Инсульт. Во время второго оборота следует рабочий ход. тактом выпуска, когда отработанные газы выбрасываются. Затем втягивается смесь свежего воздуха и паров бензина. В двухтактных двигателях выхлоп происходит в конце рабочего такта, в то время как свежая воздушно-бензиновая смесь вводится вначале такта сжатия. Большинство двухтактных двигателей ограничены к небольшим двигателям, таким как те, которые используются в газонокосилках и некоторых небольших мотоциклы.Двигатели инжекторного типа впрыскивают бензин в виде штрафа. распылите непосредственно перед горением. Другой тип бензинового двигателя - это вращающийся двигатель Ванкеля. Он состоит из треугольного ротора. в почти эллиптическом корпусе. Формируются воздушные камеры в форме полумесяца между ротором и корпусом служат камеры сгорания.

Дизельные двигатели изначально сжимать воздух до гораздо более высокого давления и температуры, чем бензиновые двигатели. Затем впрыскивается топливо и зажигается без Искра.Требуемое более высокое давление делает дизельные двигатели тяжелее. и дороже бензиновых двигателей; однако они обычно более эффективным. Они используются в основном в автобусах, грузовиках, локомотивах, и на некоторых электростанциях.

Газотурбинные двигатели использование роторный компрессор для сжатия непрерывного потока входящего воздух, тем самым повышая температуру воздуха. Затем воздух проходит через камеру сгорания, куда впрыскивается и сжигается топливо.Газ, находящийся под высоким давлением и температурой, расширяется. через турбину, обеспечивая мощность для привода компрессора. На выходе из турбины газы все еще имеют температуру и давление. выше наружного воздуха. В авиационном реактивном двигателе оставшиеся газ расширяется через сопло, образуя высокоскоростную струю, которая создает тягу для приведения в движение самолета. В качестве альтернативы газ, выходящий из первой турбины, может быть расширен через вторую турбина, которая затем может приводить в действие электрогенератор или, в корпус реактивного двигателя, воздушный винт.Газотурбинные двигатели менее эффективны, чем дизели, но могут производить больше мощности для заданного размера. Таким образом, они часто используются для резервного питания от электрических коммунальные услуги.

Ракетные двигатели используют два химические вещества, которые при сочетании выделяют химическую энергию, которая увеличивает температура и давление в ракетной камере. Горячие газы затем позволяют расширяться через сопло для создания тяги. Топливо может быть жидким или твердым. Потому что ракетные двигатели могут работать вне атмосферы Земли, они являются двигательными установками используется в космических кораблях.

Двигатели паровые двигатели внешнего сгорания двигатели, которые сжигают топливо в отдельном котле для производства пара на высокое давление и температура. Затем пар расширяется возвратно-поступательно. двигатель или турбина. Пар низкого давления обычно конденсируется. поливать перед закачкой обратно в бойлер. В паре локомотив, однако, расширенный пар сдувается.

Паровые двигатели медленные, тяжелые, неэффективные и сегодня используются редко.Вместо этого современные крупные паровые электростанции использовать паровые турбины, которые могут работать при гораздо более высоких температурах и давления и может обрабатывать больше пара. Паровые турбины могут поставлять больше мощности, чем у больших дизелей, при меньших затратах.

Ионные двигатели были предлагается к космическому полету. Их источником топлива было бы легко ионизируемое вещество, такое как металлический цезий, для доставки ионов или заряженные частицы. Генератор или солнечные батареи произведут электрическое поле, которое достаточно сильно отталкивает ионы выбрасывать их из двигателя, создавая тягу.Такой двигатели будут производить очень маленькую тягу, но они должны быть в состоянии работать в течение длительного времени в межзвездном полете.

Электродвигатели

Электродвигатели состоят из двух механических частей: статор, или неподвижная часть, и ротор, или вращающаяся часть, и два набора электрических обмоток возбуждения и якоря. Электромагнитный поля, создаваемые в воздушном зазоре между статором и ротором взаимодействуют друг с другом и создают крутящий момент или крутящую силу, который вращает мотор. Выходная мощность является продуктом крутящий момент и скорость вращения. Двигатель классифицируется как двигатель постоянного тока (прямой ток) или AC (переменный ток), в зависимости от источника питания.

Асинхронные двигатели являются наиболее широко применяемые двигатели переменного тока. Обмотка возбуждения обычно намотана в прорези, расположенные вокруг железного статора для образования магнитных полюсов. В обмотках статора создается вращающееся электрическое поле. наводит токи в обмотках ротора.Взаимодействие между эти два поля создают крутящий момент для вращения двигателя. Мотора скорость меняется в зависимости от нагрузки.

Двигатели синхронные работают с фиксированной скоростью независимо от нагрузки. Однофазный гистерезис двигатели используются в небольших устройствах с постоянной скоростью, таких как электрические часы и фонографы. Обмотки статора соответствуют обмоткам Индукционный двигатель. Источник поля предоставляется либо прямым током или постоянным магнитом.

Двигатели постоянного тока обеспечивают крутящий момент и управление скоростью по более низкой цене, чем блоки переменного тока, и механически более сложный. Обмотка полюсного поля на статоре состоит из магнитных полюсов, каждый из которых имеет множество витков, по которым проходит небольшой ток. Обмотка якоря размещается на роторе концами каждой катушка подключена к противоположным стержням. По мере вращения ротора удельный катушка, по которой течет ток, изменяется, но ее расположение относительно стационарное поле остается фиксированным.


Источник: Интерактивная энциклопедия Комптона.

Бесплатное автомобильное руководство: Двигатель внутреннего сгорания - короткий блок

История коленчатого вала и стержневых механизмов восходит к третьему веку, когда устройство использовалось на промышленных лесопильных заводах. К концу восемнадцатого века коленчатый вал и стержневой механизм превратились в двигатель внутреннего сгорания, версия которого используется в современных автомобилях. Благодаря текущим достижениям в области двигателестроения ограничения, наложенные на двигатели внутреннего сгорания еще десять лет назад, теперь перестают существовать. Компоненты двигателя, которые когда-то использовались только в соревновательных гонках и исследованиях высоких скоростей, стали практически ненужными, поскольку теперь они обычно используются в массовом производстве автомобилей.

Двигатель внутреннего сгорания состоит из четырех основных основных групп компонентов: нижний конец , , верхний конец, система смазки и компоненты сгорания (подача топлива, воздуха и искры).В этом, первый из трех частей серии , мы рассмотрим нижний конец или сборку короткого блока.

Нижний конец

Блок двигателя , , или картер, состоит из собственно блока двигателя в сборе. Обычно его выковывают из чугуна, стали или алюминия, а затем просверливают продольно (для шейки коленчатого вала) и поперечно или диагонально (для стенок цилиндров). Затем шейки коленчатого вала вырезаются из отливки, чтобы сформировать две отдельные половинки, которые будут скреплены вместе болтами, образуя серию почти идеальных кругов, в которых будет вращаться коленчатый вал.

Коленчатый вал - это сердце двигателя. Он выкован из чугуна или стали полым. Полая конструкция коленчатого вала позволяет перекачивать масло в его центр и выходить из вращающихся цапф, расположенных под каждым стержнем и коренным подшипником. Он выполнен с множественным смещением. Когда он вращается в блоке, он толкает один шатун с присоединенным поршнем вверх и в соответствующий цилиндр, вытягивая другой из своего цилиндра. Когда поршень толкается вверх, он создает такт сжатия или выпуска.Когда поршень извлекается, он совершает либо впускной, либо рабочий ход. Мы рассмотрим это подробнее, когда дойдем до стадии эксплуатации, содержащейся в компонентах сгорания.

Шатуны также кованы, обычно из чугуна или стали, с отверстиями на обоих концах. Отверстие большего размера разрезано на две отдельные половины, которые будут скреплены болтами, образуя почти идеальный круг вокруг коленчатого вала. На противоположном конце шатуна точно просверливается отверстие меньшего размера.Через это отверстие будет вдавлена ​​булавка для запястья. Штифт для запястья представляет собой шарнирный штифт, который также прикрепляет поршень к шатуну. Его называют булавкой на запястье из-за необычной гибкости конструкции. Этот процесс будет повторяться для каждого шатуна. Четырехцилиндровые двигатели имеют четыре шатуна, шестицилиндровые двигатели - шесть шатунов и так далее.

Поршни плотно входят в цилиндры блока. Форма типичного автомобильного поршня напоминает перевернутую чашку для питья с плоским верхом и полым дном, в котором верх шатуна утоплен.Поршень просверлен крест-накрест с высокой точностью и запрессован штифт; через одну сторону, затем через шатун, а затем через другую сторону поршня, где он запрессовывается на место.

Хотя поршень спроектирован таким образом, чтобы плотно входить в отверстие цилиндра, последние тысячные доли дюйма закрываются с помощью поршневых колец сжатия . Эти кольца изготовлены из стали и имеют форму полукруга. Поршни (которые обычно изготавливаются из алюминия) имеют ряд канавок, прорезанных на верхнем внешнем крае.Кольца, которые изготавливаются по очень точным спецификациям, помещаются в кольцевые канавки вместе с масляным кольцом, которое предотвращает выталкивание масла под давлением из картера. В этот момент кольца немного болтаются на поршне, и между двумя концами кольца имеется заметный зазор. Поскольку поршень с установленными кольцами вставляется в отверстие цилиндра, используется кольцевой компрессор, чтобы закрыть этот зазор. Это позволяет медленно вдвигать поршень и кольца в цилиндр, не повреждая при этом ни один из компонентов.Как только поршень и кольца выталкиваются из кольцевого компрессора и попадают в отверстие цилиндра, кольца слегка растягиваются, создавая тугую пружину, подобную компрессионному / масляному уплотнению. Используется несколько колец, чтобы при правильном расположении колец небольшие зазоры в отдельных кольцах никогда не совпадали друг с другом.

Сборка этих деталей известна как «короткий блок». Автомеханики часто называют его нижним концом из-за его расположения в автомобиле.

ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ | ЭДИБОН ®

Edibon использует аналитические, рекламные и профилирующие файлы cookie в зависимости от привычек пользователя при просмотре.Если вы продолжите просмотр, мы понимаем, что вы принимаете установку всех файлов cookie. Вы можете настроить файлы cookie или отклонить их, нажав на настройки и отказ. Дополнительная информация о политике в отношении файлов cookie.

Обязательные файлы cookie

Всегда активен

Эти файлы cookie строго необходимы для работы сайта, вы можете отключить их, изменив настройки своего браузера, но вы не сможете использовать сайт в обычном режиме.

Используемые файлы cookie

Функциональные файлы cookie

Эти файлы cookie предоставляют необходимую информацию приложениям самого веб-сайта или интегрированы третьими сторонами, если вы отключите их, вы можете столкнуться с некоторыми проблемами в работе страницы.

Используемые файлы cookie

Файлы cookie производительности

Эти файлы cookie используются для анализа трафика и поведения клиентов на сайте, помогают нам понять и понять, как вы взаимодействуете с сайтом, чтобы повысить производительность.

Используемые файлы cookie

Управляемые файлы cookie

Эти файлы cookie могут исходить от самого сайта или от третьих лиц, они помогают нам создать профиль ваших интересов и предложить вам рекламу, нацеленную на ваши предпочтения и интересы.

Используемые файлы cookie

Аналитические файлы cookie

Это те, которые позволяют анализировать поведение пользователей на Сайте.

Используемые файлы cookie

Вы можете включить, узнать, заблокировать или удалить файлы cookie, установленные на вашем компьютере, настроив параметры браузера, установленного на вашем компьютере.

Например, вы можете найти информацию о процедуре, которой необходимо следовать, если вы используете следующие браузеры:

Firefox отсюда: http://support.mozilla.org/es/kb/hibitedar-y-deshibitedar-cookies-que-los-sitios-web

Chrome отсюда : https: // support.google.com/chrome/answer/95647?hl=es

Explorer отсюда : https://support.microsoft.com/es-es/help/17442/windows-internet-explorer-delete-manage-cookies

Safari отсюда : http://support.apple.com/kb/ph5042

Opera отсюда : http: // help.opera.com/Windows/11.50/es-ES/cookies.html

Свод правил Калифорнии, раздел 8, раздел 1533. Двигатели внутреннего сгорания.

Подраздел 4. Правила техники безопасности при строительстве
Статья 4. Пыль, дым, туман, пары и газы.

(a) Оборудование с приводом от двигателя внутреннего сгорания должно эксплуатироваться внутри зданий или закрытых конструкций или, если они имеют глубину 20 футов или меньше, внутри шахт, водопропускных труб и трубопроводов, только если такая работа не приводит к воздействию опасных газы или пары в концентрациях, превышающих максимально допустимые пределы, перечисленные в Разделе 5155 Общих правил техники безопасности в промышленности. Некоторые приемлемые методы контроля:


(1) Отвод выхлопных газов в атмосферу.


(2) Обеспечение системы вентиляции здания, которая разбавляет и выводит продукты выхлопа в атмосферу.


(3) Установка на двигатели эффективных установок очистки выхлопных газов каталитического типа.


(b) Когда оборудование с приводом от двигателя внутреннего сгорания эксплуатируется в шахтах глубиной 20 футов или меньше, в которые входят сотрудники, водопропускных трубах, в которые входят сотрудники, или трубопроводах, в которые входят сотрудники, и когда существует опасная атмосфера Предполагается, что должна быть предусмотрена система механической вентиляции для предотвращения воздействия выбросов двигателя внутреннего сгорания.Система вентиляции, которая может состоять из механической вытяжной системы, системы принудительной вентиляции (нагнетателя) или их комбинации, должна:


(1) Подача свежего воздуха со скоростью не менее 60 линейных футов в минуту через зону, где работает двигатель;


(2) Подача не менее 100 кубических футов свежего воздуха в минуту на каждую мощность моторного тормоза используемого двигателя внутреннего сгорания;


(3) Обеспечьте минимум 200 кубических футов свежего воздуха в минуту для каждого человека, который входит в помещение, и


(4) Проверяться компетентным лицом в начале каждой смены или чаще, чтобы обеспечить эффективную подачу свежего воздуха.


(c) Когда оборудование с приводом от двигателя внутреннего сгорания эксплуатируется в раскопках глубиной более 4 футов, в которые входят сотрудники, и существует опасная атмосфера или, как можно обоснованно ожидать, существует, сотрудники должны быть защищены в соответствии с требованиями. Раздела 1541 (g).


(d) Если на какое-либо рабочее место, подпадающее под действие подраздела (b), распространяются предписания по безопасности в замкнутом пространстве, содержащиеся в этих приказах, Общие правила техники безопасности в отрасли или другие приказы по технике безопасности Раздела 8, и если положения подраздела (b) являются менее защитными чем приказ о безопасности в замкнутом пространстве, приоритет имеет приказ по безопасности в замкнутом пространстве.


ПРИМЕЧАНИЕ: Для шахт глубиной более 20 футов и земляных работ, подпадающих под действие Правил безопасности в туннелях, см. Раздел 8, Раздел 1, Глава 4, Подраздел 20, Правила безопасности в туннелях.


Примечание: цитируемый орган: раздел 142.3 Трудового кодекса. Ссылка: раздел 142.3 Трудового кодекса. Цитируемый орган: раздел 142.3 Трудового кодекса. Ссылка: раздел 142.3 Трудового кодекса.


ИСТОРИЯ


1. Поправка подана 12-13-84; начиная с тридцатого дня после этого (Регистр 84, No.50).


2. Поправки к подпункту (а) и новые подпункты (b) - (c), поданные 5-1-2012; оперативная 5-31-2012 (Регистр 2012, № 18).


3. Поправки к подпунктам (a) и (b), новому подпункту (c) и перерегистрации подпункта, поданному 8-29-2013; оперативная 10-1-2013 (Регистр 2013, № 35).


Вернуться к статье 4 Содержание

Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания

Требуется ли разрешение на установку дизельного двигателя, например генератора?
Применимость разрешения будет зависеть в первую очередь от номинальной мощности двигателя и предполагаемого использования генератора.Чтобы установить неаварийный генератор мощностью более 300 тормозных лошадиных сил, вам необходимо получить разрешение на полеты или изменить существующее разрешение до выполнения каких-либо договорных обязательств, взятых на Производственный объект. Только аварийные генераторы обычно не нуждаются в разрешении или изменении разрешения для установки; тем не менее, программы пикового бритья не считаются чрезвычайной ситуацией, и все же есть несколько положений, которые могут применяться независимо от того, требуется ли разрешение. Эти положения и факторы, используемые для определения применимости, более подробно обсуждаются ниже.

Что такое стационарный поршневой двигатель внутреннего сгорания?
Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания (RICE) - это двигатели, которые используют расширение газов и результирующее повышенное давление от сгорания топлива внутри ограниченного цилиндра (ов) для перемещения одного или нескольких поршней назад и вперед для вращения вала и производить механическую энергию. Механическая энергия может использоваться непосредственно для оборудования, такого как насосы или компрессоры, или может использоваться для питания электрического генератора и производства электроэнергии.

Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания используют воспламенение от сжатия (CI) или искровое зажигание (SI), чтобы вызвать горение внутри цилиндров. CI RICE обычно работает на дизельном топливе, а SI RICE обычно работает на более легких видах топлива (например, бензине, пропане, природном газе, биогазе и т. Д.). RICE приводит к загрязнению воздуха в результате сгорания топлива, обычно вызывая более высокий уровень загрязнения, чем другие источники сгорания, такие как котлы, из-за более высокого давления внутри RICE и повторяющегося «периодического» сгорания, которое происходит с каждым циклом сгорания, который перемещает поршень ( с).

Чтобы соответствовать определению стационарного RICE в соответствии с правилами штата Вермонт, двигатель должен оставаться на стационарном источнике в течение 12 месяцев подряд или в течение всего сезона эксплуатации у сезонных источников. Федеральные правила отличаются тем, что, если двигатель установлен на шасси, предназначенном для перемещения, либо с его собственным питанием, либо с внешним питанием, он считается не стационарным RICE, а скорее внедорожным двигателем.

Как насчет двигателей для дорожных транспортных средств и внедорожных двигателей на моем предприятии?
Дорожная техника (e.грамм. грузовые автомобили, автобусы, легковые автомобили и мотоциклы), зарегистрированные для использования на дорогах общего пользования, подпадают под действие отдельных стандартов выбросов от автотранспортных средств и не подпадают под действие каких-либо разрешений на использование стационарных источников, выдаваемых Вермонтом, и не включаются в них. Внедорожные двигатели (например, локомотивы, морские суда, внедорожные транспортные средства для отдыха, газонная и садовая техника, а также внедорожное строительное оборудование, включая самосвалы, бульдозеры и переносные генераторы) также подпадают под действие отдельных стандартов выбросов, но их регулирование является более сложным. .Для любого стационарного источника в Вермонте, необходимого для получения разрешения на выбросы других загрязняющих веществ в атмосферу (см. VAPCR 5-401 для списка источников загрязнения воздуха, требующих разрешения на использование воздуха), выбросы загрязняющих веществ и использование топлива для любых внедорожных двигателей будут входит в разрешение на авиаперевозку. Основная причина их включения в разрешение на использование воздуха заключается в том, что выбросы от этих двигателей, вероятно, происходят полностью из стационарного источника, в отличие от транспортных средств, которые выбрасывают выбросы на многие километры автомагистралей.

Однако федеральное определение внедорожных двигателей включает положения, в которых говорится, что эти двигатели станут стационарными источниками в зависимости от того, как они используются. Если внедорожный двигатель остается неподвижным в одном и том же фиксированном месте в течение 12 месяцев подряд или в течение всего сезона эксплуатации с сезонными источниками, он будет считаться стационарным двигателем. Для этого часто используются компрессоры и генераторы.

Выбросы внедорожных двигателей и использование топлива на Производственном объекте будут включены как часть регистрации Объекта и регулироваться в разрешении на использование Объекта на использование воздуха. Однако, если внедорожный двигатель не будет реклассифицирован как стационарный двигатель, разрешение не может налагать любые новые стандарты выбросов для двигателей, поскольку внедорожные двигатели уже подпадают под федеральные стандарты выбросов.

Как регулируется стационарный рис?
Существует несколько факторов, которые могут повлиять на то, какие правила применяются к стационарному RICE, например:

  • номинальная тормозная мощность двигателя,
  • при изготовлении или установке двигателя,
  • независимо от того, расположен ли двигатель в главном источнике , или ,
  • предполагаемое использование двигателя, в том числе когда / где двигатель перемещается (если применимо),
  • и является ли двигатель двигателем с воспламенением от сжатия или искровым зажиганием. Двигатели с искровым зажиганием далее подразделяются по циклам мощности (т. Е. Двухтактный против четырехтактного и «богатое горение» против «обедненное горение»)

Таким образом, перед установкой стационарного RICE вы должны уведомить Отдел разрешений и проектирования AQCD, чтобы убедиться, что вы полностью осведомлены о своих обязательствах. Уведомление должно включать следующую информацию: марку, модель, мощность двигателя, мощность генератора в кВт (если применимо), год изготовления двигателя и сертификат выбросов для двигателя.Эта информация доступна на паспортной табличке двигателя, прикрепленной к двигателю, в отличие от паспортной таблички генератора, которая прикреплена к компоненту генератора. К уведомлению должна быть приложена фотография паспортной таблички двигателя, чтобы гарантировать, что вся информация точно собрана и отправлена. Если предполагается использование в качестве аварийного генератора, в уведомлении также должно быть указано, что аварийный генератор должен использоваться только для аварийного использования и что вы знакомы с государственными и федеральными определениями, ограничивающими операции, разрешенные для аварийных генераторов.Генераторы, которые будут использоваться не в аварийных целях, в том числе для большинства программ сокращения пиковых нагрузок, обычно требуют разрешения или изменения разрешения перед установкой.

Что мне нужно сделать, чтобы получить разрешение на полеты?
Заявление на получение разрешения на строительство должно быть подано с соответствующей пошлиной в AQCD. Разрешение должно быть выдано до того, как заявитель сможет начать строительство объекта. Это потребуется перед установкой или эксплуатацией неаварийного стационарного RICE на объекте.Дополнительную информацию см. На нашей веб-странице, посвященной разрешению на создание руководств по применению. В дополнение к информации, необходимой для подачи заявки на получение разрешения на строительство, пожалуйста, также предоставьте следующие спецификации оборудования и проекты.

Технические характеристики и конструкция оборудования
Пожалуйста, предоставьте следующую информацию в Отдел разрешений и инженерии при подаче заявления на разрешение.

  • Производитель двигателя, Модель №, Серийный №(при наличии), дата изготовления
  • Дата установки:
  • Использование двигателя (аварийный резерв, основное питание, пиковая мощность, использование без генератора (пояснение)):
  • Мощность двигателя (л.с.):
  • Номинальная мощность двигателя (непрерывный / основной / резервный):
  • Мощность генератора (кВт):
  • Рабочая скорость двигателя (об / мин):
  • Тип топлива (дорожное дизельное топливо [бесцветное, без оттенка] / стандартное дизельное топливо [красный оттенок] / природный газ / пропан / бензин / другое):
  • Максимальная скорость сжигания топлива при 100% нагрузке (жидкое топливо [галлоны / час] / газообразное топливо [кубические футы / час]):
  • Конструкция двигателя: количество цилиндров
    • Рабочий объем на цилиндр (кубические дюймы)
    • двухтактный или четырехтактный
    • с турбонаддувом, наддувом или без наддува?
    • с промежуточным или промежуточным охлаждением?
    • метод зажигания [искра или сжатие (дизельный цикл)]:
  • Сертифицирован ли двигатель на соответствие федеральным ограничениям выбросов двигателей для внедорожных транспортных средств согласно 40 CFR Part 89 или Part 1039?
  • Если да, укажите уровень сертификации двигателя и год сертификации (т. Е.год соответствия стандартам, по которым он сертифицирован):
  • Будет ли использоваться расслоенный заряд или замедление двигателя?
  • Будет ли двигатель использовать катализатор для борьбы с загрязнением воздуха?
  • Будет ли двигатель оборудован уловителем частиц дыма для снижения выбросов твердых частиц?
  • Производитель генератора, Модель №, Серийный № (при наличии)
  • Мощность генератора (кВт): основная мощность и / или резервная мощность
  • Химия выхлопных газов (при наличии)

Государственные правила для генераторов
Освобождение от государственных разрешений для аварийных генераторов распространяется только на аварийное использование только генераторов и только в том случае, если совокупная мощность этих двигателей-генераторов на всем объекте составляет менее 2000 л. с.Вермонтское определение только для аварийного использования допускает неограниченную работу во время аварийных событий вне контроля объекта, а также до 100 часов в год на плановые испытания и техническое обслуживание. Только в соответствии с определением штата Вермонт, аварийные события также включают работу в рамках программ реагирования на чрезвычайные ситуации ISO Новой Англии или местных энергетических компаний. Эти программы используются для обеспечения надежности электросети во время экстремально высоких нагрузок на электроэнергию и реализуются только после того, как будут выполнены отключения электроэнергии.Эти программы очень ограничены и не включают в себя большинство программ пиковых значений или сброса нагрузки, используемых для снижения потребления электроэнергии, когда затраты на электроэнергию высоки, но надежность сети не находится под угрозой. В случае сомнений вам следует обратиться в свою энергетическую компанию и в Отдел разрешений и инжиниринга AQCD, чтобы подтвердить, соответствует ли программа требованиям. Даже если ваш аварийный генератор имеет право на освобождение от разрешений, он не может быть освобожден от соблюдения минимальных стандартов выбросов. Если двигатель мощностью 450 л.с. или выше и установлен после 1 июля 2007 года, он должен как минимум соответствовать федеральным стандартам EPA Tier 2 на выбросы загрязняющих веществ для внедорожных двигателей 40 CFR Part 89 или аналогичным.Сюда входят двигатели, которые будут использоваться для аварийного резервного копирования. Эффект этого правила заключается в том, что многие старые несовместимые двигатели не могут быть установлены в Вермонте. Большинство существующих аварийных генераторов, установленных до этой даты, было разрешено использовать только в аварийных ситуациях. Если ваш двигатель имеет мощность 450 л.с. или больше, вам необходимо будет предоставить документацию в Отдел разрешений и проектирования AQCD о том, что предлагаемый двигатель соответствует требованиям, прежде чем устанавливать двигатель.

Федеральные правила для генераторов
Федеральное агентство по охране окружающей среды США имеет два правила, касающихся загрязнения воздуха, которые могут применяться к вашему генератору.Один применяется к новым двигателям, а другой - к существующим двигателям. Оба позволяют аварийным генераторам работать в течение неограниченного количества часов в аварийных ситуациях и до 100 часов в год для проверок технического обслуживания и проверки готовности, но оба имеют более строгие требования к работе в рамках программ реагирования на чрезвычайные ситуации.

Точное применение этих правил очень сложно для двигателей, установленных в переходный период 2005-2007 гг. Одно правило применяется к новым двигателям 2007 модельного года и новее, а также к тем, которые были заказаны после 11 июля 2005 года, которые были изготовлены (не установлены) после 1 апреля 2006 года, и одно применяется к существующим двигателям, установленным до 12 июня 2006 года.Применимость к этим правилам в переходный период не является безупречной, и возможно, что двигатель будет подпадать под действие одного, обоих или ни одного из правил.

Краткое изложение этих правил приводится ниже. Поскольку Вермонт не принял на себя делегирование этих правил, Агентство по охране окружающей среды США является исполнительным органом и несет ответственность за определение применимости и выполнения этих правил. Для получения дополнительной информации обратитесь непосредственно к Агентству по охране окружающей среды США и их веб-сайту.

Часть 60, подраздел IIII
Настоящие правила применяются к более новым двигателям, включая аварийные генераторы, примерно 2007 модельного года и новее. За некоторыми исключениями, этот регламент для стационарных двигателей по существу указывает на стандарты выбросов для внедорожных двигателей, содержащиеся в 40 CFR Part 89 и 1039. Его требования возлагаются в первую очередь на производителя двигателей, который должен производить двигатели, соответствующие все более строгим стандартам выбросов для новых моделей. годы.Стандарты выбросов различаются в зависимости от года выпуска, размера двигателя и в некоторых случаях предполагаемого использования двигателя. Хотя большинство двигателей, произведенных после 2014 года, должны соответствовать стандартам выбросов Tier 4, которые требуют передовых средств контроля выбросов оксидов азота, состоящих из катализатора избирательного каталитического восстановления (SCR) и впрыска жидкости для выхлопных газов дизельных двигателей (DEF) 1 , некоторые двигатели все еще производятся сегодня. в соответствии с менее строгими стандартами выбросов, если они предназначены для , только для аварийного использования или для больших (> 750 л.с.) приложений, не связанных с генераторными установками.Если двигатель сертифицирован только для аварийного использования , оператор должен ограничить его работу только для аварийного использования . Сертификационная этикетка двигателя по выбросам будет указывать, если двигатель ограничен таким образом. Перед покупкой любого двигателя убедитесь, что он предназначен только для аварийного использования. Такие двигатели никогда не могут быть использованы или переведены на неаварийную работу в любой момент в будущем. Независимо от уровня сертификации выбросов двигателя, оператор двигателя должен использовать только топливо ULSD и должен обслуживать двигатель в соответствии с рекомендациями производителя и в соответствии с надлежащей практикой контроля загрязнения воздуха для минимизации выбросов.

Если вы планируете использовать биодизельное топливо, обратите внимание, что должны выполняться все из следующих условий:

  • Биодизель соответствует требованиям к топливу 40 CFR 60.4207 (b),
  • Гарантия производителя двигателя на двигатель (включая системы контроля выбросов) включает использование биодизеля (или смеси биодизеля), используемого в двигателе, и
  • Биодизель соответствует стандарту ASTM D6751.

1 Для стационарных двигателей, изготовленных и помеченных как , используйте только аварийный , Подчасть IIII не требует, чтобы они соответствовали последним стандартам выбросов (Уровень 4), установленным для внедорожных двигателей в 40 CFR Part 89 и 1039. Для таких стационарных двигателей в аварийных ситуациях разрешено использовать только двигатели с маркировкой , которые соответствуют требованиям Tier 3 для двигателей мощностью менее 750 л.с. и Tier 2 для двигателей мощностью более 750 л.с. Кроме того, для внедорожных двигателей мощностью более 750 л.с. (560 кВт), которые не являются компонентом генераторной установки, стандарты выбросов Tier 4, вероятно, могут быть выполнены без необходимости в катализаторе селективного каталитического восстановления (SCR) и впрыскивании дизельного топлива. выхлопная жидкость (DEF).

Часть 63 Подчасть ZZZZ
Настоящие правила применяются к существующим двигателям, установленным до ~ 12 июня 2006 г., и его требования относятся в первую очередь к предприятиям, эксплуатирующим двигатель.Требования варьируются в зависимости от размера и использования двигателя. Аварийные генераторы на жилых / коммерческих / институциональных объектах, но не на промышленных объектах, не облагаются налогом. Федеральное определение экстренной операции не соответствует определению штата и является предметом текущих судебных разбирательств. В настоящее время двигатели только для аварийного использования могут эксплуатироваться, но не , как часть программы реагирования на чрезвычайные ситуации ISO Новой Англии. Допускается некоторая неаварийная операция, но такая операция не может использоваться для снижения пиковых нагрузок или реагирования на неэкстренный спрос или для получения дохода для объекта, за исключением случаев, разрешенных в настоящее время в (f) (4) (ii), которые по-прежнему допускают до 50 часов реакции на «местный» спрос.Вам следует напрямую проконсультироваться с нормативными актами и EPA, чтобы убедиться, что вы соблюдаете эти положения, если вы намереваетесь использовать двигатель для любых неаварийных программ или программ реагирования на запросы.

Аварийные генераторы на промышленных объектах и ​​неаварийные двигатели мощностью менее 300 л. с. должны устанавливать счетчик отработанного времени (аварийные блоки), менять масло и фильтр каждые 500 часов (аварийные блоки) или 1000 часов (неаварийные блоки) работы, но не реже одного раза в год, осматривайте воздушный фильтр двигателя каждые 1000 часов работы, но не реже одного раза в год, проверяйте шланги и ремни двигателя каждые 500 часов, но не реже одного раза в год, и ведите соответствующие записи.В неаварийных двигателях мощностью 300 л.с. и выше должен быть установлен катализатор окисления для снижения выбросов монооксида углерода, должно использоваться только топливо ULSD и двигатель должен обслуживаться в соответствии с рекомендациями производителя и в соответствии с надлежащей практикой контроля загрязнения воздуха для минимизации выбросов, включая ограничение времени работы на холостом ходу.

Какие еще разрешения или требования могут быть применимы к моему проекту?
Управление охраны окружающей среды Департамента охраны окружающей среды имеет специалистов по разрешениям, которые могут оказать помощь в определении того, какие другие государственные разрешения или программы могут быть применимы к вашему проекту.Дополнительную информацию об этой услуге можно найти на следующем веб-сайте: http://dec.vermont.gov/environmental-assistance/permit

.

Долговечность двигателя внутреннего сгорания - Блог юриста по нефти и газу - 17 февраля 2014 г.

В более поздних главах The Quest Дэниел Ергин резюмирует историю двигателя внутреннего сгорания. Он начинает с рассказа о встрече Генри Форда и Томаса Эдисона на съезде в августе 1896 года, на котором они сидели вместе.Форд только что построил свой первый «квадрицикл» с бензиновым двигателем. Он набросал свой дизайн Эдисону. Эдисон сказал ему, что проблема электромобилей в том, что они «должны находиться рядом с электростанцией». Эдисон сказал Форду придерживаться двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания был изобретен Николаусом Отто. Его двигатель «цикла Отто», разработанный в 1876 году, до сих пор узнаваем в наших двигателях: клапаны, коленчатый вал, свечи зажигания и одноцилиндровый двигатель. Отто объединился с Карлом Бенцем для производства автомобилей, и Готлиб Даймлер составлял конкуренцию.(В двадцатом веке две компании объединились, хотя Бенц и Даймлер никогда не встречались.) К 1890-м годам Даймлер начал продавать свои автомобили в Америке.

Германия соревновалась с Францией - с французскими инженерами Арманом Пежо и Луи Рено - за превосходство в разработке автомобиля. Изначально Великобритания была оставлена ​​позади, потому что ее железнодорожная отрасль, опасаясь конкуренции, заставила парламент принять законы о Красном флаге, которые ограничивали «автомобильные локомотивы» до четырех миль в час в стране и двух миль в час в городах, а также требовали, чтобы мужчина нес красный флаг, чтобы идти перед дорожными транспортными средствами, везущими несколько вагонов.

На рубеже прошлого века двигатель внутреннего сгорания значительно отставал от других технологий, включая пар и электричество, в автомобильной промышленности. В 1900 году большинство из 2370 автомобилей в Нью-Йорке, Бостоне и Чикаго были либо вагонами-пластинами, как Stanley Steamer, либо электрическими. Но электрики, как и сегодня, столкнулись с проблемой продолжительности автономной работы. Эдисон работал над улучшением аккумуляторов, но в 1908 году Форд представил свой первый мотель Т по цене всего 825 долларов. Спустя несколько лет Форд представил конвейер, а остальное, как говорится, уже история.К 1910 году гонка между электричеством и бензином закончилась.

Автомобиль спас нефтяную промышленность. Пока американцы не полюбили свою машину, бензин был в основном побочным продуктом процесса очистки, в результате которого производился керосин для освещения. Как раз когда электричество положило конец керосиновой лампе, автомобиль спас положение, открыв новый рынок для нефтяной промышленности. Первая бензозаправочная станция, или «заправочная станция для автомобилистов», открылась в Сент-Луисе в 1907 году. К концу 1920-х годов насчитывались сотни тысяч заправочных станций.Американцы выезжали на дороги.

Двигатель внутреннего сгорания доминирует в транспортной отрасли, потому что, как говорит Ергин, «оказалось, что бензин является очень эффективным энергетическим пакетом, когда его заливают в двигатель внутреннего сгорания». Десять галлонов этого материала могут нести 2000 фунтов на 100 или даже 200 миль.

Чтобы понять силу бензина, необходимо немного химии. (Очень мало - как юрист я здесь катаюсь близко к краю.)

Бензин состоит из различных смесей углеводородов.Углеводороды - это молекулы, содержащие атомы углерода и водорода. Упрощенная молекула углеводорода - это метан (природный газ, который вы сжигаете в своей печи), который содержит одну углеродную и четыре молекулы водорода - Ch5. Этан, тоже газ, содержит два атома углерода и шесть атомов водорода - C2H6. Пропан содержит три атома углерода и восемь атомов водорода - C3H8. Бутан содержит четыре атома углерода и десять атомов водорода - C4h20. Метан, этан, пропан и бутан - все это газы при атмосферном давлении.Но по мере удлинения углеводородной цепи эти газы легче сжимать в жидкость. Бутан и пропан продаются галлонами под давлением. Для превращения метана в жидкость требуется гораздо более высокое давление, что затрудняет его использование в качестве транспортного топлива.

Пентаны, гексаны, гептаны и октаны представляют собой углеводороды с пятью, шестью, семью и восемью атомами углерода. Эти углеводороды имеют тенденцию быть жидкими при атмосферных температурах и давлениях. Они входят в состав бензина.

При воспламенении углеводородов в результате химической реакции образуется углекислый газ, вода и энергия. Формула сжигания метана: CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O. Молекула метана реагирует с двумя молекулами кислорода с образованием молекулы диоксида углерода и двух молекул воды. В процессе высвобождается энергия. Тот же самый базовый химический состав возникает при сжигании бензина в двигателе внутреннего сгорания.