Рейтинг производителей дизельных двигателей.

Рейтинг производителей дизельных двигателей

Инжиниринговая компания «AllGen», стремясь предоставлять нашим настоящим и потенциальным заказчикам максимально возможную информацию по всем аспектам выбора и эксплуатации современных дизельных электростанций, предлагает уникальный рейтинг производителей дизельных двигателей, используемых в качестве силовых установок на энергогенерирующем оборудовании высшего класса качества и надежности.

Необходимо отметить, что данный рейтинг, а также алгоритм и принцип его построения, является единственным и не имеет аналогов в России и во всем мире. До «AllGen» ни одна профильная компания не создавала подобного решения и не проводила данных исследований. Между тем необходимость разработки системы, на основе которой можно было бы достоверно определять, насколько привлекательными, надежными и оптимальными являются двигатели того или иного производителя, назрела достаточно давно.

В настоящее время на отечественном рынке энергогенерирующего оборудования и систем представлено огромное разнообразие различных брендов и производителей, и ориентироваться в них непрофессионалу достаточно сложно.

Двигатель является основой любой дизель-генераторной установки, и именно он определяет ресурс, качество и надежность работы электростанции в различных условиях эксплуатации. Выбирая ДГУ необходимо обращать внимание не только на компанию-производителя, но и на двигатель, установленный в данной модели оборудования.

Работая на рынке достаточно долгое время, мы неоднократно сталкивались с ситуацией неоднозначной оценки различными специалистами производителей двигателей для электростанций. При этом зачастую критерии, по которым рекомендовались те или иные моторы, были весьма субъективными. В то же время силовые установки различных брендов, как и любое оборудование, имеют определенные различия, как в качественном, так и эксплуатационном отношении. Именно поэтому мы решили провести исследование и составить собственный рейтинг, в котором учитывалось бы большинство критериев, в том числе и мнения экспертов, что позволяет максимально точно и объективно, на наш взгляд, отражать позиции каждого производителя по сравнению с конкурентами.

Разработанный нами алгоритм построения рейтинга основан на учете 38 отдельных параметров, из которых только шесть является субъективными, основанными на мнении специалистов «AllGen» и ведущих экспертов рынка. Все остальные параметры вычисляются путем сравнения характеристик продукции конкретного производителя с аналогичными усреднёнными характеристиками оборудования всех других брендов, представленных в каталогах нашей компании. Отдельно стоит отметить, что рейтинг не является статической единицей и постоянно обновляется в режиме on-line, что позволяет ему всегда оставаться максимально объективным и актуальным.

При этом для удобства получения информации нашими клиентами, мы отдельно выделили четыре наиболее важных показателя, в том числе:

• «Качество сборки», определяемое на основе нескольких совокупных показателей, в том числе: качество используемых комплектующих, количества случаев гарантийных обращений владельцев электростанции построенных на базе данного дизельного двигателя, суммарного КПД двигателя, экономичности, экологичности и некоторых других характеристик.
• «Цена/качество» — усредненный показатель, построенный на основе соотношения анализа работы данных двигателей по сравнению с аналогичным показателем других производителей.
• «Сервис и гарантия» — здесь учитывается качество и доступность ремонта, сервисного и технического облуживания, быстроту реагирования на обращения и др.
• «Ассортимент»
  — оценка линейки моделей конкретного производителя исходя из его возможностей предлагать наиболее оптимальные решения для каждого конкретного варианта применения.
• «Популярность». Характеризует относительную оценку количества запросов в нашу компанию о покупке оборудования конкретного производителя.

Составляя рейтинг мы не ставили своей целью создать единственный механизм выбора производителя силовых установок для энергогенерирующего оборудования, но лишь стремились облегчить нашим заказчикам процесс подбора необходимой электростанции, оптимальной для конкретных условий её эксплуатации. Если вы по каким-либо причинам не можете согласиться с представленной здесь итоговой таблицей, мы с удовольствием выслушаем ваши возражения, мнение и предложения, которые можно отправить по электронной почте на e-mail адрес [email protected].

Рейтинг производителей дизельных двигателей

Дизельные системы впрыска — принцип работы, типы

Cистемы впрыска дизтоплива Сommon Rail, решения с  насос-форсунками, рядным и распределительным ТНВД.  Особенности, принцип работы.

Системы впрыска дизельного топлива – далее по тексту также СВДТ – это системы питания ДВС. Функционируют на дизельном топливе – смеси газойлевых соляровых и керосиновых фракций, которые предварительно прошли специальную обработку. Но речь идёт именно о наличии соляровых фракций которые прошли щелостную очистку, а не о классической солярке с недостающим уровнем вязкости и выкипающей при температуре 240-400 °C 

Также в дизельных двигателях в качестве альтернативной топливной смеси может использоваться «Bio-Diesel» – смесь моноалкильных эфиров жирных кислот. Как правило, Bio-Diesel делают из рапсового масла.

Принцип работы

Воспламенение – результат сжатия и нагрева дизельного топлива под высоким давлением в цилиндрах. То есть на деле мы имеем дело с самовоспламенением впрыскиваемого топлива при его контакте с горячим воздухом. Все процессы происходят внутри. Этот принцип диаметрально противоположен бензиновым системам, у которых топливо воспламеняется от искры зажигания – внешнего источника.

Чтобы понимать, как функционируют системы впрыска топлива дизельного двигателя, важно чётко разбираться, за что ответственен каждый её элемент.

СВДТ включает в себя: 

1. Топливный бак. В нём непосредственно и хранится топливо.
2. Насосное оборудование для подкачки топлива из бака.
3. Фильтры грубой и тонкой очистки топлива. Главная функция – защита от загрязнений форсунок.
4. ТНВД (топливный насос высокого давления). Самый сложный узел дизельного ДВС. Прямая задача ТНВД – не просто создавать давление, а распределять топливо по цилиндрам, то есть регулировать его объем.
   Исключение – СВДТ Common Rail. У них сразу создаётся оптимальный уровень давления. А остальные задачи решаются посредством инжектора. Установку ТНВД считают одну из наиболее сложных, но важных задач мастера. Точность взаимного позиционирования кулачкового вала ТНВД по отношению к коленчатому валу двигателя напрямую влияет на мощность ДВС и его топливную эффективность (экономичность). 
5. Форсунку. Корпус с клапаном.
6. Сливную магистраль. Топливо из камеры управления вытекает через дроссель в сливную магистраль.

Высокое давление создаёт идеальные условия для того, чтобы свежий заряд во время такта сжатия нагревался до температуры, которая превышает температуру воспламенения.

Работа осуществляется по следующей схеме:

• Давление действует на поршень.
• Поршень через шатун и кривошип коленчатого вала побуждают двигатель совершать полезную работу.
• СВДТ дозирует само топливо, ориентируясь на текущую нагрузку ДВС.
• Впрыск осуществляется на протяжении определенного промежутка времени с заданной интенсивностью.
• Топливо распределяется по всему объему камеры.
• Проводится фильтрация топливной смеси.
• Топливо поступает в насосы, форсунки.

Типы дизельных систем питания

Решающее влияние на конструкцию системы впрыска дизельного двигателя оказывает способ подачи и распыливания.

Существует 4 основных типа СВДТ:

• С рядным насосом. Системы с рядным ТНВД, работающие за счёт плунжерных пар, количество которых равно количеству цилиндров в системе. “Прародитель” СВДТ.
• С насосом распределительного типа . Каждая секция взаимодействует с одним цилиндром. 
• Системы с насос-форсунками. ТНВД и форсунки консолидированы в единый узел. Плюс такого решения очевиден: нет препятствий для создания и поддержания высокого давления (включая давление более 2000 кг/см2). 
• Сommon Rail. Системы с электромагнитным клапаном. Обеспечивают электронное управление цикловой подачей.  СВДТ знакома потребителю в двух модификациях: селективного и накопительного типа. Разница — в используемых каталитических конвертерах.

СВДТ с рядным насосом и насосом распределительного типа установлены, преимущественно, на старых авто: с рядным насосом –  на грузовиках, спецтехнике, с насосом распределительного типа — на легковых авто, на старых легковых авто и грузовом транспорте с небольшими габаритами.   

На рисунке — решения с рядным и распределительным ТНВД.

Если сравнивать рядные насосы и распределительные ТНВД, то важно понимать насосы распределительного типа полезны, когда нужны очень компактные и лёгкие решения. Рядные топливные насосы – при поиске оптимального варианта для ДВС тяжёлой техники.

Но будущее — за Сommon Rail и насос-форсунками. При этом особенно на практике хорошо себя зарекомендовали решения с индивидуальными — PLD-секциями. Плунжерная пара и управляющий элемент у них отделены от впрыскивающего элемента – форсунки, и соединены трубкой высокого давления.

Мастера СТО, принимая на диагностику автомобили с  PDL-секций, могут гарантировать клиентам быстрое обнаружение неисправностей и ремонт  СВДТ. Это обусловлено тем, что при диагностике и дальнейшем ремонте не нужно “вклиниваться” в головку блока цилиндров. Доступ к узлу – незатруднённый, поэтому сервис – максимально  быстрый.

С рядным насосом

Конструкция с рядным насосным оборудованием появилась самой первой. Работает она по такому принципу:

• Цилиндр движется в гильзе, создаёт давление и сжимает топливо. 
• При достижении нужного давления открывается клапан. 
• Дизтопливо поступает к форсункам (количество форсунок в таких конструкциях всегда соответствует количеству плунжерных пар).
• Первые конструкции с рядным насосом были полностью механические, затем появились устройства с электромеханикой. Это облегчило регулировку цикловой подачи топлива. 

Решения сумели зарекомендовать себя как достаточно надёжные и с большим ресурсом, но есть у них и заметные недостатки:

• большой вес насосного оборудования,
• проблемы при создании больших показателей давления (особенно, если речь — о полностью механических конструкциях),
• низкое быстродействие,
• сомнительная точность дозирования топливной смеси.

Требования к качеству дизельного топлива значительно выше, нежели к бензину. Это можно связать с конструктивными особенностями СВДТ.

Качество процесса сгорания топливной смеси в цилиндре зависит от самого начала подачи дизельной смеси. Управление началом процесса осуществляется посредством регулятора начала подачи.

Непосредственно за регулировку объема топлива, подаваемого в цилиндр за один цикл, как понятно из текста выше, отвечает плунжерная пара. Расстояние между втулкой и плунжером очень маленькое (речь идёт о десятых микрона). Такие же цифры характеризуют и точность изготовления распылителей форсунок. Вот почему и требования к качеству дизтоплива очень высокие. Если в нём много примесей, топливная аппаратура быстро выходит из строя.

С  насосным оборудованием распределительного типа

Существенно улучшить ситуацию, найти оптимизированное решение, которое позволяет достигать большего давления, позволяют системы впрыска дизельного топлива распределительного типа. Да, существует зависимость давления от оборотов ДВС. Но, главное, в этом случае все под полным контролем.

Устройства с рядным насосом бывают механическими и с электрорегулировкой.

Плунжерная пара у первых ТНВД была всего одна, у более поздних моделей — с ротором — плунжерных пар несколько. Такие решения — более производительные.  При этом плунжерная пара (или несколько пар) связаны сразу с несколькими форсунками: двумя, четырьмя, шести.

Плунжер совершает сразу два типа движений — вращательное и поступательное. Таким образом, в зоне его ответственности — как подача, так и распределение топливной смеси.

В противовес устройствам с рядным насосом габариты — существенно меньше, топливная экономичность — больше, но надежными такие системы назвать нельзя.  Если случается неисправность насоса, то вся СВДТ может выйти из строя.

Ещё один значительный недостаток — чувствительность к завоздушиванию. В свое время это стало серьёзным поводом для “переключения” производителей на СВДТ другого типа (с насос-форсунками и и Сommon Rail).

Насос-форсунки

В СВДТ с насос-форсунками  форсунки и плунжеры  составляют единую конструкцию. Запуск узла осуществляется от распредвала (за счёт механической рейки + регуляторов или чаще электромагнитных клапанов — последние обеспечивают лучшую производительность и точность дозирования топливной смеси). 

Давление можно увеличивать максимально быстро и  при этом — на существенные значения. Это возможно благодаря тому, что магистрали высокого давления у СВДТ с насос-форсунками — очень короткие, а усилие от кулачков через коромысло направлено непосредственно к насос-форсунке.

Впрыск — многофазный:

• Предварительный. Обеспечивает смеси дальнейшую плавность сгорания. 
• Основной. Осуществляется при целенаправленном движении плунжера вниз, направлен на качественное смесеобразование во всех режимах работы ДВС. чем больше давление, тем больше дизеля впрыскивается в камеру ДВС.
• Дополнительный — очищающий. Плунжер продолжает двигаться вниз. Из фильтра интенсивно уходит сажа. 
• Кстати, у ряда автомобилистов часто возникает вопрос. “Сажа? Но откуда?” Ведь многие годы дизельные ДВС называли более чистыми, нежели бензиновые. Однако во внимание не бралось одно существенное «но». При сильном разгоне образуется достаточно много сажи.

Особенно эта проблема актуальна для решений с механическим управлением дозирования топливной смеси. Если же речь идёт о решениях, управляемых электроникой, всё существенно лучше, выхлопы — чище. 

А вот весомый плюс всех решений с насос-форсунками, так это то, что  производитель  может позволить более высокую мощность ДВС, нежели в случае с рядным и распределительным насосом, дизтоплива водителю требуется меньше, уровень шума существенно уменьшается.

Система впрыска дизельного двигателя Сommon Rail

Решение Сommon rail  (“общая магистраль”, аккумуляторная СВДТ позволяет организовать двойной впрыск. 

1. На первом этапе осуществляется предварительный впрыск небольшой порции топливной смеси.
2. На втором этапе проводится основной впрыск под высоким давлением. С Common Rail  нет проблем достигнуть давления 220 -300 МПа. 

Шумность работы и образование сажи в этом случае ниже, а топливная эффективность выше.

Благодаря организации электронного управления цикловой подачей в случае использования с электромагнитным клапаном можно существенно повлиять на показатель скорости, с которой топливоподающей система реагирует на изменение нагрузки и давления наддува.

Сначала в процессе задействован клапан цикловой подачи, а далее в работу вступает тактовый клапан управления моментом подачи. 

Common Rail обеспечивает возможность осуществить впрыск предварительной небольшой порции топлива, а только потом переходить к работе к основной порции дизтоплива, легко достичь ровной характеристики горения топливной смеси. Ведь в таких случаях давление получается удерживать практически стабильным.

Как и в случае с насос-форсунками работа ступенчата. Выделяется предварительный (на холостом ходу), основной (при увеличении нагрузки) и дополнительный впрыск (при нагрузке, достигающей плато).

Дизельные системы впрыска Common Rail создают идеальные условия для того, чтобы СВДТ соответствовали строгим экологическим нормам, ДВС были маломощными, производство компонентов было более дешевым, а диагностика — оперативной. Активным выпуском Common Rail заняты такие мировые гиганты, как BOSCH, DENSO, SIEMENS. СВДТ Common Rail активно устанавливается на Volvo, Volkswagen, Fiat,  Toyota, Alfa Romeo, Mazda, Ford, Nissan,Honda, Hyundai, Kia и др.

Комплексно изучить дизельные двигатели автомобилей, включая плунжерное насосное оборудование,систему непосредственного впрыска Common Rail поможет интерактивная электронная программа “Дизельные двигатели автомобилей”

Видеообзор интерактивной программы

Продление срока службы дизельных двигателей

Хотя в наши дни много говорят о господстве электромобилей в отрасли грузоперевозок, реальность такова, что сегодня не существует жизнеспособных электромобилей для всех видов грузовых перевозок. И, конечно же, существует целая проблема инфраструктуры зарядки, которую необходимо будет создать, прежде чем электромобили можно будет использовать для дорожных перевозок. В настоящее время электромобили имеют смысл для ближнемагистральных перевозок, операций с возвратом на базу и в качестве терминальных тягачей. В то время как технология EV будет продолжать развиваться, автомобили с дизельным двигателем не исчезнут в ближайшее время.

«Дизельное топливо останется доминирующей технологией в обозримом будущем», — сообщает Форум дизельных технологий.

Правительственные постановления и общественное давление направлены на сокращение выбросов от дизельных транспортных средств. Значительное сокращение выбросов твердых частиц и оксидов азота (NOx) уже достигнуто. Фактически, Форум дизельных технологий обнаружил, что 49% всех дизельных коммерческих автомобилей в США работают на экологически чистых дизельных двигателях. Этот процент, вероятно, возрастет по мере того, как старые автомобили будут заменяться более новыми, более чистыми.

См. также: Новейшие дизельные двигатели с низким уровнем выбросов и высокой эффективностью

Кроме того, производители двигателей и грузовиков вместе с другими отраслевыми поставщиками продолжают работать над тем, чтобы дизельные двигатели стали более эффективными и производили меньше выбросов, поскольку они будут дорога на долгие годы, особенно при дальних и тяжелых перевозках. Существующие аккумуляторные электрические технологии недостаточны для удовлетворения потребностей этих сегментов рынка.

В настоящее время разрабатывается несколько технологий для сокращения выбросов и снижения расхода топлива дизельными двигателями. Среди них деактивация цилиндра (CDA) и регулируемое срабатывание клапана (VVA). Эти технологии продемонстрировали улучшение расхода топлива и температуры выхлопной системы во всех циклах испытаний. Испытания также показали значительное снижение выбросов NOx, особенно в сегментах работы с минимальной нагрузкой и рабочим циклом.

Многие люди знакомы с деактивацией цилиндров, потому что она десятилетиями использовалась на легковых автомобилях. Можно отключить столько цилиндров, сколько необходимо, что повышает эффективность сгорания в периоды низкого крутящего момента. CDA также снижает выбросы за счет более высокой температуры выхлопных газов даже при низких нагрузках.

См. также: Деактивация цилиндра поможет снизить выбросы NOx и CO2

VVA в реальном времени регулирует открытие и закрытие клапана, поддерживая точный контроль движения клапана. VVA позволяет оптимизировать фазы газораспределения в двух рабочих точках, что дополнительно снижает расход топлива при работе с низкой нагрузкой.

Не сбрасывайте со счетов дизельный двигатель. Благодаря новым технологиям, которые делают дизельное топливо более эффективным при одновременном снижении выбросов, пройдет немало времени, прежде чем оно пойдет по пути динозавров и вымрет.

---

Робб Джанак — директор по новым технологиям в компании Jacobs Vehicle Systems. Его цель — разработать технологию для удовлетворения будущих потребностей клиентов. Работая в Jacobs, Джанак накопил более 25 лет опыта разработки моторного тормоза, клапанного механизма и регулируемого привода клапанов.

Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы — Требования к двигателю внутреннего сгорания (ДВС)

• Вы здесь: 
• декабря /
• воздух /
• АНПМС /
• дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы /
• Дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы — требования к двигателю внутреннего сгорания (ДВС)

• Поправки к нормам выбросов для поршневых двигателей внутреннего сгорания (PDF)
• Новое определение сельской Аляски (PDF)
• Сводка дат и федеральных правил по стационарным двигателям внутреннего сгорания для сельских и городских районов Аляски как для крупных, так и для территориальных источников (PDF)

Стационарные двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (CI) для городских районов Аляски:

• Владельцы и операторы стационарных двигателей CI с рабочим объемом менее 30 литров на цилиндр, подпадающих под действие стандарта New Source Performance Standard (NSPS), должны приобретать топливо, соответствующее требованиям. 40 CFR 80.510(b) для внедорожного дизельного топлива, для которого требуется максимальное содержание серы 15 частей на миллион.
• Владельцы и операторы стационарных двигателей CI с рабочим объемом 30 литров на цилиндр или более должны начать использовать серы с содержанием серы 1000 ppm с 1 июня 2012 года.

Городские районы Аляски должны следовать Стандартам производительности новых источников (NSPS) для стационарных двигателей, как это требуется для остальных 48 штатов, хотя некоторые положения были предоставлены отдаленным районам Аляски.

Стационарные двигатели внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия (CI) для сельских районов Аляски:

В первоначальном NSPS EPA согласилось отложить введение требований по сере для дизельного топлива, предназначенного для стационарных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в отдаленных районах Аляски, недоступных для Федеральной системы автомобильных дорог помощи, до 1 декабря 2010 г. , с Стационарные двигатели CI 2011 модельного года и более поздние, работавшие в сельской местности Аляски до 1 декабря 2010 г. Модели 2011 г. и более поздних моделей должны были соответствовать требованиям по содержанию серы 15 ppm для дизельного топлива.

В первоначальных окончательных правилах EPA разрешил штату Аляска представить альтернативный план выполнения требований для коммунальных предприятий электроснабжения, расположенных в отдаленных районах Аляски, недоступных для FAHS. Штату Аляска было предоставлено продление для предоставления альтернативного плана. 31 октября 2008 г. штат Аляска подал запрос на внесение нескольких изменений в NSPS, касающихся двигателей, расположенных в отдаленных районах.

Штат Аляска потребовал:

• разрешить применение требований владельца/оператора NSPS только к двигателям 2011 модельного года и позже;
• сохранить крайний срок 1 декабря 2010 г. для перехода регулируемых двигателей на ULSD;
• разрешает дальнейшее использование судовых дизельных двигателей с одноконтурной водяной рубашкой в ​​основных силовых установках;
• снять ограничения на использование топлива, смешанного с отработанным смазочным маслом, которое не соответствует топливным требованиям 40 CFR, часть 60, подраздел III;
• обзор требований к конструкции контроля выбросов, необходимых для соответствия новым стандартам выбросов NSPS в отношении усовершенствованной дополнительной обработки выбросов выхлопных газов.

EPA , признавая обстоятельства на удаленной Аляске, обнародовал несколько поправок для двигателей, используемых на удаленной Аляске для небольших объектов (местные источники).

Законодательство EPA :

• освободило все двигатели до 2014 модельного года от требований по содержанию серы в дизельном топливе;
• разрешил владельцам и операторам стационарных двигателей CI, расположенных в отдаленных районах Аляски, использовать двигатели, сертифицированные по стандартам судовых двигателей, а не по стандартам наземных внедорожных двигателей; и
• сняты требования по использованию устройств доочистки NOx, в частности СКВ, для двигателей, эксплуатируемых на удаленной Аляске;
• сняты требования по использованию устройств доочистки БДМ до 2014 модельного года;
• и допускала смешивание отработанного смазочного масла в объеме до 1,75% от общего количества топлива, при содержании серы в отработанном топливе менее 200 частей на миллион и отработанном смазочном масле «on-spec», т.