Назначение и приборы системы питания дизельного двигателя

 

Какое назначение системы питания дизельного двигателя?

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

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

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

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

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

Как работает система питания двигателя автомобиля КамАЗ-5320?

Во время работы двигателя топливо из топливного бака поступает по топливопроводу в фильтр предварительной очистки 18 (рис.76), очищается от грубых примесей и воды и топливоподкачивающим насосом под давлением 0,15-0,20 МПа по топливопроводу 3 подается в фильтры тонкой очистки 12, где окончательно очищается. Затем по топливопроводу 13 поступает в топливный насос высокого давления 4, который повышает давление топлива, дозирует его количество для каждого цилиндра в соответствии с порядком работы и нагрузкой двигателя и по топливопроводам 5 высокого давления подает в форсунки 6, которые впрыскивают топливо в цилиндры под давлением 18 МПа. Впрыскнутое топливо смешивается в цилиндре с нагретым при такте сжатия воздухом и испаряется. Образовавшаяся горючая смесь самовоспламеняется и сгорает. Совершается такт рабочего хода, во время которого тепловая энергия преобразуется в механическую, и в виде крутящего момента передается на колеса автомобиля.

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

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

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

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

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

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

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

Смотрите также:

Общее устройство системы питания дизельных двигателей

Категория:

   Автомобили и трактора

Публикация:

   Общее устройство системы питания дизельных двигателей

Читать далее:

Общее устройство системы питания дизельных двигателей

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

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

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

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

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

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

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

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

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

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

Рекламные предложения:

Читать далее: Основные элементы системы питания дизельных двигателей

Категория: — Автомобили и трактора

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Системы питания дизельных двигателей

ВМТ – верхняя мертвая точка
ГБЦ – головка блока цилиндров
КШМ – кривошипно-шатунный механизм
ТНВД – топливный насос высокого давления

Отличие бензинового и дизельного двигателей

На современных автомобилях могут устанавливаться бензиновые и дизельные двигатели. Раньше дизельные двигатели в основном применялись на грузовиках большой грузоподъемности и на тракторах. При их работе можно было наблюдать клубы черного дыма, которые вырывались из выхлопной трубы. Двигатель издавал довольно громкий звук, сопровождающийся стуком. Повышенный шум и вибрации были основными недостатками дизелей. Поэтому такие моторы не устанавливали на легковые автомобили. Современные дизельные двигатели по многим показателям способны конкурировать с бензиновыми моторами. По некоторым характеристикам дизеля серьезно превосходят бензиновые двигатели.

По конструкции бензиновые и дизельные двигатели почти одинаковы. Основное отличие дизеля от бензинового мотора – это использование более прочных материалов при изготовлении его деталей. Это необходимо потому, что дизельный двигатель во время работы испытывает более сильные нагрузки в отличие от своего бензинового собрата. Для повышения прочности некоторые детали изготавливают более массивными, что увеличивает вес мотора.

На дизельном двигателе степень сжатия несколько выше, чем на бензиновом. Поэтому блок цилиндров на дизеле выше, чем на аналогичном бензиновом моторе. С увеличением высоты блока цилиндров увеличивается высота кривошипа коленчатого вала и длина шатунов, что так же сказывается на утяжелении двигателя. Самым главным конструктивным отличием является система питания. На дизеле она кардинально отличается от системы питания бензинового мотора.

На бензиновом моторе топливовоздушная смесь готовится посредством смешивания паров бензина и воздуха. После этого смесь сжимается поршнем в цилиндре при его движении вверх, в ВМТ на свечу зажигания подается электрический ток, искра воспламеняет топливовоздушную смесь, и происходит рабочий ход. Во время работы бензинового двигателя для регулирования мощности нужно изменять количество топлива и количество воздуха, которые подаются для приготовления топливовоздушной смеси. При этом их пропорции должны строго соблюдаться. При недостатке или переизбытке одного из компонентов невозможна нормальная работа двигателя.

Для регулирования подачи воздуха в бензиновом двигателе во впускном воздушном тракте устанавливается дроссельная заслонка (на некоторых моторах подача регулируется другим способом). Подача топлива на современных бензиновых двигателях регулируется электронным блоком управления посредством увеличения или уменьшения времени открытия топливных форсунок. В результате чего изменяется количество топлива, которое впрыскивается за это время.

В дизельный двигатель топливо и воздух подаются раздельно. В воздушном тракте дроссельной заслонки нет (но иногда используется для аварийного отключения подачи воздуха). Чем больше подать воздуха в цилиндр, тем лучше и полнее произойдет сгорание дизтоплива. Топливо в дизельный двигатель подается через форсунки. Смешивания воздуха и топлива как такового не происходит. Воздух необходим для поддержания горения дизтоплива. Как же происходит воспламенение в дизеле? А вот тут самое интересное.

По каким-то причинам во многих источниках этот вопрос затрагивается поверхностно или раскрывается не достаточно точно, а в некоторых случаях не совсем верно. Простому обывателю не так просто понять, что же происходит в процессе воспламенения топлива в дизеле. Некоторые люди пишут, что топливо в дизеле воспламеняется от его сжатия. Если налить на поршень дизтоплива и вращать дизель стартером, в цилиндре воздух в такте сжатия начнет сжиматься и давить на эту «лужицу», но топливо никогда не загорится в цилиндре, хоть весь день крутите. Некоторые люди пишут, что топливо воспламеняется от сжатия воздуха в цилиндре. Пример выше… При таких условиях дизтопливо никогда не воспламенится.

В дизельном двигателе во время такта сжатия воздух в цилиндре разогревается до высокой температуры. Это происходит во время его работы или при запуске в идеальных условиях при плюсовой температуре окружающего воздуха. Некоторые ссылаются именно на высокую температуру сжатого воздуха в цилиндре. Что именно из-за высокой температуры сжатого воздуха дизтопливо самовоспламеняется. В этом есть доля правды, но процесс не раскрыт полностью. Попробуем разобраться в этом более подробно.

Дизтопливо, распыленное форсункой на мелкие частички в дизельном двигателе, воспламеняется в результате его нагрева от трения об сжатый воздух. Чем мельче частички топлива при его распылении, тем больше точек трения и, соответственно, легче воспламенение. Если же в цилиндр под большим давлением подать струю дизтоплива, воспламенения не произойдет, ибо точек трения очень мало. Разогретый воздух в цилиндре способствует лучшему воспламенению дизтоплива за счет более быстрого разогрева частичек топлива от трения. Но нужно понимать, что воспламенение происходит именно от трения. Для примера вспомните спичку и как её поджигают. Оказывается, все просто, достаточно вспомнить физические процессы, которые известны из школьного курса физики.

Плотность воздуха в цилиндре так же влияет на процесс воспламенения. Чем плотнее среда, которая образуется в такте сжатия, тем сильнее происходит трение. Если впрыснуть дозу дизтоплива в объем воздуха с атмосферным давлением, и, соответственно, с недостаточной плотностью, воспламенения не произойдет. И не произойдет воспламенения, если впрыснуть дизтопливо в бензиновый мотор. Степень сжатия в бензиновом моторе ниже, чем в дизеле. Существует некий порог, ниже которого дизтопливо не способно воспламеняться. Поэтому в дизелях степень сжатия выше по отношению к бензиновым моторам.

Системы подачи воздуха

Система питания дизельного двигателя включает в себя систему подачи воздуха и систему подачи топлива в двигатель. В зависимости от способа подачи воздуха в двигатель различают атмосферные дизеля и турбодизеля. В атмосферных моторах воздух поступает в цилиндры посредством всасывания во время такта впуска, то есть за счет естественного разряжения. В турбодизелях используется нагнетатель воздуха, в основном это турбокомпрессор, работающий от выхлопных газов.

На одном валу находится две крыльчатки. За счет выхода выхлопных газов одна из крыльчаток раскручивается и через общий вал вращение передаётся на вторую крыльчатку, которая создает поток воздуха и нагнетает его во впускной тракт двигателя. Так как во время прохождения горячих выхлопных газов через турбину нагнетаемый воздух может нагреваться, между турбиной и впускным коллектором иногда устанавливают интеркулер. Это теплообменник, который позволяет охладить нагнетаемый в двигатель воздух, что еще больше увеличивает его объем. Перед использованием воздух на любом двигателе очищается системой очистки. Это фильтры разных видов и конструкций.

Турбодизеля обладают большей мощностью в отличие от атмосферных моторов. За счет большего объема воздуха, который нагнетается в цилиндры, происходит более полное и быстрое сгорание топлива. Это способствует снижению расхода топлива и повышению мощности мотора. Так же снижается токсичность выхлопных газов. Так как скорость сгорания топлива в турбированном моторе выше, это позволяет увеличить максимальные обороты вращения двигателя, что положительно сказывается на его характеристиках.

Есть и несколько минусов при использовании турбин на дизелях. Сам турбокомпрессор подвергается воздействию высоких температур от выхлопных газов. Что требует использовать дорогостоящие термостойкие материалы при изготовлении турбины. На некоторых моделях дизелей турбина охлаждается жидкостью из основной системы охлаждения двигателя. Во время работы вал турбины раскручивается до нескольких десятков тысяч оборотов в минуту. Для увеличения срока службы пары трения используют износостойкие материалы, способные выдерживать огромные скорости вращения. Узлы вращения вала турбины обычно смазывают моторным маслом из общей системы смазки двигателя, что предъявляет серьезные требования к качеству моторных масел.

При использовании турбокомпрессора на двигателе его ресурс несколько сокращается по отношению к атмосферному двигателю. Это происходит из-за повышения нагрузок на основные механизмы двигателя. Так же повышается стоимость двигателя в целом. Этому способствует высокая стоимость самого турбокомпрессора, конструктивное усложнение систем охлаждения и смазки двигателя и увеличению воздушных трубопроводов. Несмотря на свои недостатки из-за большей экономичности и мощности турбодизеля все чаще устанавливаются на автомобили.

Камера сгорания

В зависимости от вида камеры сгорания различают камеры раздельного типа и камеры нераздельного типа. Раздельная камера сгорания представляет собой дополнительную камеру небольшого объема, которая соединяется каналом с верхней частью цилиндра. Эта камера обычно находится в полости ГБЦ. Топливо через форсунку впрыскивается именно в эту, так называемую, предкамеру. В момент воспламенения топлива продукты горения распространяются по соединительному каналу в цилиндр и давят на поршень.

Основным плюсом таких моторов является мягкость работы. То есть во время работы такого двигателя почти не слышен характерный «дизельный стук». Это обусловлено тем, что взрывная волна при воспламенении топлива образуется внутри предкамеры и не воздействует непосредственно на поршень. На таких моторах в распылителях форсунок было, как правило, одно отверстие, что упрощало и удешевляло их изготовление. Но были и минусы в такой конструкции. Это сложность изготовления самой предкамеры и её рубашки охлаждения.

Моторы с раздельными камерами сгорания обладали довольно высоким расходом топлива.
Двигатели с нераздельными камерами сгорания получили большее распространение. Такие моторы чаще называют двигатели с непосредственным впрыском. То есть на них топливо впрыскивается непосредственно в цилиндр в надпоршневое пространство. Камера сгорания может быть выполнена в днище поршня, в полости ГБЦ или частично там и там. По геометрической форме камеры сгорания могут быть разные. В некоторой степени это зависит от формы факела распыла топлива форсункой. Некоторые формы камеры сгорания способствуют образованию завихрений внутри цилиндра, что улучшает сгорание топлива.

Двигатели с непосредственным впрыском обладают рядом преимуществ по отношению к моторам с раздельными камерами сгорания. Самый главный показатель – это экономичность. Нераздельная камера сгорания имеет компактную форму, поэтому обладает малыми тепловыми потерями при работе двигателя. Это позволяет мотору быстрее выходить на рабочий тепловой режим и соответственно меньше тратить топлива. При нераздельной камере сгорания уменьшается высота ГБЦ и сложность её изготовления. Одним из минусов таких моторов является высокие ударные нагрузки, которые действуют на КШМ.

При использовании в форсунках распылителей с несколькими отверстиями малого диаметра удалось обеспечить более плавное горение топлива. Что послужило снижению ударных нагрузок, действующих на КШМ. Но производство таких форсунок довольно трудоемко и предъявляет к себе высокую точность изготовления, что сказывается на их стоимости. Тем не менее, именно моторы с непосредственным впрыском получили большое распространение в современном автомобилестроении. Такие моторы постоянно модернизируются и получают новые технологии, в частности по повышению прочности материалов КШМ.

Системы подачи топлива

На дорогах всего мира можно встретить автомобили с различными по конструкции системами подачи топлива. Некоторые из них устарели морально и физически. Эти системы не отвечают экологическим нормам по содержанию вредных выбросов в выхлопных газах. Тем не менее, такие автомобили выполняют свои функции. Существует несколько видов систем подачи топлива в дизельный двигатель.

Топливо из бака подается к ТНВД подкачивающим насосом. В подающем топливопроводе устанавливаются фильтры очистки топлива. Как правило, это двухступенчатая система очистки. На первом этапе топливо очищается от крупных примесей в виде мелких камешков, металлических обломков и так далее. Второй этап – это фильтр тонкой очистки, который улавливает все остальное, в том числе и воду. От ТНВД топливо подается к форсункам через трубки, которые способны выдерживать высокое давление.

ТНВД могут быть рядными и распределительными. Иногда встречаются V- образные, они схожи по конструкции с рядными насосами. Так же существуют так называемые магистральные насосы, о них чуть ниже… Рядные ТНВД могут иметь несколько плунжеров, которые создают давление топлива для индивидуальной форсунки. Насосы работают от вращения, имеют привод от двигателя, и вращение строго синхронизировано с положением поршней в ВМТ. Во время работы каждый плунжер обеспечивает повышение давления в подающей магистрали в нужный момент для каждого цилиндра двигателя. Форсунка имеет запорную иглу в распылителе, которая открывается от возросшего давления топлива. После открытия и впрыска топлива, давление в магистрали падает, и игла запирает отверстия распылителя. Все довольно просто устроено и работает механически.

Для увеличения подачи топлива в плунжере увеличивается давление, что увеличивает время впрыска топлива, а в итоге и его количество. Чтобы увеличить давление в плунжере насоса имеется специальная зубчатая рейка, которая при линейном перемещении поворачивает специальные втулки плунжеров относительно вертикальной оси. Тем самым отсечка происходит позже, в итоге повышается давление в топливной магистрали. Рейка соединяется с педалью газа механически или электроприводом. Такие ТНВД также имеют механический регулятор холостых оборотов и регулятор опережения момента впрыска топлива, который необходим при увеличении оборотов двигателя.

Насосы такого типа смазываются моторным маслом из общей системы смазки двигателя, поэтому могут работать на топливе низкого качества.

Системы питания топливом такого типа очень надежны. Они хорошо зарекомендовали себя за многолетнее применение и до сих пор могут применяться на дизелях. Но такие системы не обладают потенциалом в дальнейшем развитии. Для более мягкой работы дизеля и повышения экономичности следует повысить давление впрыска топлива. На таких системах повышать давление неограниченно нет возможности. Во время работы в определенный момент происходит резонанс в трубопроводах высокого давления. Поэтому увеличение давления может привести к разрушению трубок. Так же есть зависимость производительности насоса от оборотов работы двигателя, что негативно сказывается на тонкости распыления топлива в этом режиме.

Распределительный насос отличается от рядного насоса количеством плунжерных секций. Такие насосы могут иметь одну или несколько плунжеров, но их количество может не соответствовать количеству цилиндров двигателя, на которые они устанавливаются. Подача топлива распределяется специальным механизмом. В нужный момент топливо под высоким давлением подается на нужную форсунку в соответствии с тактом работы двигателя. Форсунки при этом могут использоваться такой же конструкции, которая описана выше. Насосы такого типа компактнее рядных насосов, поэтому чаще применяются на легковых дизелях. Механизм распределения подачи топлива довольно точно работает, что увеличивает мягкость работы двигателя. В отличие от рядных насосов производительность распределительных почти не зависит от оборотов двигателя.

Но есть в таких насосах и недостаток. Все детали внутри насоса смазываются дизтопливом, которое он подает к форсункам. Точность изготовления прецизионных пар довольно высока. Поэтому качество топлива влияет на долговечность работы насосов такого типа. При недостаточной смазке ускоряется износ деталей, а присутствие влаги в топливе достаточно серьезно уменьшает его ресурс.

Существуют системы, в которых насос высокого давления и форсунка объединены в один элемент. Что исключает применение трубопроводов высокого давления. Подкачивающий насос подает топливо сразу на насос-форсунку. На каждый цилиндр устанавливается индивидуальная насос-форсунка. В таких системах давление впрыска топлива может достигать нескольких сотен МПа, что увеличивает экономичность и уменьшает содержание вредных выбросов в выхлопных газах. Насос-форсунка приводится в работу от кулачков распределительного вала, что упрощает конструкцию двигателя в целом. Современные топливные системы такого типа, а существуют они довольно давно, имеют ряд новшеств.

Например, на некоторых двигателях с такой системой впрыск топлива разделен на несколько фаз. То есть топливо впрыскивается не одной порцией, а несколькими. Каждая из порций может отличаться по объему, что позволяет контролировать процесс сгорания топлива. В результате воспламенение происходит более мягко, снижая ударные нагрузки на КШМ, а токсичность выхлопных газов снижается за счет более полного сгорания топлива в цилиндрах. Минусом же являются высокая стоимость насос-форсунки и необходимость использовать топливо высокого качества.

Еще одна система питания топливом на дизельном моторе – это система Common Rail. В переводе с английского означает общая магистраль. На легковых двигателях разные бренды называют эту систему по-своему, но принцип работы у них схож. В роли общей магистрали выступает топливная рампа, в которой накапливается энергия давления. Из топливной рампы топливо подается на форсунки, открывающиеся электрическим импульсом. Чем-то напоминает топливную рампу бензинового мотора, но в дизеле давление в рампе составляет несколько сотен МПа. Такое давление создает магистральный насос высокого давления. Электрический импульс подается в нужный момент из блока управления двигателем.

Во время запуска двигателя магистральный насос начинает качать топливо и создается высокое давление в топливной рампе. На рампе расположен датчик давления, который измеряет давление топлива в ней. Блок управления считывает показания с этого датчика, и только при достижении определенного давления он подает импульс на открытие форсунок. Происходит запуск дизеля и дальнейшая его работа. Во время работы двигателя насос постоянно поддерживает высокое давление в топливной рампе, поэтому обороты двигателя не влияют на давление впрыска топлива, рампа выступает в роли накопителя. Электронный блок управления позволяет контролировать угол опережения впрыска и поддерживает обороты холостого хода мотора, что упрощает конструкцию насоса в отличие от ТНВД рядного типа.

Высокое давление впрыска позволяет добиться наилучшего распыления топлива и уменьшить его расход до феноменально малых показателей, сохраняя при этом высокую мощность двигателя. Легковой дизель объемом в 3 литра может потреблять топлива в городском режиме всего около 8-10 литров на 100 километров пробега. Крутящий момент дизельных двигателей выше, чем на аналогичных бензиновых моторах, он приближается к расчетным максимальным показателям почти с холостых оборотов. Бензиновые же достигают этого момента на максимально допустимых оборотах вращения коленвала.

В настоящее время легковые автомобили с системой впрыска Common Rail способны конкурировать по динамике разгона с бензиновыми моторами. Но потреблять при этом намного меньше топлива. Всю картину портит качество дизтоплива в нашей стране. В итоге выходят из строя насосы высокого давления и форсунки. Стоимость этих деталей довольно высока, поэтому экономия на расходе топлива сходит на нет при наступлении очередного ремонта топливной аппаратуры. Возможно, в скором будущем наши нефтеперерабатывающие заводы повысят качество выпускаемого дизтоплива. И каждый потенциальный клиент сможет выбрать для себя автомобиль именно с экономичным дизельным двигателем…

Автор: Александр Назаров

Система питания дизельного двигателя: схема и устройство

Дизельный двигатель существует более сотни лет. За время своего существования он претерпел серьезные изменения, хотя современные водители отдают предпочтение именно таким моторам из-за невысокой стоимости топлива и простоты обслуживания двигателя.

Чтобы разобраться, как работает автомобиль на дизельном топливе, в первую очередь необходимо выяснить, как работает система его питания. Соответствующие детали раскрыты в данной статье.

Основные функции системы питания дизельного двигателя

Главная функция системы питания дизельного двигателя – обеспечивать бесперебойную подачу топлива к цилиндрам. Кроме того, в данной системе происходит сжимание топлива и его дальнейшая подача к камерам сгорания. В процессе дизель смешивается с горячим воздухом. Благодаря этому происходит самовоспламенение (рисунок 1).

Примечание: Дизель отличается от бензина по многим критериям. Он обладает повышенной плотностью и повышенной смазывающей способностью.

Как уже говорилось выше, главная функция системы питания – своевременно подавать дизельное топливо. При этом система должна подавать только определенное количество топлива и только в конкретный цилиндр в строго предназначенное время.

Рисунок 1. Дизельные двигатели по многим показателям превышают бензиновые

На практике этот процесс осуществляется автоматически и занимает тысячную долю секунды, прием впрыск топлива проводится только в строго отведенное для этого вре  мя.

Схема устройства питания дизеля

Система питания дизельного двигателя состоит из нескольких важных элементов, каждый из которых играет свою важную роль (рисунок 2).

К ним относятся:

• топливный бак;
• фильтры грубой и тонкой очистки топлива;
• насос для подкачки топлива и насос высокого давления;
• инжекторные форсунки;
• трубопровод высокого и низкого давления;
• воздушный фильтр.

Все элементы системы питания дизельного двигателя делятся на две большие группы: для подвода самого топлива, и для подвода воздуха. Самой популярной считается топливоподводящая аппаратура разделительного типа. Она включает отдельный топливный насос и форсунки.

Примечание: Подача топлива осуществляется через магистрали высокого и низкого давления.

Суть работы топливоподводящей аппаратуры следующая:

1. Магистраль низкого давления используется для хранения, фильтрации и подачи дизеля под низким давлением к насосу высокого давления
2. Посредством магистрали высокого давления обеспечивается подача и впрыск нужного количества топлива в камеру сгорания двигателя, причем в строго отведенный для этого момент.
3. Топливоподкачивающий насос передает топливо из бака к топливному насосу высокого давления. Предварительно дизель проходит грубую и тонкую очистку.
4. Далее топливо поступает к форсункам, расположенным в головках цилиндра. Именно они отвечают за распыление по камере сгорания.

Рисунок 2. Классическая схема мотора

Если к насосу высокого давления было подано слишком много топлива, излишек просто вернется в топливный бак по дренажным трубопроводам.

Особенности дизельного топлива

Требования к системе питания дизельного двигателя и к подобной группе моторов в принципе объясняется специфическими особенностями самого топлива (рисунок 3).

Примечание: По своему составу дизель представляет собой смесь керосиновых и газойлевых фракций соляры. По факту, дизельное топливо получают в процессе производства бензина из нефти.

Основными свойствами дизеля считаются:

1. Показатель самовоспламеняемости, который определяется цетановым числом. Как правило, оно находится в пределах 45-50 единиц. Лучшим считается топливо с максимальным показателем цетанового числа.
2. Дизельное топливо подается к цилиндрам холодным, но при смешивании с горячим воздухом самовоспламеняется под давлением, от контакта с горячим воздухом.
3. Дизельное топливо обладает более высокой плотностью, в сравнении с бензином. Благодаря этому дизель имеет повышенную смазывающую способность.

Рисунок 3. Дизельное топливо обладает многими преимуществами, но замерзает на морозе

Несмотря на то, что по многим показателям дизель лучше бензина, он способен застывать на морозе, и автомобилисту придется провести целый ряд манипуляций, чтобы завести машину.

Устройство системы питания дизельного двигателя

Кроме системы подачи топлива, описанной выше, существует неразделенный тип питания дизельных двигателей. Его применяют в машинах с двухтактными моторами (рисунок 4) .

Рисунок 4. Так работает система питания дизельного двигателя

В подобной системе топливный насос высокого давления и форсунка представлены одним устройством, которое носит название насос-форсунка. Такие моторы считаются устаревшими. Они работают очень шумно и жестко, и имеют непродолжительный срок службы. Кроме того, в их конструкции не предусмотрены топлепроводы магистрали высокого давления.

Как работает турбодизель

Отдельно следует остановиться на системе питания турбодизеля. Турбонаддув позволяет повысить мощность не только дизельного, но и бензинового двигателя без увеличения объема камеры внутреннего сгорания.

Примечание: Система подведения топлива в таких моторах в целом остается прежней, меняется только схема и способ подачи воздуха.

В дизельном двигателе наддув осуществляется посредством компрессора. Турбина использует энергию отработанных газов, а воздух в компрессоре сжимается, потом охлаждается и нагнетается в камеру внутреннего сгорания.

Использование турбодизеля имеет весьма практическую ценность. С помощью особой системы подачи топлива улучшается наполнение цилиндров воздухом. Это повышает эффективность сгорании порции поставляемого топлива. Благодаря этому эффективность устройства повышается примерно на 30%.

Принцип работы дизельного двигателя и системы его питания детально рассмотрены в видео.

Система питания дизельного двигателя — как она работает

Еще в далеком 1897 г. известный ученный Рудольф Дизель создал первый во всем мире работоспособный двигатель. Возможно, в то время он даже не догадывался, каким изменениям поддастся его творение. Самые существенные изменения в системе питания дизельного двигателя произошли в недавние годы. Именно эти изменения сделали эти двигатели более пригодными для применения не только на грузовых автомобилях, но и на повседневных легковых.

Автомобилистов всегда привлекали дизельные двигатели, так как они имеют более дешевое топливо, высокую экономическую составную, в сравнении с бензином. Тем не менее, широкое применение дизелей сдерживалось некоторыми недостатками, такими как повышенное дымление, большая сложность запуска холодного двигателя, а также высокий уровень шумности при его работе. И все же, революция дизельной системы переборола эти недостатки и данный тип двигателя вышел на новый, более качественный уровень.

Система питания дизельного двигателя обеспечивает непосредственную подачу чистого дизельного топлива к цилиндрам. Также, она сжимает топливо и подает в мелкораспыленном виде к камере сгорания, смешивая с горячим воздухом (от сжатия в цилиндрах) так, чтобы мог возникнуть процесс самовоспламенения. После завершения работы нужно очистить цилиндры от продуктов, возникших в результате сгорания.

Дизельное топливо имеет ряд отличий от бензина: высокая плотность дизеля и его смазывающая способность. Существует такой элемент «дизельной мозаики» как цетановое число, служащее для оценки возможности воспламенения дизельного топлива. Обычно, дизельное топливо имеет цетановое число в 45-50. Для современного дизельного двигателя предпочтительнее будет более высокое число.

У процесса смесеобразования в дизелях существует два варианта, которые обусловлены формой камеры сгорания. Первый вариант: топливо впрыскивается непосредственно в предкамеру (предварительную камеру). Второй вариант: впрыск топлива происходит конкретно в камеру сгорания, которая выполнена в поршне.

Таким образом, двигатели, которые были изготовлены в соответствии с первым вариантом, называются дизелями с разделенной камерой сгорания, а в соответствии со вторым – дизели с непосредственным впрыском. Дизели первого типа значительно мягче работают и, таким образом, снижают уровень шума. И все же, двигатели второго типа больше и чаще используются на автомобилях, так как их топливная экономичность выше примерно на 20%.

1. Система питания дизельного двигателя – основная функция

Основная функциональная задача системы питания двигателей как первого типа, так и второго у двигателей является непосредственная подача определенного количества топлива в определенный цилиндр и в конкретно установленное время. В дизелях с высоким количеством оборотов у легковых автомобилей процесс впрыска топлива в цилиндр занимает одну тысячную долю секунды. При этом, всего небольшая доза топлива впрыскивается туда.

Для того, чтобы облегчить запуск дизеля в холодное время довольно часто используются свечи накаливания. Они отличаются от зажигательных свечей тем, что являются обычными электрическими нагревателями холодного воздуха перед его подачей в цилиндры двигателя в момент его запуска. Необходимо, чтобы топливный бак соответствовал требованиям безопасности. Из топливного бака топливо поступает в нагнетательный трубопровод, откуда идет к топливному фильтру, это обеспечивает подкачивающий насос. Очищением топлива от потенциального загрязнения должен заниматься топливный фильтр, чтобы различные механические прошли дальше по всей дизельной системе. Также к топливному баку присоединяется сливной трубопровод, через который сливаются излишки топлива из форсунок.

Сложнейшим и самым дорогим устройством всей дизельной системы питания является топливный насос высокого давления. Его основная функция заключается в создании давления топлива. Помимо этого, он сам и распределяет его по тем соответствующим цилиндрам форсункам, которые, в свою очередь, соответствуют порядку работы всей двигательной системы. С насосом форсунки соединяются трубопроводами высокого давления и своей нижней частью они выходят в камеры сгорания. Распылитель (нижняя часть) имеет очень маленькое отверстие, которое нужно для того, чтобы поступление топлива в камеру сгорания происходило в распыленном виде, вследствие чего очень просто воспламенялось. На выпускном трубопроводе двигателя устанавливается воздушный фильтр, который очищает воздух, поступающий в цилиндры.

Сам процесс впрыска топлива в цилиндры проходит немного раньше. Вследствие этого процесса происходит воспламенение топлива. Именно поэтому те свечи зажигания, которые присущи бензиновому автомобилю, напрочь отсутствуют в дизельном двигателе. Так само как и в бензиновом двигателе, сама схема дизельной системы питания включает в себя два ключевых момента, в период работы которых топливо подается вместе с воздухом. Для того, чтобы нагнать то нужной количество воздуха, в дизельных автомобилях используется турбокомпрессор. Он начинает свою работу с непосредственной помощью единого потока отработанных газов.

Назначение всей системы питания дизельного двигателя довольно просто. Оно заключается в обычном и своевременном обеспечении двигателя рабочей смесью. Главной задачей в таком случае является превращение в механическую энергию энергии топлива. Начало процесса являет собою засасывание топлива с помощью насоса под высоким давлением и его пропуска в топливном фильтре. Это делается для очистки от грязи и воды. При отсутствии воздуха в системе осуществляется подача топлива. После этого происходит распределение этого же топливо в соответствующие цилиндры. С помощью форсунок производится непосредственная подача топлива в цилиндры. Для тотального отключения системы питания в автомобилях существует магнитный клапан.

2. Диагностирование системы питания дизельного двигателя – что смотреть в первую очередь?

Во всех автомобилях дизельного типа система питания двигателя вмещает в себя огромное количество различных агрегатов и приборов. Первоосновой является топливный бак, вслед за ним расположились фильтры для разно степенной очистки, а также разного рода насосы, высокого и низкого давления трубопроводы и система выброса выхлопных газов. Для нормальной и стабильной работы всех систем необходима своевременная диагностика неисправности системы питания дизеля.

На практике, большинство поломок возникают в системе топливной аппаратуры, которая работает под высоким давлением и с которой нужно начать свою проверку. Чтобы сначала диагностирование, а вскоре, и ремонт системы питания дизеля проходил правильно, нужно обращать внимание на все приборы, которые указывают в наибольшей степени о расходе топлива. Изначально происходит проверка фильтра, форсунок, воздухоочистителя, насоса подкачки и доставки топлива, которое происходит под очень высоким давлением. Также можно для большей уверенности проверить привод и регулятор частоты вращения.

3. Ремонт системы питания дизельного двигателя – как убрать неисправности вовремя?

Когда при диагностике были выявлены все неисправности, нужно запланировать их тотальное исправление. Таким образом, нужно провести разного рода техническое обслуживание. Главнейшим образом нужно проконтролировать работу фильтров. Необходимо очистить их от отстоя, а все фильтрующие элементы промыть. Если же повреждения достаточно серьезны, то нужно произвести капитальный ремонт.

Самое простой действие при ремонте заключается в элементарной проверке, а затем и очистке воздухоочистителя. С помощью манометра, который нужно подключить между фильтром для тонкой очистки и топливным насосом, нужно проверить низкое давление топлива в магистрали. Сама непосредственная работа насоса (подкачка топлива происходит под очень высоким давлением) должна обеспечивать единую и непоколебимую дозированную подачу дизельного топлива во все нужные форсунки по очереди.

При следующем техническом обслуживании данный насос может быть снятым и продиагностироваться на особом специальном стенда. После этого нужно провести все регулировочные работы и необходимые настройки. Во избежание поломок на пути автомобиля и аварий, нужно своевременно выполнять все мероприятия и вышеуказанные рекомендации.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Принцип работы дизельного двигателя.

Принцип работы дизельного двигателя совсем иной, чем у мотора, работающего на бензине. Этим и объясняется принцип его питания. В двух словах – работа дизельного мотора строится на воспламенении топливной смеси от сильного сжатия, поскольку высокая температура вызывает ее возгорание.

Ремонт дизельных двигателей – дело не такое сложное, если знать, как он устроен, и на чем построена работа дизельного двигателя.

Порядок работы системы дизельного двигателя

Сначала цилиндры дизельного двигателя наполняются воздухом. Поршни в них движутся вверх, создавая очень высокое давление, от сжатия воздух раскалится до того, что дизельное топливо, будучи смешанным с ним, воспламенится.

Температура достигает максимального значения, когда поршень заканчивает движение вверх, затем дизтопливо впрыскивается посредством форсунки, она подает его не струйкой, а распыляет. Далее, из-за высокой степени нагрева сдавленного воздуха, воздушно-горючая смесь взрывается. Давление из-за взрыва достигает критической отметки и заставляет поршень опускаться вниз. На языке физики – совершается работа.

Система дизельного двигателя устроена так, что подает горючее в мотор, обеспечивая одновременно и несколько других функций.

Части системы дизельного двигателя, механизм его действия

Дизель состоит из:

• бака для горючего,
• насоса, подкачивающего дизтопливо,
• фильтров,
• топливного насоса, который подает горючее под высоким давлением,
• свечи накаливания
• основной части двигателя, которой является форсунка.

Подкачивающий насос отвечает за забор дизельного топлива из бака и отправляет его в топливный насос, а сам этот насос для подачи горючего под давлением – состоит из нескольких секций (их столько же, сколько двигатель ДВС имеет цилиндров – одна секция отвечает за обслуживание одного цилиндра).

Устройство насоса для подачи горючего под воздействием давления таково: внутри него по низу во всю длину располагается вал с кулачками, который совершает вращения от распредвала мотора. Кулачки воздействуют на толкатели, заставляющие функционировать плунжер (поршень). Поднимаясь, плунжер способствует давлению горючего в цилиндре. Таким образом и происходит выталкивание горючего посредством ТНВД в ту главную рабочую часть двигателя, которой и является форсунка.

Поступающему в магистраль дизельному топливу необходимо давление, чтобы продвинуться к форсунке для распыления через нее. Для этого и нужен поршень – он захватывает горючее внизу и продвигает к секционной верхушке. Поступающее под напором – горючее уже может качественно распыляться в камере сгорания. В этом насосе сила давления достигает 2000 атмосфер.

Одна из функций плунжера – контролировать объем подачи дизтоплива на форсунку своей двигающейся частью, открывающей и закрывающей канальца внутри него, эта часть соединяется с педалью, отвечающей за подачу газа в салоне машины. То, насколько открыты каналы подачи горючего и его объем – обусловлено углом, под которым повернут поршень. Его поворот осуществляет рейка, соединяющаяся с педалью газа.

Вверху насоса, подающего под давлением горючее, расположен клапан, он устроен так, чтобы открываться под давлением и захлопываться, если оно мало. Таким образом, когда поршень внизу, клапан – в захлопнутом положении, и горючее из шланга, к которому подсоединена форсунка, поступать в насос не может. Давление, образующееся в секции, достаточно для впрыскивания горючего в цилиндр, тогда топливо и доставляется по шлангу в форсунку, а она – производит распыление его в цилиндре.

Форсунка — назначение и виды

Очень часто ремонт дизельных двигателей связан с диагностикой работы форсунок и их починкой или заменой.

Они бывают двух видов:

• управляемые механически
• электромагнитные

В управляемых механически – отверстие, которое распыляет горючее, открывается в зависимости от силы давления в шланге. Ее отверстие закрывает игла, соединенная с поршеньком на верхушке форсунки. Пока не возникло давления, игла не позволяет горючему выйти через распылитель. Когда горючее поступает под напором, плунжер поднимается и оттягивает иголку. Отверстия распылителя раскрываются, и горючее выбрызгивается в цилиндр.

В нем установлены свечи накаливания, воспламеняющие горючее с воздухом. Они раскаляют воздух в специализированном отсеке, прежде, чем он окажется в цилиндре. По сути, свечи только облегчают запуск мотора ДВС, поскольку перед попаданием в цилиндр воздух уже достаточной температуры. Именно поэтому, когда на улице тепло, или если мотор еще не остыл после выключения зажигания, его запуск происходит и без участия свечей, а когда холодно – это невозможно.

Оснащенный электромагнитными форсунками дизель – более современный вариант. В таком случае – в насосе, подающем горючее, отсутствуют для каждого цилиндра своя секция, а шланг – один на все форсунки, и обеспечивает нужное давление и впрыск горючего сразу во все форсунки цилиндров ДВС.

При данной системе ДВС – на форсунки воздействуют электрические импульсы, поступающие от блока управления автомобилем: их клапаны, открывающие и закрывающие выходы для впрыска горючего – электромагнитные. Сам блок управления мотором считывает информацию со специальных датчиков, а затем дает команду электромагнитному управлению форсунками.

Такая система подачи топлива в дизельный двигатель еще и намного экономичней.

Форсунки начали использовать в производстве моторов еще в тридцатых годах XX столетия, их устанавливали сначала на авиамоторы, затем стали применять в двигателях гоночных машин. А массовое применение в автомобилестроении они получили лишь в семидесятые-восьмидесятые годы прошлого века. Тому послужили топливный кризис и осознание необходимости сбережения природы: чтобы сделать авто более мощными – специально переобогащали воздушно-горючую смесь, но это приводило к увеличению расхода топлива и переизбытку продуктов сгорания в газовых выхлопах автомобилей. И в 1967-м проблема была решена – тогда и была изобретена электромагнитная форсунка, в которой впрыск осуществляется электронной командой. Вне всяких сомнений, электроника всегда лучше механики, поскольку имеет перед ней массу очевидных преимуществ.

Система питания дизельного двигателя. Грузовые автомобили. Система питания

Система питания дизельного двигателя

В отличие от карбюраторных двигателей, в цилиндры которых поступает готовая горючая смесь из карбюратора, горючая смесь у дизелей образуется непосредственно в цилиндрах, куда топливо и воздух подаются раздельно. Чистый воздух засасывается в цилиндры и в них подвергается очень высокой степени сжатия. Вследствие в цилиндрах двигателя создается температура превышающая температуру воспламенения дизельного топлива. Это отличие определяет особенности устройства системы питания дизелей. Все отечественные дизели унифицированы, т.е. многие детали кривошипно – шатунного механизма, газораспределительного механизма, а также приборы системы питания у них одинаковые. По сравнению с карбюраторными двигателями они более экономичны, надежны, а также способны работать на более дешевом и тяжелом топливе.

В дизельных двигателях осуществляется внутреннее смесеобразование. В цилиндры двигателя подается дозированная порция топлива под большим давлением. За счет перепада давлений между распыливающими отверстиями форсунки и камерой сгорания и происходит процесс впрыска топлива. Поршень находится почти в верхней мертвой точке, в сильно сжатый, достигающий температуры 600°С воздух, впрыскивается дизельное топливо, которое загорается без наличия свечи зажигания. С помощью топливного насоса высокого давления топливо подается из топливного бака, через топливный фильтр в систему питания двигателя. Топливо испаряется и смешивается с воздухом, что обеспечивает полное и быстрое сгорание топлива. Процесс начинается с момента впрыскивания топлива из распылителя форсункой и заканчивается полным сгоранием топлива. Топливный фильтр задерживает различные примеси и грязи. Топливо в систему подается только в том случае, если в системе нет воздуха, в насосе создается необходимое для впрыска давление и топливо распределяется по цилиндрам. Так как дизельное топливо не нуждается в зажигании и его цикл не прекращается при отключении напряжения в системе накального зажигания, в конструкции дизельного двигателя предусмотрен магнитный клапан. При выключении зажигания напряжение на нем исчезает, и канал поступления топлива закрывается. Масло для смазывания деталей топливного насоса подается под давлением из общей смазочной системы двигателя.

Процесс смесеобразования в дизельных двигателях включает в себя несколько стадий:

– распыливание топлива;

– развитие топливного факела;

– прогрев;

– испарение;

– перегрев топливных паров;

– смешивание топливных паров с воздухом.

К дизельному топливу предъявляются высокие требования по степени очистки топлива от механических примесей, перед заправкой топливо должно отстояться. Недостатком дизельных двигателей является слишком малое время необходимое на распыливание, смесеобразование и сгорание топлива, оно примерно в десять раз меньше, чем у двигателей с внешним смесеобразованием и равно 0,001 – 0,003 с. Топливо необходимо впрыскивать в строго определенные фазы цикла, что не всегда получается при работе дизеля на всех возможных режимах.

В дизельных двигателях наибольшее распространение получили две схемы подачи топлива: разделенная и неразделенная. В разделенной системе топливо от насоса высокого давления подается по топливопроводам к форсункам. В неразделенной системе топливный насос и форсунка объединены в один узел – насос – форсунку.

Рассмотрим принцип работы разделенной системы питания дизельного двигателя.

Рис. Система питания дизельного двигателя. 1 – топливный бак, 2 – топливоподкачивающий насос, 3 – фильтр тонкой очистки, 4 – топливный насос высокого давления, 5 – форсунки, 6 – фильтр грубой очистки топлива.

Во время работы двигателя топливо из топливного бака 1 засасывается топливоподкачивающим насосом 2 через фильтр грубой очистки топлива 6, где отделяются крупные механические примеси. Далее топливо нагнетается подкачивающим насосом, через фильтр тонкой очистки 3 в топливный насос высокого давления 4. Затем топливо по топливопроводам высокого давления подается к форсункам 5, которые впрыскивают его в распыленном состоянии в камеры сгорания цилиндров двигателя. Несмотря ни на что, впрыскиваемое в камеру сгорания топливо, распределяется неравномерно и процесс сгорания происходит не полностью. Для более полного сгорания топлива, работа дизельных двигателей происходит при высоком коэффициенте избытка воздуха, что приводит к понижению среднего эффективного давления, литровой мощности и к увеличению веса двигателя. В топливный насос избыточное количество топлива подается подкачивающим насосом. Излишки топлива отводятся из топливного насоса по перепускной трубке во впускную часть подкачивающего насоса, через клапан, находящийся в штуцере топливопровода. Воздух в цилиндры подается через впускной коллектор (трубопровод), предварительно пройдя через воздухоочиститель (воздушный фильтр).

Топливо, впрыскиваемое форсунками, попадает в среду сжатого и нагретого воздуха, воспламеняется и сгорает. Отработавшие газы после сгорания, выходят из цилиндров двигателя через выпускной трубопровод и глушитель в окружающую среду.

Распрыскивание топлива и распределение его в воздушной среде камеры сгорания зависит от :

– конструктивных параметров двигателя;

– давления впрыска;

– особенностей процесса, протекающего в цилиндре двигателя;

– других факторов.

Энергетические и экономические показатели двигателя зависят от качества распыливаемого топлива, от того, как происходит процесс сгорания в двигателе.

К корпусу топливного насоса у дизельных двигателей в задней части установлен регулятор частоты вращения коленчатого вала . В зависимости от нагрузки двигателя он автоматически изменяет количество топлива, подаваемого в цилиндры двигателя и автоматически поддерживает частоту вращения коленчатого вала, заданную водителем.

Форсунки тонко распыливают топливо, подаваемое в камеры сгорания дизельного двигателя насосом высокого давления. Тонкость распыливания топлива характеризуется средним диаметром капель топлива.

Качество распыливания улучшается, если:

– повышается давление впрыска и увеличивается скорость струи;

– увеличивается противодавление воздуха, сжатого в камере сгорания;

– при переходе к меньшим диаметрам распыливающих отверстий форсунки.

Все детали форсунки размещены в стальном корпусе. Основная часть форсунки – корпус и игла.

Рис. Форсунка. А – устройство, б – схема работы, 1 – колпак, 2 – штуцер для топливопровода, 3 – сетчатый фи льтр, 4 – гайка распылителя, 5 – корпус распылителя, 6 – запорная игла распылителя, 7 – штифт, 8 – корпус, 9 – штанга, 10 – пружина, 11 – регулировочный винт, 12 – контргайка, А – канал, Б – камера распылителя.

Силой упругости пружины 10, передаваемой через штангу 6, игла прижата к внутренней конической поверхности распылителя и перекрывает выход топливу из полости к отверстиям распылителя.

Подъем запорной иглы производится автоматически, под давлением топлива, нагнетаемого насосом. Давление топлива действует снизу на иглу, превышает усилие пружины, стремящейся удерживать иглу в опущенном состоянии. Топливо поступает к соплам распыливающих отверстий и через них впрыскивается в камеру сгорания. Такой способ подъема запорной иглы называется гидравлическим.

Диаметр и расположение сопловых отверстий зависят от принятого способа смесеобразования и формы камеры сгорания. Размеры, взаиморасположение и качество изготовления сопловых отверстий в значительной мере предопределяют форму и направление струи, тонкость и однородность распыливания и равномерное распределение частиц распыленного топлива в камере сгорания.

Топливные баки дизельных автомобилей устроены так же, как и баки автомобилей с карбюраторными двигателями.

Топливные фильтры. Топливо, поступающее к насосу высокого давления и форсункам, не должно содержать механических примесей, могущих вызвать повреждение или повышенный износ изготовленных с высокой точностью деталей топливной аппаратуры. Поэтому в системе питания дизелей топливо многократно фильтруют.

На двигателях обычно устанавливают два последовательно работающих топливных фильтра: грубой и тонкой очистки.

В фильтре грубой очистки установлен сетчатый фильтрующий элемент, состоящий из отражателя и латунной сетки с размерами ячейки 0.09 мм. Поверх сетчатого каркаса навит ворсистый, хлопчатобумажный шнур.

В корпус ввернута резьбовая втулка, на которой смонтирован фильтрующий элемент. Резьбовая втулка прижимает к корпусу распределитель потока топлива. На распределителе потока топлива равномерно расположены восемь отверстий.

Во время работы двигателя топливо подводится в фильтр через трубку и отверстия распределителя. Часть топлива попадает под успокоитель, где остаются крупные механические примеси и вода, находящаяся в топливе. Через отверстие в успокоителе, топливо поднимается вверх к сетчатому фильтрующему элементу, очищается от мелких примесей и поступает к отводящей трубке. Для периодического слива отстоя предназначена пробка.

В фильтре тонкой очистки установлен фильтрующий элемент с набивкой из минеральной ваты, пропитанной клеящим веществом. В отверстие крышки фильтра ввернут жиклер 9, через который часть топлива из корпуса фильтра по присоединенной к жиклеру трубке все время отводится в топливный бак. За счет этого в фильтре тонкой очистки и, топливопроводе, соединяющем фильтр с насосом высокого давления, поддерживается приблизительно постоянное давление.

В нижней части корпуса предусмотрено отверстие, закрытое пробкой 1, для слива из фильтра загрязненного топлива и попавшей с топливом воды. На крышке корпуса установлен продувочный вентиль, который служит для выпуска воздуха, попавшего в топливную систему двигателя.

Рис. Фильтр тонкой очистки топлива 1 – пробка, 2 – пружина, 3 – стержень, 4 – прокладка, 5 – корпус, 6 – фильтрующий элемент, 7 – крышка, 8 – пробка, 9 – жиклер, 10 – болт.

Воздушный фильтр по устройству и принципу действия аналогичен инерционно – масляным фильтрам карбюраторных двигателей. При использовании воздушных фильтров уменьшается изнашивание деталей цилиндропоршневой группы в несколько раз, поскольку они очищают воздух от пыли, в которой содержатся твердые частицы.

Топливный насос высокого давления служит для подачи в цилиндры дизеля в строго определенные моменты требуемого количества топлива под высоким давлением. Топливные насосы высокого давления классифицируются по трем основным признакам: конструктивному исполнению, методу дозирования количеств подаваемого топлива и числу секций.

Топливные насосы высокого давления должны обеспечивать:

– равномерное распределение топлива в камере сгорания;

– создание высокого давления впрыска, обеспечивающего тонкое распыливание топлива;

– точную дозировку порции впрыскиваемого топлива для подачи его в камеру сгорания двигателя;

– впрыск топлива в камеру сгорания в определенный момент рабочего процесса с требуемой продолжительностью;

– создание равных условий впрыска для всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Топливные насосы бывают многосекционные и распределительные. Обычно у многосекционных насосов секции располагаются в одном корпусе в один или два ряда. Одна секция топливного насоса подает топливо только в один цилиндр.

Распределительные насосы имеют одну или две секции (кратное числу цилиндров).Каждая секция может подавать топливо сразу в несколько цилиндров.

Топливный насос низкого давления служит для подачи топлива к топливному насосу высокого давления.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.

Продолжение на ЛитРес Решения для генераторов

от EPS — источник энергии для двигателей

Как производитель дизельных генераторов EPS более 20 лет производит надежные, сверхмощные дизельные генераторы. Сегодня мы предлагаем широкий выбор моделей дизельных генераторов различных размеров и мощностей, как для мобильных, так и для резервных приложений:

• Передвижные дизельные электрогенераторы от 9 кВт до 45 кВт.
• Дизель-генераторы по индивидуальному заказу для более требовательных требований, в том числе резервные дизельные генераторы мощностью до 100 кВт.В некоторых случаях доступна опция 50 Гц.
• Дизель-генераторы Kubota мощностью от 6,5 кВт до 14 кВт в одно- и трехфазной конфигурации.

К настоящему времени вы, возможно, задаетесь вопросом, как выбрать подходящий дизельный электрогенератор для ваших нужд. Следующая информация предназначена для того, чтобы помочь вам сузить круг выбора. Или, если хотите, свяжитесь с нами, и мы поможем вам в этом процессе.

Генератор какого размера мне нужен?

Правильный выбор дизельного электрогенератора требует согласования технических характеристик с реальными рабочими ограничениями.Если вы не примете во внимание эксплуатационные ограничения, вы с большей вероятностью столкнетесь с такими проблемами, как ложное отключение и сокращение срока службы генератора, даже если спецификации дизельного генератора могут показаться адекватными (на бумаге) для выдерживания нагрузки. Чтобы избежать проблем, следует учитывать три важных критерия:

• Условия окружающей среды
• Физическая установка
• Подключенное оборудование

Условия окружающей среды

На производительность дизельного электрогенератора может серьезно повлиять среда, в которой он работает.По мере увеличения окружающей температуры, высоты и влажности доступная мощность любого двигателя уменьшается. Это, в свою очередь, снижает мощность генератора. Повышенная температура воздуха выше 104 градусов по Фаренгейту также снизит мощность самого генератора переменного тока. Для большинства применений переход на дизельный генератор следующего большего размера будет гарантировать, что достаточная мощность будет доступна для всех условий, но это не всегда так.

Физическая установка

Надлежащие потоки охлаждающего и вытяжного воздуха являются наиболее важным аспектом при физической установке.Недостаточный воздушный поток является наиболее частой причиной плохой работы дизельного электрогенератора и в некоторых случаях может привести к полному отказу генератора. Неинформированные пользователи часто совершают ошибку, непреднамеренно ограничивая поток воздуха в корпус генератора и из него, чтобы уменьшить шум. В результате они ограничивают производительность и возможности устройства. Очень важно отводить тепло от генератора переменного тока и системы охлаждения двигателя и не допускать его повторной циркуляции обратно в кожух.

Подключенное оборудование (нагрузки)

После рассмотрения условий окружающей среды и расхода воздуха следует проверить нагрузки, подключенные к генератору. Примеры типичных нагрузок включают кондиционеры, холодильники, освещение, зарядные устройства / инверторы аккумуляторов, аудио / видео оборудование и обогреватели. Простого сложения всех номинальных значений тока, указанных на паспортной табличке каждой нагрузки, недостаточно для правильного определения размера генератора. Например, «пусковой» ток двигателя и компрессора кондиционера будет намного выше, чем «рабочий» ток.Если учитывается только «рабочий» ток, выбранный дизельный электрогенератор может быть слишком мал для работы с нагрузкой. Требуются сложные инженерные расчеты, чтобы определить общую электрическую и механическую нагрузку, которая потребуется, чтобы все подключенное оборудование работало должным образом.

Как мне выбрать подходящий генератор?

Выбор подходящего дизельного электрогенератора может быть сложным процессом. В EPS мы хотим, чтобы у вас был лучший генератор для ваших нужд, и мы стремимся облегчить вам задачу.Наши специалисты по генераторам готовы помочь вам выбрать подходящий размер агрегата для вашего применения. Чтобы получить помощь, просто свяжитесь с нами или позвоните по телефону 1-800-374-7522.

Нужна замена более старому устройству? Позвоните нам, и мы объясним ваши варианты замены.

Преимущества дизельной энергосистемы

Покупая новую систему питания для своего бизнеса, вы обнаружите, что сегодня на рынке доступно множество вариантов. Хотя выбрать марку или модель достаточно сложно, самое важное решение, которое вам придется принять, — это источник топлива, используемый для работы генератора.Большинство промышленных предприятий выбирают энергосистему на природном газе или дизельном топливе. Хотя природный газ, безусловно, имеет явные преимущества, у дизельной энергосистемы есть ключевые преимущества.

Топливная эффективность

Поскольку цены на топливо продолжают колебаться, многие владельцы бизнеса обеспокоены своими расходами, особенно если учесть, что вам, возможно, придется держать генератор в рабочем состоянии в течение нескольких часов без перерыва во время отключения электроэнергии. Имейте в виду, что дизельное топливо имеет гораздо более высокую плотность энергии, чем газ, а это означает, что генератор будет работать с дизельным топливом дольше, чем с тем же объемом газа, и при почти незначительном повышении цены.Например, дизельный генератор мощностью 120 кВт обеспечивает топливную эффективность от 10,9 до 32,1 литра в час. Это намного лучше, чем то, что предлагают бензиновые двигатели. Вот почему дизельные двигатели — очевидный выбор для тяжелого оборудования, такого как промышленные генераторы.

Простота обслуживания

Дизель-генераторы

— отличный вариант для занятых профессионалов, потому что они крайне не требуют обслуживания. Это связано с тем, что для их включения требуется меньше компонентов. В отличие от бензиновых двигателей, в которых используется искровое зажигание, в дизельных двигателях используется сжатие.Воздух обычно втягивается в двигатель и подвергается сильному сжатию, в результате чего топливо нагревается и воспламеняется. С дизельным двигателем вам не нужно менять свечи зажигания или ремонтировать карбюратор. На один компонент в машине меньше — на одну потенциальную ремонтную работу меньше. В зависимости от модели дизельный агрегат может проработать до 30 000 часов, прежде чем потребуется какое-либо капитальное обслуживание.

Еще один важный момент, который следует отметить, это то, что дизельные двигатели работают с меньшими оборотами в минуту, чем бензиновые.Они делают это без ущерба для выходной мощности. Меньшее количество оборотов в минуту снижает общий износ, связанный с частой и продолжительной работой генератора.

Высокая прочность

Дизельные двигатели

спроектированы таким образом, чтобы выдерживать значительный износ на промышленных объектах. Дизельное топливо обладает самосмазывающими свойствами, что значительно увеличивает срок службы генератора. Однако, как и бензиновые двигатели, они требуют дополнительной смазки для поддержания их эффективности с течением времени.

Наличие меньшего количества компонентов по сравнению с бензиновым двигателем еще больше снижает вероятность поломки. Также хорошо отметить, что дизельные двигатели созданы для того, чтобы выдерживать очень высокие температуры, поэтому риск перегрева невелик, если система находится в хорошем состоянии. Простота двигателя и конструкция делают дизельные генераторы более прочными и надежными на рабочем месте.

Бесперебойное питание

Благодаря своей прочности, дизельные генераторы могут работать без сбоев в течение длительного периода времени.Это приводит к непрерывному энергоснабжению даже после нескольких часов отключения электроэнергии. Вы сможете поддерживать в рабочем состоянии все критически важные системы, не беспокоясь о высоких расходах на топливо. Без генератора ваш бизнес может понести значительные финансовые потери из-за спада производства. Отключение электроэнергии может длиться несколько дней, поэтому лучше подготовиться, вложив средства в дизельную систему, на которую можно положиться в непредвиденных обстоятельствах.

Сейф для хранения

Дизельное топливо безопаснее хранить, чем бензин, поскольку оно не так легко воспламеняется.Однако он все еще легковоспламеняющийся, поэтому с ним следует обращаться осторожно. Топливо следует хранить вдали от источников тепла на случай разлива. При правильном хранении вы можете ожидать, что ваше дизельное топливо сохранит свое качество дольше, чем бензин.

Увеличенный срок службы

Известно, что дизельные двигатели обычно служат дольше, чем аналогичные бензиновые двигатели. При правильном обслуживании ваш дизельный генератор может прослужить десять или даже два или три десятилетия! Если вы хорошо за ним ухаживаете, вы можете свести к минимуму риск дорогостоящего ремонта или необходимости замены вашей системы намного раньше, чем ожидалось.

Высокая мощность

Дизельные двигатели

часто используются в промышленных условиях, поскольку они способны без проблем справляться с огромными нагрузками. Когда питание отключится, вам не нужно будет выбирать, что включить. Установив генератор подходящего размера, вы сможете сохранить все свое важное электрическое оборудование в рабочем состоянии даже в случае отключения электроэнергии.

Есть ли недостатки у владения дизельной системой?

Хотя преимущества очевидны, у дизельных генераторов есть свои недостатки, о которых вам следует сообщить перед покупкой.Вот основные недостатки владения дизельной системой питания.

Высокая предоплата

Дизель-генераторы обычно стоят дороже, чем их газовые аналоги. Однако эта стоимость часто перевешивается тем фактом, что системы требуют меньшего обслуживания и меньше ремонтов, если за ними должным образом ухаживают.

Чрезмерный шум

Известно, что дизельные агрегаты

шумнее других типов энергосистем. Однако есть способы минимизировать шум на месте, например, установить вокруг системы звукопоглощающий кожух.Это гарантирует, что вы сможете воспользоваться преимуществами дизельного генератора, не беспокоясь о том, что он будет слишком шумно и отвлекать ваших сотрудников.

Повышенные выбросы

Дизельные двигатели выделяют углекислый газ и другие токсичные загрязнители, способствующие глобальному потеплению. Если вы покупаете дизельный генератор и чрезмерно беспокоитесь о его влиянии на окружающую среду, вам следует подумать обо всех различных способах снижения выбросов углекислого газа, например о сокращении потребления энергии.

Ваш энергетический партнер в Калифорнии

Дизельные генераторы доступны в различных размерах и спецификациях для коммерческих и промышленных предприятий. Выбор подходящего генератора для вашего предприятия будет в основном зависеть от потребностей, бюджета и индивидуальных предпочтений вашей компании. Если вы ищете дизельный генератор в Калифорнии, компетентные представители Valley Power Systems готовы рассмотреть ваши варианты. Свяжитесь с нами сегодня чтобы начать.

Не забудьте подписаться на нас в Facebook и Linkedin для получения дополнительных обновлений или связаться с нашим офисом для получения дополнительной информации.

John Deere Power Systems в сети DieselNet: дизельные двигатели и двигатели, работающие на сжатом природном газе

Промышленные двигатели

Заключительный уровень 4 / этап V

John Deere Power Systems имеет хорошие возможности для того, чтобы вести своих OEM-заказчиков в предстоящем переходе к сокращению выбросов, благодаря своему глобальному опыту, испытанному на практике. На каждом этапе последовательных нормативов выбросов John Deere предлагал решения, удовлетворяющие ключевые потребности клиентов. К ним относятся увеличение времени безотказной работы, низкие эксплуатационные расходы и гибкая интеграция.

John Deere долгое время придерживался структурного подхода к внедрению решений по снижению выбросов, и то же самое касается двигателей, готовых к Final Tier 4 / Stage V. Линейка двигателей John Deere оптимизирована для увеличения отклика по крутящему моменту, крутящего момента на низких оборотах, эффективности жидкости и обеспечивает высокую мощность на больших высотах. Модельный ряд двигателей John Deere, подготовленных к Final Tier 4 / Stage V, включает двигатели объемом 2,9 л, 4,5 л, 6,8 л, 9,0 л и 13,5 л с номинальной мощностью 36 — 448 кВт (48 — 600 л.с.).

Двигатель 13,6 л

Двигатель John Deere объемом 13,6 л, который также будет соответствовать стандарту Stage V, является выдающимся примером лидерства компании в предоставлении инновационных решений по снижению выбросов. При разработке этого двигателя John Deere придерживался принципа «чистого листа» и использовал проверенные технологии для оптимизации конечного продукта. Этот двигатель обеспечивает гибкость установки и компактную упаковку, что позволяет легко интегрировать машину. Благодаря этой конструкции John Deere продолжает обеспечивать повышенную производительность, надежность и долговечность, а также общую ценность для своих OEM-клиентов и конечных пользователей.Производство 13,6-литрового двигателя запланировано на будущее.

Последующая обработка: уменьшенные, оптимизированные и упрощенные

Производители оригинального оборудования получат выгоду от постоянных улучшений и усовершенствований продукции John Deere за счет сохранения тех же характеристик двигателя при меньшем размере корпуса. Технологии последующей обработки Final Tier 4 / Stage V от John Deere оптимизированы для гибкой интеграции и предлагают меньшую упаковку и вес по сравнению с предыдущими решениями Final Tier 4 / Stage IV.

John Deere также предлагает варианты доочистки ниже 174 л.с. для OEM-клиентов.В зависимости от области применения и требований заказчика интегрированная система контроля выбросов может быть оснащена сажевым фильтром DPF или без него, при этом соблюдая нормы выбросов. Кроме того, текущая линейка John Deere также предоставляет множество выбираемых опций. Это позволяет производителям настраивать свои двигатели, облегчая установку в существующие конструкции.

Приводные двигатели генератора

John Deere Power Systems предлагает обширную линейку резервных и основных приводных двигателей генераторов, которые соответствуют нормам по выбросам в объемах от 2 единиц.9л в будущее 13.6л. Двигатели с приводом от резервного генератора имеют номинальную мощность от 30 до 500 кВтэ и включают опции без сертификации по выбросам и Tier 3 Агентства по охране окружающей среды. Номинальная мощность привода основного генератора составляет 28-400 кВтэ, включая отсутствие сертификации по выбросам; ЕС Stage III A и Stage V; и варианты EPA Final Tier 4.

John Deere также предлагает две линейки двигателей для приложений EPA Final Tier 4 — одну с системой дополнительной обработки DPF, а другую без. Обе эти линии включают смещения от 4,5 л до 13.5л. Приоритетом для John Deere является удовлетворение потребностей своих клиентов в гибкости интеграции при соблюдении требований по выбросам.

John Deere — надежный партнер всех производителей комплектного оборудования для генераторных установок. Компания фокусируется на выпуске двигателей и силовых агрегатов без оборудования, уделяя первоочередное внимание потребностям своих OEM-партнеров. Кроме того, текущая линейка генераторов John Deere предлагает широкий выбор опций.

Судовые двигатели

John Deere Power Systems полностью подготовлена ​​к удовлетворению потребностей своих глобальных морских заказчиков в морских силовых установках, генераторах и вспомогательных источниках энергии, разработанных в соответствии с требованиями различных международных морских директив.Полный модельный ряд судовых двигателей John Deere будет соответствовать нескольким нормам выбросов, с рабочим объемом от 4,5 до 13,5 л и диапазоном мощности от 54 до 750 л.с. (от 40 до 559 кВт).

Новейшие судовые двигатели объемом 4,5 л

Двигатель 4045SFM85 от John Deere обеспечивает высокое соотношение мощности и веса для ремонта и постройки новых лодок, а также идеально подходит для глиссирования и полувмещаемых корпусов. Он имеет два рейтинга для легких коммерческих судов, высокоскоростных правительственных судов и высокоскоростных прогулочных судов, в том числе рейтинг M4 с 275 л.с. (205 кВт) при 2600 об / мин и рейтинг M5 с 315 л.с. (235 кВт) при 2800 об / мин. об / мин.В двигателе используется турбонагнетатель с перепускным клапаном, который обеспечивает больший крутящий момент в диапазоне низких и средних оборотов, что наиболее заметно во время разгона судна, и имеет сменные гильзы цилиндров, что позволяет переоборудовать двигатель для увеличения срока службы.

Двигатель John Deere объемом 4,5 л пополнил линейку гребных двигателей John Deere Marine Tier 3. Рейтинги 4045SFM85 соответствуют нормам выбросов Уровня 3 для морских судов и Директиве II о прогулочных судах Агентства по охране окружающей среды США, а также стандартам Tier II Международной морской организации для коммерческих и развлекательных приложений.Двигатель ожидает одобрения Американского бюро судоходства, DNV GL, Lloyd’s Register и Bureau Veritas. 4045SFM85 будет единственным 4-цилиндровым бортовым дизельным двигателем мощностью 315 л.с., имеющимся на рынке, с сертификацией ABS.

Новейшие судовые вспомогательные двигатели

John Deere также представила морские двигатели 6090HFM85 и 6135HFM85, специально разработанные для судовых генераторных установок и вспомогательных агрегатов с радиаторным охлаждением. 6090HFM85 рассчитан на регулируемую скорость 325 л.с. (242 кВт) при 2000 об / мин и привод генератора и вспомогательную постоянную скорость 351 л.с. (262 кВт) при 1800 об / мин.6135HFM85 рассчитан на регулируемую скорость 500 л.с. (373 кВт) при 2000 об / мин и для привода генератора и вспомогательного устройства постоянной скорости 614 л.с. (458 кВт) при 1800 об / мин.

Вспомогательные двигатели объемом 9,0 л и 13,5 л хорошо подходят для вспомогательных систем с генераторной установкой, постоянной и регулируемой скоростью, особенно когда желательны или требуются мокрые коллекторы и сертификаты классификации морского общества. Номинальные характеристики обоих двигателей соответствуют нормам EPA Marine Tier 3 по выбросам и соответствуют стандартам IMO Tier II для коммерческого применения.Двигатели одобрены АБС.

Интегрированные силовые агрегаты

Двигатели, компоненты трансмиссии и силовая электроника от John Deere Power Systems известны своей долговечностью и надежностью. Кроме того, как один из немногих производителей двигателей, предлагающих компоненты для интегрированной системы трансмиссии, John Deere может предложить комплексное решение от двигателя до трансмиссии.

Производители оригинального оборудования получат выгоду от инвестиций John Deere в интеграцию этих систем в комплексные решения механической и электрической трансмиссии для мобильных внедорожных машин — повышение производительности, максимальное время безотказной работы и снижение эксплуатационных расходов.

О компании Deere & Company

Deere & Company (NYSE: DE) является мировым лидером в области предоставления передовых продуктов и услуг и стремится к успеху клиентов, чья работа связана с землей — тех, кто возделывает, собирает урожай, трансформирует, обогащает и строит на земле, чтобы удовлетворить резко возрастающая потребность мира в продуктах питания, топливе, жилье и инфраструктуре. С 1837 года John Deere поставляет инновационные продукты высшего качества, основанные на традициях добросовестности.John Deere Power Systems производит и продает промышленные дизельные двигатели мощностью от 30 до 448 кВт (от 40 до 600 л.с.) и судовые дизельные двигатели от 56 до 559 кВт (от 75 до 750 л.с.), а также компоненты трансмиссии для использования в различных внедорожные приложения.

С JDPS можно связаться по телефону 1-800-JD-ENGINE (1-800-533-6446) или по электронной почте [email protected]. Информация о полной линейке двигателей JDPS и компонентов трансмиссии доступна на сайте www.JohnDeere.com/jdpower.

Типы генераторов и двигателей и промышленное использование

Что такое дизельный двигатель?

Дизельный двигатель — это двигатель внутреннего сгорания; более конкретно, это двигатель с воспламенением от сжатия.Топливо в дизельном двигателе воспламеняется путем внезапного воздействия на него высокой температуры и давления сжатого газа, содержащего кислород (обычно атмосферного воздуха), а не от отдельного источника энергии зажигания (например, свечи зажигания). Этот процесс известен как дизельный цикл по имени Рудольфа Дизеля, который изобрел его в 1892 году. Хотя традиционные генераторы с дизельными двигателями могут не вписываться в наше определение «альтернативных источников энергии», они по-прежнему являются ценным дополнением к удаленным источникам энергии или сети. вверх по системе.

Типы дизельных двигателей

Есть два класса дизельных двигателей: двухтактные и четырехтактные. Большинство дизельных двигателей обычно используют четырехтактный цикл, а некоторые более крупные двигатели работают по двухтактному циклу. Обычно ряды цилиндров используются в количестве, кратном двум, хотя можно использовать любое количество цилиндров, если нагрузка на коленчатый вал уравновешивается для предотвращения чрезмерной вибрации.
Генераторные установки вырабатывают одно- или трехфазное питание.Большинству домовладельцев требуется однофазное питание, тогда как для промышленных или коммерческих приложений обычно требуется трехфазное питание. Дизельные двигатели-генераторы рекомендуются из-за их долговечности и более низких эксплуатационных расходов. Современные дизельные двигатели работают бесшумно и, как правило, требуют гораздо меньшего обслуживания, чем газовые агрегаты сопоставимого размера (природный газ или пропан).

Дизельные двигатели-генераторы — коммерческое / промышленное применение

Дизель-генераторы предназначены для удовлетворения потребностей малого и среднего бизнеса, помимо интенсивного использования в промышленности.Генератор — это революционный продукт, который обеспечивает доступ к чистой и доступной резервной энергии для миллионов предприятий, домов и малых предприятий. В наши дни снижение стоимости резервного питания и упрощение установки генераторов становится нормой.

Предприятия теряют деньги, когда закрываются во время отключения электроэнергии. Учитывая влияние значительной потери доходов, экономия от инвестиций в резервное питание является убедительной. Чтобы проиллюстрировать эту мысль: если розничный бизнес в среднем составляет 1000 долларов в час на кассе, потеря дохода во время длительного простоя будет очень высокой, не говоря уже о стоимости простоя сотрудников в течение этого времени.Однако дизельные генераторы исключают риск отключения электроэнергии. Добавьте к этому преимущества открытости, в то время как конкуренты без резервного питания отключены, и анализ затрат и выгод выглядит еще лучше. Инвестиции в генераторы — это простой способ сохранить доходы, обеспечить безопасность, избежать потерь и защитить прибыль.

Большинство современных генераторов спроектированы для удовлетворения потребностей в аварийном электроснабжении. Эти агрегаты непрерывно контролируют электрический ток и автоматически запускаются при прерывании подачи электроэнергии и отключаются при возврате коммунального обслуживания.В отраслях промышленности во время критических процессов генераторы могут по желанию обеспечивать аварийным питанием все жизненно важные и выбранные нагрузки. Это качество приводит к широкому использованию дизельных генераторов в развлекательных, жилых, коммерческих, коммуникационных и промышленных целях. Сегодня большинству современных больниц, пятизвездочных отелей, центров аутсорсинга бизнес-процессов, производственных предприятий, телекоммуникационных организаций, коммерческих зданий, центров обработки данных, аварийных служб, крупных промышленных предприятий и горнодобывающих компаний требуется бесперебойное электроснабжение и резервное дизельное топливо. двигатели-генераторы.

В дороге:

Подавляющее большинство современных тяжелых дорожных транспортных средств, таких как грузовики и автобусы, корабли, поезда дальнего следования, крупномасштабные портативные электрогенераторы, а также большинство сельскохозяйственных и горнодобывающих машин имеют дизельные двигатели. Однако в некоторых странах они не так популярны в легковых автомобилях, поскольку они тяжелее, шумнее, имеют рабочие характеристики, которые замедляют ускорение. В целом они также дороже бензиновых автомобилей.Современные дизельные двигатели прошли долгий путь, и теперь, когда в транспортных средствах используются системы прямого впрыска с турбонаддувом, трудно заметить разницу между дизельными и бензиновыми двигателями.

В некоторых странах, где налоговые ставки делают дизельное топливо намного дешевле бензина, очень популярны дизельные автомобили. Новые разработки значительно сократили различия между бензиновыми и дизельными автомобилями в этих областях. Дизельная лаборатория BMW в Австрии считается мировым лидером в разработке автомобильных дизельных двигателей.После долгого периода, когда в модельном ряду было относительно мало дизельных автомобилей, Mercedes Benz вернулся к дизельным автомобилям в 21 веке с упором на высокую производительность.

В сельском хозяйстве тракторы, ирригационные насосы, молотилки и другое оборудование работают преимущественно на дизельном топливе. Строительство — еще один сектор, который сильно зависит от дизельной энергии. Все бетоноукладчики, скреперы, катки, траншеекопатели и экскаваторы работают на дизельном топливе.

В воздухе:

Некоторые самолеты использовали дизельные двигатели с конца 1930-х годов.Новые автомобильные дизельные двигатели имеют соотношение мощности и веса, сравнимое с древними конструкциями с искровым зажиганием, и имеют гораздо более высокую топливную экономичность. Использование в них электронного зажигания, впрыска топлива и сложных систем управления двигателем также делает их намного проще в эксплуатации, чем массовые авиационные двигатели с искровым зажиганием. Стоимость дизельного топлива по сравнению с бензином вызвала значительный интерес к малым самолетам авиации общего назначения с дизельными двигателями, и несколько производителей недавно начали продавать дизельные двигатели для этой цели.

На воде:

Высокоскоростные двигатели используются в тракторах, грузовиках, яхтах, автобусах, легковых автомобилях, компрессорах, генераторах и насосах. Самые большие дизельные двигатели используются для питания кораблей и лайнеров в открытом море. Эти огромные двигатели имеют выходную мощность до 90 000 кВт, вращаются со скоростью от 60 до 100 об / мин и имеют высоту 15 метров.

Под землей:

Горнодобывающая промышленность и добыча полезных ископаемых во всем мире в значительной степени полагаются на дизельную энергию для использования природных ресурсов, таких как агрегаты, драгоценные металлы, железная руда, нефть, газ и уголь.Экскаваторы и буровые установки с дизельным двигателем выкапывают эти продукты и загружают их в огромные карьерные самосвалы или на конвейерные ленты, которые также работают на том же топливе. В целом на дизельное топливо приходится 72 процента энергии, потребляемой горнодобывающим сектором.

Как открытые, так и подземные горные работы полагаются на дизельное оборудование для извлечения материалов и погрузки грузовиков. Самым крупным дизельным оборудованием с резиновыми колесами, используемым в горнодобывающей промышленности, являются огромные внедорожники с двигателями мощностью более 2500 лошадиных сил, способными перевозить более 300 тонн груза.Эти гигантские грузовики, катящиеся по земле, просто зрелище.

В больницах

Аварийные резервные генераторы необходимы в любом крупном медицинском учреждении. Из-за критического характера работы, которую выполняют эти учреждения, и положения, в котором находятся их пациенты, перебои в подаче электроэнергии просто недопустимы. В течение многих лет как военные, так и государственные больницы полагались на промышленные генераторные установки, которые брали на себя работу всякий раз, когда отключалось электричество, будь то локальный сбой или крупное стихийное бедствие, такое как ураган или наводнение.

За центрами обработки данных

Компьютеры — это сердце современной индустрии. Когда серверы и системы выходят из строя, связь может быть потеряна, бизнес прекращается, данные теряются, рабочие сидят без дела, и почти все останавливается. По этой причине почти все коммуникационные и телекоммуникационные компании любого профиля обращаются к дизельным генераторам в качестве основного варианта резервного питания. Поскольку надежность их услуг затрагивает очень многих людей, у них действительно нет выбора, кроме как иметь надежный вариант резервного питания как для своего бизнеса, так и для клиентов, которых они обслуживают.

Резюме

Дизель используется в большинстве промышленных секторов, поскольку он обеспечивает большую мощность на единицу топлива, а его более низкая летучесть делает его более безопасным в обращении. Одна действительно захватывающая перспектива замены дизельного топлива бензином — это возможность полностью исключить потребление бензина. Большинство дизельных двигателей можно уговорить сжигать растительное масло вместо дизельного, и все они могут сжигать различные обработанные формы растительного масла без потери срока службы или эффективности.

С Generator Source ваш поиск экономичного и эффективного дизельного двигателя или генератора теперь заканчивается. Мы предлагаем один из самых больших в мире ассортиментов промышленных дизельных двигателей и генераторов. Чтобы получить дополнительную информацию, просто свяжитесь с нами сегодня!

Газовая турбина / Дизельные двигатели / Газовые двигатели ｜ Ресурсы, энергия и окружающая среда ｜ Продукция ｜ IHI Corporation

IHI ​​предлагает широкий спектр продукции для выработки энергии, включая газовые турбины, дизельные двигатели и газовые двигатели с энергосистемами простого цикла, когенерации и комбинированного цикла.Мы также предоставляем удаленный мониторинг, техническое обслуживание двигателя и другие услуги на протяжении всего жизненного цикла продукта. Мы добиваемся сокращения выбросов NOx и CO2 за счет использования газовых турбин с высоким КПД и низким уровнем выбросов. Поставляем газовые турбины для быстроходных судов и других морских судов. Мы также поставляем полный спектр дизельных двигателей, от больших двигателей, способных работать на средних и низких скоростях, до моделей малых и средних размеров, обеспечивающих низкие, средние и высокие скорости. В наш разнообразный модельный ряд входят дизельные двигатели для наземных генераторов.

---

Газотурбинные системы выработки энергии

Газотурбинная электростанция «LM6000»

Это электростанции класса 100 МВт, которые сочетают в себе две газовые турбины LM6000, два парогенератора с рекуперацией тепла и одну паровую турбину, чтобы производить самую эффективную в мире выработку электроэнергии, а также лучшие экологические характеристики и надежность.

Газотурбинная электростанция «ЛМ2500»

Это электростанции класса 20–30 МВт, в которых используется высокоэффективная и очень надежная газовая турбина LM2500, созданная на основе легкого и компактного авиадвигателя.

---

Системы когенерации

Газотурбинная когенерационная установка «IM270»

Это типичные энергосберегающие системы, которые вырабатывают 2 МВт мощности и 6 тонн пара в час за счет комбинации нашей оригинальной спроектированной и разработанной газовой турбины IM270 с высоким КПД и низким уровнем выбросов NOx и парогенератора-утилизатора.

Когенерационная система «IM400 IHI-FLECS»

Это системы когенерации класса 4–6 МВт и оригинальные системы когенерации IHI, которые могут изменять выработку как электроэнергии, так и тепла (пара) в соответствии с потребностями.Если есть избыток пара, он может быть преобразован в выработку электроэнергии для рекуперации энергии.

---

Двигатели среднего / большого размера

Двухтопливный двигатель «DU-WinGD 6X72DF»

Это двухтопливный двигатель, использующий технологии сгорания с предварительным смешиванием и обедненной смесью, которые считались технически сложными для низкооборотного двухтактного двигателя.
Это большая особенность, позволяющая существенно снизить количество выбросов NOx двигателем.

Дизельный двигатель

«DU-Win GD 9X82»

Двигатели X — это двигатели нового поколения, которые разработаны и спроектированы с высокой эксплуатационной гибкостью, чтобы адаптироваться к различным условиям работы двигателя и удовлетворить требования более низкого расхода топлива.Двигатели 9X82 устанавливаются на контейнеровозы компании NYK 14 000 TEU в качестве главного двигателя. Эти двигатели 9X82 оснащены «двойной рейтинговой системой», которая включает функции оптимизации двух диапазонов мощности для работы с высокой и низкой нагрузкой. Эта «Двойная рейтинговая система» — лучшая в мире технология, которая позволяет судам значительно снизить потребление топлива и снизить выбросы CO2 для обоих диапазонов, что значительно способствует экономии эксплуатационной энергии при эксплуатации судна.

DU-S.E.M.T. Дизельный двигатель Pielstick

Четырехтактный среднеоборотный двигатель, используемый в качестве основного двигателя для больших паромов и патрульных катеров береговой охраны, а также в качестве генератора для наземных электростанций.

Дизельный двигатель NIIGATA «28AHX»

Дизельный двигатель — это «экологичный» среднеоборотный дизельный двигатель (от 2070 до 6660 кВт) следующего поколения, который, очевидно, соответствует нормам IMO Tier II NOx, а также ориентирован на будущее судовых двигателей.

Используемый на земле для генераторов (от 2000 до 6300 кВт), дизельный двигатель обеспечивает высокий КПД и низкий расход топлива мирового класса, используя как DO, так и HFO.

Двухтопливный двигатель NIIGATA «28AHX-DF»

28AHX-DF — это экологически чистый двигатель, соответствующий нормам IMO Tier III по NOx в газовом режиме.В нем используется сжигание чистого газа, что позволяет соблюдать новые правила без селективного каталитического восстановления (SCR).

---

Системы выработки энергии на газовых двигателях

НИИГАТА Газовый двигатель «28АГС»

Газовый двигатель вносит значительный вклад в сокращение выбросов CO2 за счет высокоэффективной работы с использованием природного газа и городского газа, а также низкокалорийных газов, таких как газообразные в плавильных печах.
2000–6000 кВтэ, серия AGS с зажиганием от свечи зажигания и серия AG с микропилотным зажиганием поставляются как в Японии, так и за рубежом в качестве стационарных генераторов энергии.

---

Силовые установки

Азимутальное подруливающее устройство NIIGATA «Z-PELLER®»

Z-PELLER® — самая популярная силовая установка на мировом рынке буксиров.Заказчики высоко оценивают этот силовой агрегат за его высокое качество и долговечность.
Наша линейка Z-PELLER® предлагает непрерывную мощность от 735 кВт (1000 л.с.) до 3310 кВт (4500 л.с.), что позволяет нам реагировать на различные потребности клиентов.

---

Оборудование для впрыска топлива

Оборудование для впрыска топлива

NICO производит и поставляет так называемое оборудование для впрыска топлива, клапан впрыска топлива и насос впрыска топлива для 4-тактного двигателя Deisel для производителей двигателей, таких как отечественные производители двигателей, европейцы, корейцы и китайцы, а также компания Niigatra Power Systems, которая занимается производством двигателей. Материнская компания NICO.NICO также разрабатывает FIE с электрическим управлением (то есть CRS: Common Rail System), а также обычные механические FIE.

Ссылки

Запросы на продукцию

Прочие товары

Продукты

Консультации — Инженер по подбору | Понимание выбора топлива для системы резервного питания

Автор: Майкл Киршнер, Generac Power Systems, Вокеша, Висконсин.26 декабря 2012 г.

В первые дни коммерческого и промышленного резервного питания выбор топлива не был проблемой при выборе системы резервного генератора, потому что предпочтительным топливом всегда было дизельное топливо. Сегодня это не так. У инженеров и конечных пользователей есть несколько вариантов топлива на выбор, каждый из которых предлагает уникальные преимущества в различных областях применения.

Резервные генераторы энергии приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания, которые, в свою очередь, работают на ископаемом топливе.Дизельное топливо используется в системах резервного питания на протяжении десятилетий. Все большее распространение получает газообразное топливо, такое как природный газ или жидкий пропан. Уникальное сочетание этих видов топлива обеспечивает дополнительные варианты топлива. Например, двухтопливные генераторы работают либо на природном газе, либо на парах сжиженного нефтяного газа, в зависимости от того, какое топливо доступно в данный момент. Двухтопливные генераторы работают одновременно на дизельном топливе и природном газе и используют преимущества каждого из них.

Бензин заметно отсутствует в этом списке, потому что, как правило, это плохой выбор топлива для систем резервного питания.Он не только чрезвычайно летуч по сравнению с дизельным или газообразным топливом, что затрудняет его хранение в больших количествах, но и по сравнению с дизельным топливом имеет значительно более низкую тепловую плотность. Кроме того, бензин нелегко использовать в сочетании с газообразным топливом. Таким образом, коммерческие и промышленные системы резервного питания редко — если вообще когда-либо — работают на бензине.

Дизельное топливо

Как упоминалось ранее, дизельное топливо было традиционным предпочтительным топливом для коммерческих и промышленных приложений резервного питания (см. Таблицу 1).Среди преимуществ дизельного двигателя — его высокий тепловой КПД, который может обеспечить низкие капитальные затраты на 1 кВт в приложениях с большой мощностью — обычно 150 кВт или более. Поскольку дизельное топливо необходимо хранить на месте, дизельные генераторы также могут обеспечивать резервное питание в отдаленных районах, которые не имеют преимуществ инфраструктуры природного газа. По той же причине сегменты рынка с критически важными приложениями, такие как больницы и центры обработки вызовов 911, часто выбирают дизельные генераторы, потому что топливо на месте помогает обеспечить надежность.Наконец, поскольку дизельное топливо так долго использовалось в системах резервного питания, на рынке бытует мнение, что дизельные двигатели являются наиболее надежными первичными двигателями для систем резервного питания.

Несмотря на широкое распространение, дизельное топливо имеет свои недостатки. Например, Агентство по охране окружающей среды США требует использования дизельного топлива со сверхнизким содержанием серы (ULSD) во всех резервных генераторах. ULSD проходит дополнительные процессы очистки, что делает его менее стабильным, чем традиционное дизельное топливо.Если не проводить техобслуживание, дизельное топливо со временем разлагается. В течение первого года хранения он будет страдать от окисления, которое происходит, когда углеводороды реагируют с кислородом с образованием тонкого осадка и смолы. При попадании в двигатель эти загрязнения могут засорить топливный фильтр и топливные форсунки. Аналогичным образом микроорганизмы могут загрязнять топливо. Вода, которая может попасть в топливную систему в виде конденсата, способствует росту бактерий и грибков. Эти микроорганизмы фактически питаются самим топливом. Если дать им возможность расти, они могут образовывать студенистые колонии, которые также могут засорить топливные системы.Кроме того, их отходы имеют кислую природу, что может привести к коррозии топливного бака.

Это серьезные проблемы для приложений резервного питания. Генератору на дизельном топливе с емкостью бака, рассчитанной на 72 часа работы при полной нагрузке, может легко потребоваться около 20 лет, чтобы сжечь один бак топлива, при условии типичного уровня нагрузки 60%, еженедельных тренировок на холостом ходу и средних отключений электроэнергии всего 4 часа в год. Однако эти проблемы можно смягчить, внедрив план постоянного тестирования и обслуживания топлива, который регулярно удаляет воду и осадок из топливного бака.Для аварийных приложений техническое обслуживание топлива требуется в соответствии с кодом в NFPA 110: Стандарт для аварийных и резервных систем питания. Этот тип программы технического обслуживания увеличивает общую стоимость владения генераторной установкой, что также необходимо учитывать. Автоматические устройства для очистки топлива, которые состоят из насоса и системы фильтрации, увеличивают первоначальные затраты на резервную систему питания, но снижают текущие затраты на техническое обслуживание топлива. Планы обслуживания вручную обходятся дороже в долгосрочной перспективе.

Для некоторых применений дизельные генераторы также должны соответствовать более строгим стандартам выбросов Tier 4 для стационарных дизельных двигателей внедорожной техники, принятым Агентством по охране окружающей среды, с начальным вводом в эксплуатацию в 2011 году.Однако правило уровня 4 влияет на «аварийные» и «неаварийные» генераторы по-разному, потому что время работы — и, следовательно, выбросы — для каждого из них, как правило, очень разные. EPA определяет аварийный генератор энергии как «генератор, единственной функцией которого является обеспечение резервного питания при отключении электроэнергии от местной электросети». Для аварийных приложений требуется только соответствие EPA Tier-2 / Tier-3. Для сравнения, неаварийный генератор — это генератор, который не используется исключительно для аварийного питания, например, для управления нагрузкой / снижения пиковых нагрузок.В неаварийных приложениях применяются требования Уровня 4 по выбросам. Таким образом, при рассмотрении дизельного топлива в качестве топлива в резервной энергосистеме необходимо учитывать влияние приложения на требования к выбросам от генератора.

По сравнению с газообразным топливом текущие затраты на дизельное топливо (и бензин) относительно высоки. Высокая стоимость барреля сырой нефти, а также дополнительные правила EPA по выбросам двигателей увеличили общую стоимость как дизельных двигателей, так и топлива. По состоянию на май 2012 года стоимость дизельного топлива для внедорожников составляла примерно 3 доллара.46 / галлон (оценка основана на средней стоимости галлона дорожного дизельного топлива по данным Управления энергетической информации США за май 2012 г., за вычетом оценки стоимости государственных и федеральных акцизных сборов, которые применяются только к трасса солярка). Для сравнения, коммерческие цены на природный газ в мае 2012 года составляли 8,09 долларов за тысячу кубических футов (по данным Управления энергетической информации США). Дизель-генератор мощностью 150 кВт, работающий в течение 24 часов на дизельном топливе при полной нагрузке, вероятно, потребляет 260 галлонов или около 900 долларов дизельного топлива.Аналогичный блок, работающий на природном газе, работающий с полной нагрузкой в ​​течение того же времени, вероятно, потребляет около 48 000 кубических футов, или около 388 долларов США. Таким образом, при рассмотрении дизельного топлива для системы аварийного резервного питания, учитывайте среднюю продолжительность отключения электроэнергии, которая повлияет на приложение, чтобы спрогнозировать затраты на топливо и определить, являются ли они приемлемыми.

Природный газ

В прошлом использование газообразного топлива в промышленных приложениях резервного питания не применялось из-за экономической эффективности, удельной мощности и представлений о долговечности и надежности топлива.Однако последние технологические инновации изменили это. Эти инновации включают упрочненные клапаны и седла, а также оптимизированные топливно-воздушные смеси. Оптимизация частоты вращения двигателя стала значительным улучшением. Исторически генераторы были сконфигурированы для прямого подключения к четырехполюсному генератору переменного тока, который ограничивал частоту вращения двигателя до 1800 об / мин. Внедряя трансмиссию с шестеренчатым приводом или двухполюсные генераторы переменного тока, производители генераторов смогли оптимизировать мощность и производительность двигателей с искровым зажиганием.Это улучшило переходные характеристики, снизило нагрузку на подшипники двигателя и увеличило удельную мощность. Одним словом, это означает более мощные двигатели и снижение капитальных затрат.

В частности, что касается природного газа в качестве топлива для резервных энергосистем, ключевым преимуществом является длительный срок службы (см. Таблицу 2). Поскольку природный газ поставляется коммунальным предприятием, а не хранится в ограниченном количестве на месте, дозаправка не является проблемой, независимо от продолжительности отключения электроэнергии. Именно это преимущество, в частности, является ключевым аргументом в пользу решений резервного питания для жилых помещений.

Природный газ более экологичен, чем дизельное топливо. Двигатели, работающие на природном газе, не только выделяют меньше NO _X и твердых частиц, чем сопоставимые двигатели, работающие на дизельном топливе, они также позволяют избежать проблем с герметизацией топлива и экологических проблем, связанных с хранением больших количеств дизельного топлива. Кроме того, поскольку это газ, его утечка не вызывает беспокойства. По этим причинам местные правила, применимые к сдерживанию топлива, значительно менее строги, чем правила для двигателей, работающих на дизельном топливе, что значительно снижает затраты на соблюдение этих требований.

Автомобильные двигатели с искровым зажиганием также более доступны в больших объемах, что делает их более экономичными компонентами для производителей генераторов. Кроме того, они, как правило, более экономичны, чем дизельные двигатели аналогичного размера. Это означает, что системы резервного питания на газовом топливе, как правило, имеют меньшую стоимость за кВт в приложениях с резервным питанием с одним двигателем 150 кВт и ниже. Для приложений с более высокой мощностью газовые генераторы могут быть сконфигурированы так, чтобы объединить их выходную мощность в интегрированном подходе к параллельному подключению генераторов (см. Рисунок 1).Их общая экономическая эффективность в сочетании с преимуществами надежности и масштабируемости, обеспечиваемыми интегрированным параллельным подключением (по сравнению с одним очень большим дизельным генератором), может сделать их привлекательными альтернативами даже в крупных приложениях. В приложениях, требующих, чтобы генератор принял на себя аварийную нагрузку в течение 10 секунд, систему можно настроить так, чтобы первый подключенный генератор был достаточно большим для этой нагрузки. Этот первый генератор может удовлетворить требование 10 секунд, в то время как остальные генераторы могут подбирать другие категории нагрузки.

Длительное время работы природного газа, к сожалению, приводит к очевидным недостаткам: он доставляется коммунальным предприятием, и, как таковой, его доступность находится вне контроля предприятия. Многие компетентные органы предпочитают хранение топлива на месте (AHJ), потому что вопрос о его доступности не возникает. Как правило, этого требует NFPA 70: Национальный электротехнический кодекс, статья 700: Аварийные системы для нагрузок аварийных систем во многих муниципалитетах. В то время как природный газ в основном доставляется по подземным трубопроводам, на которые обычно не влияют суровые погодные условия, вырывающие электроэнергию, инфраструктура природного газа не является надежной на 100%.Инженеры должны работать с местной газовой компанией и AHJ, чтобы понять надежность газовой инфраструктуры по сравнению с местным дизельным топливом. Также работайте с владельцем системы, чтобы убедиться, что на объект не распространяется политика ограничения, которая может перекрыть подачу природного газа на усмотрение местного коммунального предприятия. Нередко надежность природного газа бывает благоприятной во многих сферах применения, когда полностью осознаются проблемы заправки и порчи топлива.

НД топливо

Системы резервного питания, работающие на сжиженном нефтяном топливе, могут работать в конфигурациях с жидким или паром сжиженного нефтяного газа.Пары НД, пожалуй, более распространены в системах резервного питания (см. Таблицу 3). Все общие преимущества газового топлива, описанные ранее, применимы и к топливу LP, включая более низкую стоимость киловатта в однодвигательных приложениях с резервной мощностью 150 кВт и ниже. Как топливо с искровым зажиганием, LP топливо используется в двигателях автомобильного типа, адаптированных для его использования.

Помимо общих преимуществ LP как газообразного топлива, LP необходимо хранить на месте, как и дизельное топливо. Таким образом, сжиженный нефтяной газ может стать приемлемой альтернативой дизельному топливу в виде газообразного топлива для приложений, требующих местного топлива.Инженеры-консультанты также должны изучить этот вопрос со своими клиентами, прежде чем выбирать дизельное топливо. LP соответствует тем же требованиям, предъявляемым к работе на объекте, но не вызывает опасений по поводу порчи топлива.

Недостатки сжиженного нефтяного газа действительно создают большие проблемы при проектировании системы. Независимо от того, работает ли система в конфигурации жидкого или парообразного НД, топливо НД хранится под давлением в виде жидкости. В конструкциях с паровым топливом НД это жидкое топливо должно вводиться в камеру сгорания двигателя в виде пара.Поскольку его температура кипения составляет -44 F, испарение происходит естественным образом внутри топливного бака при температуре окружающей среды. Однако управление этой скоростью кипения (скорость, с которой жидкое топливо низкого давления превращается в пар) является конструктивным соображением. При реализации систем резервного питания паров НД необходимо учитывать температуру окружающей среды, размер топливного бака НД и уровень расхода топлива генератором.

Для сравнения, системы резервного питания, работающие на жидком низком давлении, не полагаются на естественное испарение низкого давления внутри топливного бака для подачи необходимого количества топлива в генератор.Вместо этого для этих систем требуется испаритель для преобразования жидкости под давлением в пар в достаточных количествах перед подачей ее в двигатель генератора для сгорания. Испарители позволяют подбирать резервуары по времени работы, а не по скорости кипения. Обычно испаритель встроен в внешний генератор. Однако это не тот случай, когда генератор находится внутри здания. Поскольку большинство строительных норм и правил не допускают использование жидкого сжиженного нефтяного газа внутри здания, будь то хранилище или трубопровод, испаритель должен быть установлен вне помещения.Испаритель требует некоторой формы тепла, генерируемого изнутри или извне.

Двух- и двухтопливные системы

Один из способов смягчить проблемы надежности, которые неизменно возникают при обсуждении топлива на месте по сравнению с топливом, поставляемым коммунальными предприятиями, — это указать систему, в которой используются оба топлива — либо по одному, либо одновременно. Этим критериям соответствуют двухтопливные и двухтопливные системы (см. Таблицу 4).

Как упоминалось ранее, двухтопливная система может работать либо на парах сжиженного нефтяного газа, либо на природном газе, в зависимости от того, что доступно в данный момент.Система обычно запускается и работает на природном газе, и если подача этого топлива прерывается, она переключается на местный источник топлива LP. Эта конфигурация очень популярна для генераторов мощностью до 150 кВт.

Для более крупных приложений привлекательным вариантом является двухтопливная система, которая одновременно сжигает дизельное топливо и природный газ в одном двигателе (см. Рис. 2). Двухтопливные генераторы запускаются на 100% дизельном топливе, которое воспламеняется при температуре от 500 до 750 F и служит пилотным топливом.После выполнения определенных критериев, таких как принятие электрической нагрузки, контроллер генератора вводит природный газ в топливную смесь. При сгорании дизельного топлива происходит воспламенение природного газа, температура воспламенения которого намного выше — от 1150 до 1200 F. Поскольку контроллер генератора добавляет природный газ, функция регулирования нормальной скорости двигателя снижает количество дизельного топлива, поступающего в двигатель. Процесс продолжается до тех пор, пока не будет достигнута оптимальная топливная смесь, обычно 75% природного газа и 25% дизельного топлива.Если нагрузка увеличивается, переходный процесс сначала будет устраняться с помощью дизельного топлива, после чего природный газ будет добавлен обратно в систему, чтобы соответствовать новому более высокому уровню нагрузки.

Двухтопливные генераторы извлекают выгоду из преимуществ надежности как дизельного, так и газового топлива, сводя к минимуму их соответствующие недостатки. Первоначальные затраты на двухтопливные генераторы обычно на 15-30% выше, чем у дизельных генераторов. Однако, поскольку природный газ, а не дизельное топливо, является преобладающим топливом в двухтопливном генераторе, время работы увеличивается, а требования к хранению топлива на месте (и связанные с ними затраты на техническое обслуживание) снижаются.Кроме того, поскольку топливо на месте остается частью системы, повышается надежность. В случае отказа подачи природного газа — из-за того, что он был отключен от электросети или по иным причинам — генератор может работать на 100% дизельном топливе.

Заключение

Прошли те времена, когда все системы резервного питания работали исключительно на дизельном топливе. Хотя дизельное топливо остается популярным источником топлива, инженеры и конечные пользователи могут выбирать из нескольких дополнительных вариантов топлива: природный газ, топливо сжиженного нефтяного газа (жидкое и парообразное), двойное топливо (природный газ или пар сжиженного нефтяного газа) и биотопливо (природное топливо). газ и дизель работают одновременно).Каждый из них предлагает уникальные преимущества. Инженеры-консультанты должны найти время, чтобы узнать, как можно применить каждый из этих источников топлива, чтобы они могли дать наилучшие рекомендации своим клиентам. Как всегда, обязательно проконсультируйтесь с местным AHJ, чтобы понять его политику в отношении использования определенного топлива в той или иной области применения. Знание ваших вариантов сделает эти беседы более плодотворными.

---

Кирхнер — менеджер по технической поддержке компании Generac Power Systems, Вокеша, Висконсин, где он поддерживает и обучает всем промышленным продуктам.Он получил степень бакалавра электротехники и степень магистра делового администрирования в Университете Висконсина. Он работает в компании Generac Power Systems с 1999 года.

---

Библиография

Зейтц, Джон С., Расчет потенциала выбросов (PTE) для аварийных генераторов. Меморандум, Агентство по охране окружающей среды США, 1995 г.

Дизельный генератор — Energy Education

Дизельный генератор, принадлежащий и управляемый Yukon Energy в Уайтхорсе Юкон, Канада ^[1]

Дизель-генераторы — очень полезные машины, вырабатывающие электричество путем сжигания дизельного топлива.В этих машинах для выработки электроэнергии используется комбинация электрического генератора и дизельного двигателя. Дизельные генераторы преобразуют часть химической энергии, содержащейся в дизельном топливе, в механическую энергию посредством сгорания. Эта механическая энергия затем вращает кривошип, чтобы произвести электричество. Электрические заряды индуцируются в проводе, перемещая его через магнитное поле. В электрическом генераторе два поляризованных магнита обычно создают магнитное поле. Затем вокруг коленчатого вала дизельного генератора много раз наматывается провод, который помещается между магнитами и в магнитном поле.Когда дизельный двигатель вращает коленчатый вал, провода перемещаются в магнитном поле, что может вызвать электрические заряды в цепи. Общее практическое правило заключается в том, что дизельный генератор будет использовать 0,4 л дизельного топлива на 1 кВт · ч произведенного. Используемый дизельный двигатель по сути является двигателем внутреннего сгорания. В отличие от бензинового двигателя, дизельный двигатель использует теплоту сжатия для воспламенения и сжигания топлива, впрыснутого в камеру впрыска. Как правило, дизельные двигатели имеют самый высокий тепловой КПД среди двигателей внутреннего сгорания, что позволяет достичь приблизительного процента КПД Карно.Дизельные двигатели могут работать на многих производных сырой нефти. Топливо, которое дизельный двигатель может использовать для сгорания, включает природный газ, спирты, бензин, древесный газ и дизельное топливо. ^[2]

Универсальность

Дизель-генераторы используются во многих универсальных приложениях по всему миру. Обычно они устанавливаются в сельской местности, где они подключены к электросети и могут использоваться как основной источник энергии или как резервная система. Дизель-генераторы также могут использоваться для компенсации пиковой потребности в мощности в сети, потому что их можно быстро включать и выключать, не вызывая задержки.Генераторы, используемые в жилых помещениях, могут иметь диапазон от 8 до 30 кВт, а генераторы, используемые для коммерческих помещений, могут варьироваться от 8 кВт до 2000 кВт. На больших кораблях также используются дизельные генераторы для вспомогательных целей, которые могут варьироваться от фонарей, вентиляторов и переключателей до дополнительной мощности двигательной установки.