Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Содержание

советы, нюансы, правила :: Autonews

Современные дизельные двигатели разбивают старые мифы о том, что топливо для них является уделом медленных и чадящих грузовиков. Даже в России, где культура использования дизеля развита не так хорошо, как в Европе, в отдельных сегментах его доля оказывается очень высокой.

По данным аналитического агентства «Автостат», за девять месяцев 2019 г. в России было продано почти 100 тыс. дизельных легковушек, что составляет более 8% парка, а в сегменте внедорожников и больших кроссоверов она превышает 50%. При этом доля дизельных машин у бренда BMW в России составляет 70,6%, а Land Rover продает 79% таких автомобилей — хороший дизель обходит бензиновые моторы даже в сегменте автомобилей для водителя.

Чем технически отличается дизельный двигатель

Если в бензиновом двигателе горючая смесь воздуха и топлива формируется во впускном коллекторе, подается в цилиндр и там воспламеняется с помощью свечи зажигания, то в дизельном смесь самовоспламеняется от сжатия после того, как впрыскивается под высоким давлением в цилиндр с уже сжатым и нагретым воздухом, мгновенно образуя горючую смесь.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

В дизельном двигателе свечи зажигания не используются вовсе, а само топливо испаряется медленнее, поэтому вероятность возгорания минимальна. Благодаря использованию более жесткого и прочного блока цилиндров и элементов цилиндропоршневой группы дизельные моторы в целом долговечнее бензиновых, а сама конструкция менее требовательная к обслуживанию.

За что любят дизель

Главное преимущество дизеля — экономичность: при примерно равных мощностных характеристиках дизельный двигатель потребляет на треть меньше топлива, чем бензиновый. Даже те, кто не считает затраты на топливо, ценят большие пробеги без необходимости тратить время на заправках. Но важно при этом выбирать качественное топливо вроде «Дизель Опти» c улучшенными характеристиками от АЗС «Газпромнефть» — оно напрямую влияет на экономичность.

Дизельные моторы отличаются более высокой тяговитостью и большим крутящим моментом на низких оборотах. Это значит, что автомобиль с таким двигателем быстрее реагирует на акселератор и легко ускоряется в городском потоке, не тратя время на переключения передач.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Эта легкость с лихвой компенсирует более спокойное поведение на высоких оборотах, так как 99% времени автомобиль проводит в потоке транспорта, а не на треке. Кроме того, характеристики дизеля удобнее на бездорожье, где требуется крепкая и легко контролируемая тяга.

Что с зимним пуском и прогревом машины

Проблема зимнего пуска дизельного двигателя напрямую связана со свойствами самого топлива. Если летний дизель густеет при -5 градусах и не прокачивается через фильтры и трубопроводы топливной системы, то зимний может работать и при -45 градусах. В итоге любой исправный дизельный автомобиль с сезонным топливом и качественным моторным маслом пускается так же легко, как бензиновый.

Высокая эффективность дизельных двигателей обуславливает более медленный прогрев силовой установки, поэтому считается, что зимой они не могут нормально прогреть салон машины. На самом деле, любой современный мотор, включая бензиновый, не спешит отдавать тепло, но эта проблема легко решается двумя способами.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Во-первых, термостаты эффективно перераспределяют тепло двигателя, а во-вторых, почти все дизельные машины комплектуются дополнительными электрическими обогревателям салона, благодаря которым тепло начинает поступать в первые минуты после пуска.

Тем, кто любит садиться в уже теплый автомобиль, можно посоветовать систему дистанционного пуска, но лучше поставить более экологичный и экономичный предпусковой подогреватель, который работает на том же дизеле, но тратит его только на обогрев салона и прогрев охлаждающей жидкости двигателя. Такую опцию можно установить на все дизельные автомобили штатно или в специализированных мастерских.

Как правильно запускать двигатель

Для облегчения зимнего пуска дизель использует свечи накаливания — устройства, которые быстро прогревают камеру сгорания в течение нескольких секунд. После поворота ключа зажигания на панели приборов зажжется символ работы свечей (обычно спираль), который гаснет через две-пять секунд в зависимости от температуры двигателя — можно включать стартер.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

На автомобилях с кнопкой пуска двигателя все еще проще: после нажатия клавиши система сама выдержит нужную паузу до включения стартера.

В особенно холодных условиях можно несколько раз подряд включить свечи накаливания, поворачивая ключ зажигания, но не включая стартер, либо нажимая кнопку пуска без удержания педали тормоза (стартер в этом случае не включится). Но это уже избыточные меры для очень холодных зим, потому что современные дизели при использовании зимней солярки и правильных масел легко пускаются с первого раза после ночной стоянки даже в -30 градусов.

Каким топливом заправляться

Зимой дизель следует заправлять исключительно зимним дизтопливом, поэтому на крупных сетевых АЗС всегда тщательно соблюдают сезонность. Современные двигатели очень требовательны к качеству топлива, поэтому оно должно соответствовать всем действующим стандартам. Хорошее топливо не только обеспечивает надежный пуск, но и чистит топливную систему от нагара и отложений, заметно повышает экономичность машины и уменьшает стоимость ее содержания.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Именно так работает «Дизель Опти», который реализуется на заправках сети «Газпромнефть».

Еще одним преимуществом фирменного топлива является стабильность его характеристик на любой заправки сети. Так, во время испытаний топлива «Дизель Опти» подопытный Toyota Land Cruiser 200 заправлялся в разных регионах страны при температурах от -5° до +25° и демонстрировал абсолютную стабильность характеристик динамики, расхода и легкости пуска. После 7000 км пробега топливная система была разобрана, и инженеры отметили ее идеальное состояние, а некоторые характеристики даже улучшились благодаря очищающим свойствам топлива.

Кроме того, топливо «Опти» из года в год подтверждает свое высокое качество в экстремальном ралли-марафоне «Шелковый путь», который проходит по территории России, Монголии и Китая. Сеть АЗС «Газпромнефть» заправляет автомобили организаторов и участников ралли, заодно тестируя твое топливо в жесточайших условиях песчаных пустынь, безлюдных степей и крепких утренних морозов.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Турбина дизельного двигателя: устройство и ремонт механизма

Дизельный двигатель – это поршневой двигатель внутреннего сгорания, который работает соответственно с принципом самовоспламенения распыленного топлива, что получается в результате воздействия нагретого воздуха при предварительном сжатии.

Достаточно широким является разнообразие топлива для дизельного двигателя. Таким образом, сюда включаются практически все фракции от нефтеперегонной продукции: от самого простого керосина, и до мазуты, а также ряда других продуктов естественного происхождения – рапсового масла, фритюрного жира, пальмового масла и т.д.

Дизельный двигатель уникален, так как может даже работать на обычной, не переработанной сырой нефти.

Дизельные двигатели имеют несколько конструкций камер сгорания. В зависимости от этого существует и несколько типов дизельного двигателя:

1.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Дизельный двигатель с неразделенной камерой. Данная камера сгорания выполнена в поршне. Само топливо впрыскивается непосредственно через надпоршневое пространство. Главной особенностью данного типа двигателя является минимальное потребление топлива.

Несущественным, но все же недостатком, является повышенная шумность данного двигателя, в сравнении с его собратом. Сейчас же ведутся также интенсивные работы во блага нововведений, чтобы вышеуказанный недостаток был устранен. Так, в некоторых системах дизельных двигателей было основано устройства предвпрыска топлива в камеру сгорания, что снижает жесткость работы всего агрегата.

2. Дизельный двигатель с разделенной камерой. В данном виде дизельного двигателя существует дополнительная камера, в которою, собственно, и впрыскивается топливо. Вихревая, предкамерная камера в большинстве дизельных двигателей имеет непосредственную связь с цилиндром через специальный канал так, чтобы воздух при его сжатии, когда попадал в оную камеры завихрялся более интенсивно.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Это, в свою очередь, способствует тому, что начинается процесс отменного перемешивания воздуха с впрыскиваемым топливом, в результате чего происходит более полное сгорание топлива.

Именно данная схема очень долгий период считалась оптимальной для большинства легких двигателей и в основном использовалась на легковом типе автомобилей. Тем не менее, вследствие того, что экономичность не самая лучшая и оставляет желать лучшего, в последнее десятилетие происходит активное вытеснение этаких двигателей теми двигателями, которые имеют нераздельную камеру и иную систему подачи топлива.

1. Ремонт турбин дизельных двигателей – изучаем устройство механизма

Турбина являет собою крыльчатку, которая была насажена на вал. Через этот вал компрессор приводится в свою эффективную работу. Корпус его производится из жаропрочного сплава алюминия, а сам вал делают зачастую из стали среднелегированной. Именно эти детали практически не поддаются никакому ремонту и в том случае, если они выходят из строя, их необходимо заменять новыми.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Корпус самого турбонадува дизельного двигателя делается из чугуна. Весь процесс активной работы двигателя, по большей части, порождает износ постелей под подшипниками, а также гнезд уплотнительных колец. Сама улитка турбины отливается из чугуна, а уже за счет ее довольно не простой формы образуется определенный поток газов, который дает толчок к развитию и началу движения всего описанного агрегата.

Также, изготавливают алюминиевую отливку под улитку компрессора с небольшим местом для крыльчатки. В момент самого вращения через центральное отверстие компрессор затягивает воздух, после чего он сжимает его и нагнетает его в двигатель по кольцевому каналу.

Само устройство этого механизма не отличается особой сложностью. Тем не менее, для его изготовления нужна высокая точность литья, а также минимальные допуски при подборе деталей.

2. Ресурс турбины дизельного двигателя

Включение турбины дизельного двигателя происходит с самыми первыми его оборотами.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Заканчивается же уже немного позже его первичной остановки. При непосредственном пуске мотора выхлопные газы сразу же попадают в турбинную улитку, а это, в свою очередь, приводит вал с крыльчатками в движение.

На самих холостых оборотах у выхлопных газов наблюдается маленькое давление, вследствие чего вращение турбины и ее скорость не влияет на весь объем воздух, который попадает непосредственно в двигатель.

Увеличение количества выхлопных газов сопутствуется ростом оборотов. Вследствие этого процесса обороты турбокомпрессора увеличиваются, а турбина начинает свою эксплуатацию в штатном режиме. В автомобильном «мифовом» мире существует теория, что ресурс турбины у дизельного двигателя очень невысок.

Миф этот нужно развеять, так как он не соответствует действительности. Сам ресурс турбины дизельного двигателя сравняется по долговечности ресурса мотора. Он немного меньше чем он, так как это вызвано его деятельностью и спецификой работы.

Зачастую ресурс турбокомпрессора, вследствие плохого эксплуатирования и несоблюдения всех правил и рекомендаций производителей, снижается.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Сопутствуют этому следующие моменты:

1. Использование некачественной смазки.

2. Несвоевременная замена масла.

3. Резкий набор оборотов при холодном и непрогретом двигателе.

4. Остановка горячего двигателя, если он не выдерживается на холостом ходу.

5. Засор каналов масла. В результате этого перебои подачи смазки неизбежны.

Срок службы турбины никоим образов не является зависимым от уровня умения владения автомобилем водителя. Это миф. На практике же, эксплуатация турбины дизельного двигателя не имеет сложностей даже для новичков.

Для того, чтобы двигатель работал бесперебойно нужно соблюдать все те же правила, которые используются при использовании обычного мотора. Нужно лишь учитывать минимальные вышеуказанные нюансы.

3. Эксплуатация дизельного двигателя с турбиной

Нужна регулярная проверка состояния воздушного фильтра при эксплуатации дизельного двигателя и его турбины. Это нужно потому, что при загрязнении фильтра возникает большое давление на всасывании воздуха.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Это, в свою очередь, приводит к тому, что работоспособность и производительность компрессора снижается. Из-за того, что масло имеет высокую степень вязкости ощущается дефицит смазки при запуске холодного двигателя. Именно поэтому мотор с турбиной требует значительного прогрева перед началом полноценной работы.

Ниже указаны основные признаки при неисправностях турбин дизельного двигателя:

1. Двигатель не может набрать максимальные обороты, а также присутствует черный выхлоп. Это скорее всего вызвано из-за недостаточного поступления воздуха. Таким образом можно определить, что воздушный канал был загрязнен. Также, можно предположить, что выпускной коллектор разгерметизировался. Очень часто наблюдается утечка через слабые и неплотные соединения патрубков.

2. Также, о неисправности турбины может рассказывать синий цвет у выхлопного газа. Основной причиной этого может быть попадание масла в сам выхлопной коллектор. В данном случае нужно проверить целостность роторов, а также полное состояние всей сливной системы, которая идет от турбины непосредственно к двигателю.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Иногда в ней могут образовываться засоры и сужения.

3. Громкая работа двигателя также свидетельствует о неисправности его турбины. Для того, чтобы определить причины этого нужно очень тщательно проверить всю герметичность трубопроводов и легкость вращения оси у компрессора. Может быть такое, что были повреждены роторы, или деформированы, или чересчур потерты. В таком случае необходим демонтаж всего узла для полного осмотра и дальнейшего ремонта.

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.

Установка турбины на двигатель дизельный, бензиновый, принцип работы турбонаддува, эксплуатация

Автопромышленность развивается семимильными шагами, и для современных автовладельцев знания о различных новых автомобильных технологиях оказываются весьма полезными.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Двигатели с турбинами, роботизированные коробки передач и вариаторы, системы защиты автомобиля, навигация и многое другое — становятся новой реальностью.

В блоке полезной информации контакты ресурса https://sinkai.ru/brand/cummins/, где можно найти все необходимые запчасти для двигателя CUMMINS. Гильзы двигателя, коленвалы, блоки цилиндров, масляные насосы, турбины, шатуны и вообще все что необходимо для ремонта мотора.

А в данной статье поговорим о том, что дает установка турбины на бензиновый и дизельный двигатель, каковы отзывы и неисправности, особенности эксплуатации и ремонта турбин, разберем плюсы и минусы, принципы работы турбонаддува.

Действительно, едва ли можно встретить человека, которой ни разу в своей жизни не заметил бы машину, по крайней мере внешне ничем не отличающуюся от обычных, с небольшим шильдиком «turbo». И только посвященному в возможности турбонаддува известно, сколько интересного и захватывающего скрыто под этой скромной надписью.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Принцип работы турбонаддува

Немного физики. Перед автомобильными конструкторами стоит извечная проблема повышения мощности двигателя. Еще со школьной скамьи мы помним, что мощность мотора находится в прямой зависимости от объема сжигаемого за рабочий цикл топлива. Иначе говоря, чем больше горючего сжигается, тем большую мощность получают. Но не все так просто на пути увеличения количества лошадиных сил под капотом – как правило, здесь конструкторов-мотористов поджидает немало проблем.

Как известно, процесс горения топлива проходит в присутствии кислорода, поэтому
в цилиндрах фактически сгорает не топливо, а смешанные в определенном соотношении топливо и воздух. Особенности процесса топливного горения зависят, например, от состава горючего или режима работы мотора, и некоторых других факторов. К примеру, в случае бензиновых двигателей топливо и воздух находятся в соотношении один к 14–15, то есть воздуха требуется довольно много. Увеличить подачу топлива – не проблема, чего не скажешь о столь значительном увеличения подачи воздуха.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
В основе работы обычного ДВС лежит разница между давлением непосредственно в цилиндрах и атмосферным столбом, благодаря чему необходимый воздух попадает в двигатель самостоятельно. В этом случае получается прямая зависимость между объемом цилиндра и кислородом, который попадает в него на каждом цикле. По этому пути пошли американцы – выпущенные ими огромные двигатели имеют умопомрачительный расход горючего.

Как загнать в цилиндр больше воздуха? Первый способ увеличить в определенном объеме количество воздуха придумал немецкий инженер-конструктор Готлиб Вильгельм Даймлер. Это та самая светлая голова, чье имя стало частью названия знаменитой автомобильной марки Daimler Benz AG. 1885 год был ознаменован рождением нового мотора, который при своем незначительном весе и небольших размерах обеспечивал большую мощность. Воздух в него закачивался посредством специального нагнетателя, представляющего собой вентилятор (компрессор). Получив вращение напрямую от вала двигателя, он загонял сжатый воздух в цилиндры.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
В начале XX века швейцарскому инженеру-изобретателю Альфреду Бюхи удалось пойти еще дальше. Под его руководством в производственной фирме Sulzer Brothers проходили работы по разработке дизельных двигателей. С одной стороны ему категорически не нравились большие и тяжелые, к тому же маломощные моторы, с другой – не хотелось использовать и идею вращения приводного компрессора за счет энергии движка. Это и привело к поискам нового решения нагнетания воздуха. Так, в 1905 году впервые в мире было запатентовано новое устройство нагнетания, основанное на использовании энергии выхлопных газов в качестве движителя.

Идея турбонаддува – проста, как, впрочем, и все гениальное. Аналогично работе ветра по вращению крыльев мельницы, колесо с лопатками здесь крутят отработавшие газы. Ротор турбины, как называют маленькое колесо с большим количеством лопаток, и колесо компрессора посажены на один вал. Полученную конструкцию, турбонагнетатель или турбокомпрессор (лат.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews turbo – вихрь, compressio – сжатие) можно условно разделить на:

  • ротор – вращается под действием выхлопных газов
  • и компрессор – будучи соединенным с ротором, он выступает в роли вентилятора, нагнетающего дополнительный воздух в цилиндры.

Воздух, попадающий в цилиндры турбомотора, часто нуждается в дополнительном охлаждении. В этом случае, загнав туда больше кислорода, можно будет повысить его давление, поскольку уже в цилиндре ДВС сжать холодный воздух гораздо легче, чем горячий. При прохождении через турбину воздух за счет сжатия и разогретых выхлопными газами деталей турбонаддува нагревается. Его охлаждают с помощью промежуточного охладителя, интеркулера. Это радиатор, который установлен по ходу движения воздуха межу компрессором и цилиндрами мотора. При прохождении через интеркулер воздух отдает тепло атмосфере и охлаждается. А уже холодный, более плотный воздух можно загонять в цилиндр в большем объеме.
Получается определенная цепочка – большее количество выхлопных газов, попавших в турбину, заставляет ее быстрее вращаться, а больший объем дополнительного воздуха, поступающего в цилиндры, повышает мощность.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
Решение это – довольно эффективное, поскольку по сравнению, допустим, с приводным нагнетателем требуется значительно меньше затрат энергии двигателя (порядка 1,5%) на самообслуживание наддува. Это легко объясняется тем, что источником энергии ротора турбины является не замедление выхлопных газов, а их охлаждение – выхлопные газы после турбины идут так же быстро, но они более холодные.
Более того, на сжатие воздуха затрачивается даровая энергия, что способствует повышению КПД двигателя. К тому же, возможность получить большую мощность с рабочего объема поменьше приводит к меньшим потерям на трении, меньшей массе мотора (следственно и машины в целом).

Плюсы и минусы турбонаддува

Таким образом, автомобиль с турбонаддувом оказался значительно экономичнее своих атмосферных собратьев равной мощности. Тем не менее, оптимальным такое решение не назовешь по нескольким причинам. Начнем, к примеру, со скорости вращения турбины, которая может достигать порядка 200 тысяч оборот/мин или температуры раскаленных газов, достигающей, трудно даже представить, 1000°C.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Очевидно, что создание и установка турбонаддува, способного в течение длительного времени выдерживать столь сильные нагрузки — это довольно дорого и непросто.
Именно поэтому установка турбины на двигатель первоначально получила достаточно широкое распространение исключительно в годы Второй мировой войны, причем только в авиации. В последующем, в 50-е годы ХХ века, турбонаддув стали использовать в тракторах американской компании Caterpillar и первых турбодизелях для грузовиков компании Cummins. И только в 1962 году они появились на серийных легковых автомобилях, причем почти одновременно на Chevrolet Corvair Monza (Шевроле Корвэйр Монца) и Oldsmobile Jetfire (Олдсмобиле Джетфайер).

Однако сложность конструкции и ее дороговизна оказались не единственными недостатками турбонаддува. Насколько эффективно будет проходить эксплуатация двигателя с турбиной во многом определяется оборотами движка. Действительно, на малых оборотах и, соответственно, небольшом объеме выхлопных газов ротор раскручивается слабо, и компрессор, в свою очередь, почти не задувает дополнительный воздух в цилиндры.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Порой даже до 3000 оборот/мин мотор вообще не тянет, и «выстреливает» только где-то после четырёх-пяти тысяч. Подобная ситуация называется турбоямой.
Еще один момент — сложный и дорогой ремонт турбины в случае возникновения неисправностей турбированного двигателя, поскольку обслуживание таких агрегатов остается прерогативой сертифицированных станций фирменного техосблуживания.

Эксплуатация двигателя с турбиной

Поскольку для большей турбины необходимо больше времени на раскрутку, то турбоямы, как правило, грозят в первую очередь моторам, имеющим очень высокую удельную мощность и турбины высокого давления. Что же касается турбин с низким давлением, то у них провалов тяги, можно сказать, нет, однако мощность они способны поднять не очень сильно.
От турбоямы удается почти избавиться при использовании схемы с последовательным наддувом, суть которой в следующем: на малых оборотах мотора работает малоинерционный небольшой турбокомпрессор, который на низах увеличивает тягу, а на высоких оборотах по мере роста давления на выпуске включается второй, побольше.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
В прошлом веке этот принцип был использован на суперкаре Порше 959. Сегодня же эта схема используется, к примеру, на турбодизелях фирм Land Rover и BMW. В бензиновых двигателях с турбинами Volkswagen в качестве маленького турбокомпрессора выступает приводной нагнетатель.
В случае рядных двигателей чаще используют одиночный турбокомпрессор типа twin-scroll с двойным рабочим аппаратом. Каждую из «улиток» наполняют выхлопные газы от различных групп цилиндров, но они обе подают газы при этом на одну турбину, достаточно эффективно раскручивая ее и на малых оборотах, и на больших.
Но чаще всего можно встретить пару одинаковых турбокомпрессоров, обслуживающих параллельно различные группы цилиндров. Типичной схемой для V-образных турбомоторов является следующая: каждому блоку – свой нагнетатель, хотя и не без исключений. Например, двигатель V8 от Motorsport Gmbh (дочерняя компания BMW AG), который впервые был использован на автомобилях BMW серии X5 M и X6 M, имеет перекрестный выпускной коллектор, позволяющий получать компрессору twin-scroll выхлопные газы из работающих в противофазе цилиндров различных блоков.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Эффективность двигателя с турбиной

Еще один вариант повышения эффективности работы турбокомпрессора с охватом всего диапазона оборотов – это изменение геометрии рабочей части. Специальные лопатки, поворачиваясь внутри «улитки», в зависимости от оборотов, варьируют форму сопла. В итоге получается «супертурбина», которая хорошо работает при любых оборотах. Хотя идея эта – не из новых, но реализовать ее удалось не так уж давно. Установка подобных турбин началась с дизельных двигателей, а из бензиновых первым примерил турбину с изменяемой геометрией Porsche 911 Turbo.

В последнее время популярность турбомоторов резко возросла, поскольку помимо форсирования силовых агрегатов они повышают экономичность и чистоту выхлопа. Это особенно важно для дизельных двигателей. Сегодня редко какой дизель обходится без приставки «турбо», а по отзывам, если поставить турбину на бензиновый двигатель обычного автомобиля, это превратит его в настоящую «зажигалку». Да и просто заурядные, но современные седаны, универсалы и хэтчбеки скрывают под капотом бензиновые и дизельные двигатели, оснащаемые турбинами, позволяющими уменьшить количество цилиндров, рабочий объем мотора, а соответственно не только массу, но и расход постоянно увеличивающегося в цене топлива.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Турбодизель – Автомобили – Коммерсантъ

&nbspТурбодизель

Часть вторая

       В первой части статьи мы говорили о системах наддува двигателей внутреннего сгорания. Сейчас речь пойдет о дизельных двигателях.
       Если не слишком искушенному в технике человеку задать вопрос, чем дизельный двигатель отличается от бензинового, то ответы, скорее всего, будут такими: работает на солярке, обходится без свечей зажигания, больше шумит и при этом развивает меньшую мощность. Все это правильно, но...
       При слове "дизель" у человека с воображением обычно возникает картинка: весь в грязных потеках грубый механизм на мощной станине, который изрыгает клубы черного дыма и своим ревом заглушает все в радиусе нескольких десятков метров. Если уточнить, что речь идет о двигателе автомобиля, картинка получается не такой страшной, но не более привлекательной: по-прежнему нечто грязное, пахнет, гремит, в мороз не заведешь, машина тупая — за полчаса не разгонишься.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews ..
       Да, когда-то все так и было. Но с тех пор утекло немало солярки. Дизели сегодня прочно завоевали себе место не только на грузовиках, но и на легковых автомобилях, от самых массовых до вполне респектабельных. Все шире применяются дизели с турбонаддувом, автомобили с такими двигателями по основным параметрам не уступают машинам с привычными бензиновыми моторами.
       В таблице 1 в качестве примера приведены основные характеристики Volkswagen Passat GT TDI с 4-цилиндровым турбодизелем. Таким же двигателем комплектуются, кстати, и вполне престижные Audi A4 1.9 TDI и A6 1.9 TDI. Из таблицы видно, что единственное, в чем автомобиль с дизелем явно уступает, — это время разгона. 13,9 сек. до сотни все-таки многовато. Но бывают машины и пошустрее.
       Перед тем как рассматривать системы наддува дизельных двигателей, есть смысл остановиться на основных особенностях самих дизелей — для большинства наших автовладельцев они пока не слишком знакомы.
       
Дизель
       Этот тип двигателя получил свое название по имени немецкого инженера Рудольфа Дизеля, построившего в 1897 году первый мотор с самовоспламенением топлива.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Конструктивно дизель очень похож на привычный бензиновый двигатель: те же цилиндры, поршни, распредвал, клапаны. Но имеется и ряд отличий, из которых главное, можно даже сказать принципиальное, заключается в том, что воспламенение топлива в дизеле производится не искрой от свечи зажигания, а за счет высокой температуры, которой достигает воздух в результате сжатия его поршнем в цилиндре.
       Второй важный момент — способ подачи топлива. В бензиновом двигателе рабочим телом является смесь бензина с воздухом. Смесь готовится заранее (в карбюраторе) или непосредственно в момент ее подачи в цилиндры (в системах впрыска) — главное то, что топливо подается вместе с воздухом, а поджигается и сгорает относительно гомогенная топливо-воздушная смесь.
       В дизельном двигателе подача топлива и воздуха происходит раздельно. Вначале в цилиндр всасывается воздух, затем он сжимается, и только после этого впрыскивается топливо, поэтому говорить о гомогенной топливо-воздушной смеси не приходится.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Впрыск производится в конце такта сжатия, топливо и воздух фактически не смешиваются друг с другом, горение происходит на фронте впрыскиваемой в сжатый воздух струи топлива (рис. 1).
       Самовоспламенение топлива сопровождается резким, скачкообразным повышением давления в цилиндре — этим объясняется обычно шумная, жесткая работа дизельного двигателя. В низкооборотных дизелях с большим рабочим объемом, которые используются на грузовиках, этот недостаток проявляется в меньшей степени, и с ним мирятся. В дизелях легковых автомобилей от него пытаются избавиться применением форкамеры, или предкамеры, — небольшого отсека камеры сгорания, в который впрыскивается топливо. Там оно воспламеняется, частично перемешивается с воздухом, после чего горящая смесь распространяется по основному объему цилиндра.
       Этот способ несколько уменьшает жесткость работы двигателя, но снижает его тепловую эффективность и топливную экономичность, поэтому в современных дизелях легковых автомобилей от форкамеры отказываются.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Примером может служить 2,5-литровый дизель с турбонаддувом, который в 1990 г. был применен на Audi 100. Двигатель с прямым впрыском, 5-цилиндровый, 120 л. с. и 265 Нм (2250 об./мин.). Расход топлива 5,7 л/100 км. Для более плавного воспламенения топлива использованы двухступенчатый впрыск и сложная электронная схема управления.
       Более свежий пример — 1,9-литровый атмосферный дизель с непосредственным впрыском мощностью 64 л. с., который Volkswagen собирается показать на Женевском салоне в этом году на Golf SDI. Отказ от форкамеры позволил на 12% улучшить и так неплохую экономичность двигателя: расход топлива составляет 4,9 л/100 км. Автомобиль Golf SDI с этим дизелем развивает скорость 156 км/час и разгоняется до сотни за 17,6 сек. (11,2 сек. до 80 км/час). Этот же дизель в турбированном варианте развивает мощность уже 90 л. с., потребляет 5,2 л/100 км и разгоняет Golf Cabrio TDI до 100 км/час за 13,3 сек. (8,8 сек. до 80 км/час). Максимальная скорость — 172 км/час.
       Очевидное отличие дизельных двигателей от бензиновых — используемое топливо.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Дизельное топливо, в просторечии солярка или ДТ, — тяжелая керосино-газойлевая фракция нефти C10 — C14 (у бензинов C6 — C8). Характерной особенностью дизелей является наличие твердых частиц в отработавших газах. Из-за гетерогенности процесса горения на поверхности отдельных частиц топлива всегда наблюдается некоторый недостаток кислорода, в результате чего вместо их окисления происходит частичное термическое разложение с образованием твердых продуктов — сажи. Для хорошего сжигания дизельного топлива требуется значительное, даже избыточное количество воздуха.
       Ну и наконец, еще одна особенность — степень сжатия у дизеля в 2 раза выше, чем у бензинового двигателя. Высокая, не менее 14, степень сжатия необходима для того, чтобы температура воздуха в цилиндре поднялась до величины, достаточной для воспламенения топлива. Обычно в дизелях степень сжатия составляет 21-22 и ограничивается лишь прочностными характеристиками двигателя.
       Стоит отметить, что устройства для подачи топлива в дизельных двигателях значительно сложнее, чем в бензиновых.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Их сложность определяется прежде всего тем, что приходится впрыскивать очень маленькие, всего несколько миллиграмм, порции топлива в среду с высоким давлением. Эти порции должны быть очень точно отмерены — именно количеством подаваемого топлива управляется работа дизеля. Для этого нужны быстродействующие и точные форсунки. Высокая степень сжатия дизеля требует применения соответствующих топливных насосов — давление в сопле форсунки должно достигать нескольких сотен бар. Все это усложняет и ощутимо удорожает систему подачи топлива и, соответственно, сам дизельный двигатель.
       Надо еще учесть, что почти все дизели до сих пор оснащаются механическими устройствами впрыска, ненамного отличающимися от тех, которые Bosch GmbH начала выпускать в 1927 году. Они уже почти изжили себя и скоро будут вытесняться гораздо более сложными устройствами с электронным управлением, индивидуальными для каждого цилиндра топливными насосами, совмещенными с форсунками, различными датчиками. Понятно, что стоимость таких систем тоже будет расти.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
       К числу недостатков дизелей обычно относят большую шумность, более высокую стоимость и, главное, меньшую, при том же рабочем объеме, мощность.
       С шумностью пытаются справиться совершенствованием конструкции дизеля, изменением элементов его подвески, поговаривают даже о том, что двигатель можно капсулировать звукопоглощающим материалом. Стоимость — понятие относительное: заплатив за автомобиль больше при покупке, можно сэкономить на эксплуатации — это надо подсчитывать в каждом конкретном случае. А что касается мощности, то способ ее повышения известен — наддув.
       
Турбодизель
       Применение наддува в дизельном двигателе преследует ту же основную цель, что и в бензиновом — увеличить количество топлива, сжигаемого в единицу времени. Устройство и работу различных типов нагнетателей воздуха мы рассматривали в первой части статьи. Все они могут быть применены и на дизельном двигателе. Из графика, приведенного на рис. 2, следует, что механический нагнетатель Comprex обеспечивает наибольшее увеличение крутящего момента двигателя, особенно на низких, около 2000 об.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews /мин., частотах вращения, но общая характеристика при этом получается слишком острой. Нагнетатель Roots придает 1,2-литровому дизелю практически такую же характеристику крутящего момента, как у 1,6-литрового атмосферного бензинового двигателя. Характеристика, которую обеспечивает турбокомпрессор, занимает промежуточное положение: она достаточно плоская, а на средних (2000-4000 об./мин.) частотах вращения крутящий момент даже больше, чем с нагнетателем Roots.
       Механические нагнетатели сложнее и дороже, кроме того, благодаря некоторым особенностям работы дизеля к нему легче всего удается приспособить именно турбокомпрессор.
       Во-первых, как уже указывалось, подача воздуха в дизеле не связана с подачей топлива и не требует тонкой регулировки — чем больше воздуха, тем лучше. Во-вторых, диапазон рабочих оборотов — от холостых до максимальных — у дизеля меньше, соответственно, проще осуществляется управление турбокомпрессором, с этим вполне справляется обычный перепускной клапан в турбине.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Кроме того, благодаря высокой степени сжатия давление отработавших газов дизеля в 1,5-2,5 раза выше — это делает эффективней работу турбины на низких оборотах.
       Все это объясняет, почему практически все, по крайней мере европейские, производители для наддува дизельных двигателей применяют именно турбокомпрессор. Исключением является, пожалуй, только японская Mazda, которая на модели 626 Wagon предлагает 4-цилиндровый дизель с нагнетателем Comprex, характеристики которого не особенно впечатляют: при объеме 1998 см куб. мощность и крутящий момент, соответственно, 75 л. с. (4000 об./мин.) и 169 Нм (2000 об./мин.).
       Есть и другие факторы, облегчающие применение наддува на дизелях. В отличие от бензиновых двигателей, где из-за опасности детонации степень сжатия при турбировании приходится уменьшать примерно на 20%, дизели к детонации не склонны, поэтому при применении наддува степень сжатия приходится снижать незначительно, всего на несколько процентов, а иногда можно обойтись и без этого.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
       
Эксплуатация: плюсы и минусы
       К числу несомненных достоинств дизельных двигателей, как атмосферных, так и турбированных, относятся меньший, чем в бензиновых, расход топлива (примерно на 30%), нетребовательность к качеству топлива и экологическая чистота выхлопа. Дизельное топливо к тому же на 20-30% дешевле, хотя это сильно зависит от страны или региона.
       Меньшая мощность дизелей с успехом компенсируется, как мы видели, применением наддува. На рис. 2 видно, что 1,2-литровый турбодизель по мощностным характеристикам эквивалентен 1,6-литровому атмосферному бензиновому двигателю.
       В целом дизельный двигатель долговечен — его ресурс обычно на 20-30% больше, чем у бензинового. При турбировании ресурс, естественно, уменьшается, но не так сильно, как у бензинового, всего лишь на 10-20%. Иногда, как бы странно это ни звучало, турбирование может даже увеличить ресурс, например, при постоянной эксплуатации автомобиля в высокогорных районах, где атмосферному дизелю не хватает воздуха — наддув оптимизирует сгорание и позволяет избавиться от жесткой работы двигателя, снижая тем самым ударные нагрузки на его узлы и детали.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
       Благодаря простоте схемы управления турбокомпрессором повышается надежность и снижаются расходы на обслуживание.
       В эксплуатации дизельных автомобилей есть некоторые особенности — неважно, турбирован их двигатель или нет. Главная из них — зимний запуск. По традиции многие считают, что дизель на морозе не запустишь. Это не так — если автомобиль рассчитан на эксплуатацию при низких температурах. Двигатель, например, Peugeot 405 при использовании соответствующего масла, зимней солярки и встроенных свечей накаливания для подогрева зоны впрыска пускается при температуре -32°С — доказано практикой. А вот в инструкции по эксплуатации Chevrolet Suburban с 6,5-литровым турбодизелем, который тоже оснащен свечами накаливания, уже при -18°С предлагается пользоваться электрическим нагревателем блока цилиндров с внешним, из розетки, питанием.
       Еще одна проблема, на которую иногда жалуются, — это загрязнение форсунок от плохой солярки. Но эта же проблема возникает и в бензиновых двигателях с системами впрыска топлива.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Решить ее позволяет периодическая, строго по инструкции или даже чаще, замена топливного фильтра. Заодно это продлит и срок службы плунжерных пар.
       И наконец, стоимость. Как уже говорилось, дизель дороже. Но по сравнению со стоимостью самого двигателя стоимость турбокомпрессора относительно невелика, поэтому турбирование дизеля, значительно улучшая потребительские качества автомобиля, лишь ненамного увеличивает его цену.
       В таблице 2 приведены некоторые характеристики автомобиля Peugeot 306 XT, оснащенного разными двигателями — двумя бензиновыми с впрыском и турбодизелем примерно такой же мощности. Сравнение характеристик показывает, что турбодизельный вариант ни в чем не уступает бензиновым. Действительно, турбодизельная версия стоит дороже на $1000. Но подсчитано, что на ее эксплуатации, например, в Германии в год при пробеге 20 тыс. км экономится DM900. Для России годовая экономия только на топливе составила бы $250-300. С учетом долговечности дизельного двигателя и меньших расходов на его эксплуатацию первоначальные дополнительные затраты окупятся за 2-3 года.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
       Некоторые могут возразить, что через такой срок автомобиль уже пора менять. Наверное, это правильно. Но не всем по карману. Да и покупать дизельный или турбодизельный автомобиль будут не любители острой спортивной езды, у которых машина все равно долго не живет, а те, кто предпочитает экономичность и надежность, пусть даже и несколько медлительную.
       
Виталий Струговщиков
       
Таблица 1.
       Характеристики Volkswagen Passat GT TDI
       


Двигатель турбодизель
Рабочий объем (см куб.) 1898
Мощность (л. с.) 90 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм) 202 (1900 об.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews /мин.)
Вес (кг) 1343
Максимальная скорость (км/ч) 178
Разгон от 0 до 100 км/час с 13,9
переключением передач (сек.)
Разгон от 60 до 100 км/ч на 11,6
4-й передаче (сек.)
Расход топлива (л/100 км) 5,0-8,8
Уровень шума в салоне при 100 км/ч (дБ) 67
Цена в Германии (DM) 43600
       
       
Таблица 2.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
       Характеристики Peugeot 306 XT
       
Модель Peugeot 306 XT 1.6i Peugeot 306 XT 1.8i Peugeot 306 XTDT
Двигатель бензиновый с бензиновый с турбодизель
впрыском впрыском
Рабочий объем (см куб.) 1587 1762 1905
Степень сжатия 9,6 9,25 21,8
Мощность (л.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews с.) 88 (5600 об./мин.) 101 (6000 об./мин.) 92 (4000 об./мин.)
Крутящий момент (Нм) 135 (3000 об./мин.) 153 (3050 об./мин.) 196 (2250 об./мин.)
Полная масса (кг) 1570 1590 1630
Разгон от 0 до 100 км/ч 12,9 12,3 12,4
(сек.)
Максимальная скорость 180 185 180
(км/ч)
Расход топлива по 9,0 10,4 7,5
городскому циклу
(л/100 км)
Каталожная цена (шв.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews 22950 23500 24950
франки)
       
       
       

Дизельная турбина и бензиновая турбина. Возможна ли замена? Дизель турбонаддув и бензиновый турбонаддув - далее в статье

Дизельная турбина и бензиновая турбина

  • Бензин или дизель?
  • В чем отличия между турбинами на дизельном и бензиновом агрегате?
  • Возможна ли замена бензиновой турбины на дизельную и наоборот?

Турбоагрегаты, предназначенные для бензиновых моторов, в отличие от дизельных рассчитаны на малую степень повышения давления. Поставить дизельную турбину на бензиновый двигатель означает спровоцировать опасность возникновения детонации. Кроме того, нехарактерные рабочие условия бензиновой турбины повлекут за собой гораздо меньшую эффективность агрегата.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Разница турбин по типу двигателя

Температура газа

Турбины дизельных двигателей раскручиваются благодаря выхлопным газам, максимальная температура которых равна 850 градусам. А вот на бензиновую турбину газ воздействует при температуре около 1000 градусов. Специалисты прогнозируют, что в очень скором времени из-за экологических ограничений придется увеличить указанную выше температуру воздействия. В этом и состоит главное отличие между турбинами дизельного и бензинового двигателя.

 

Материалы дизельной турбины и бензиновой

Из-за разницы температур различны и требования к материалам, используемым для изготовления «горячих» частей турбокомпрессора – корпуса и колеса турбины. Так, конструкция бензиновой турбины требует применения более жаропрочных и жаростойких сплавов, нежели турбина дизельная. 

Вывод

Из всего вышесказанного напрашивается вывод: использовать дизельную турбину для осуществления наддува двигателя, работающего на бензине, очень рискованно.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews То же самое можно сказать и по поводу эксплуатации дизельного мотора с бензиновой турбиной. 

 

Механизмы VNT для турбин разных типов двигателей

VNT (Variable Turbo Geometry) - это турбокомпрессор с изменяемой геометрией с помощью специального направляющего аппарата.

Стоит отметить, что ассортимент турбоагрегатов, работающих на бензине, не включает никаких приспособлений, сравнимых по эффективности с турбинами для дизеля, оснащенными регулируемым сопловым аппаратом. Таких бензиновых турбоагрегатов просто-напросто не производят.

Технологии VNT, VTG, VGT, которые применяются в дизельных моторах с турбонаддувом современного образца, на сегодняшний день совершенно неактуальны для мира серийных бензиновых двигателей.

Почему же возникает такая ситуация? Дело в недостаточной надежности механизма VNT при высокой температуре выхлопных газов у бензиновых «зажигалок».

Аппарат становится малоподвижным после долгой работы при высоких температурах близких к 1000 градусам.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Поэтому, на сегодняшний день, вопрос - "Каким должен быть идеальный турбокомпрессор?" остается открытым.

Эксплуатация и принцип работы турбины на дизельном двигателе

Гениальная идея использования выхлопных газов для разгона ротора позволила создать турбированный дизельный двигатель внутреннего сгорания и увеличить его мощность на 40–50%. Это притом, что во время работы в обычном режиме выброс газов сопровождается снижением коэффициента полезного действия в пределах 30 — 40%.

Принцип работы турбины дизельного двигателя основан на увеличении количества воздуха, смешиваемого с топливом и поступающего в камеру сгорания. За один и тот же период времени и при равных объемах цилиндров, двигатель с турбонаддувом может сжечь большее количество топлива, чем движок, не оснащенный таким устройством. А значит, его мощность и КПД в единицу времени значительно возрастет.

Рассмотрим устройство турбины дизельного двигателя, как работает, и каким образом достигаются такие показатели.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Конструктивные элементы системы

Для осуществления возложенных функций, система турбонаддува состоит из двух основных частей:

  1. Компрессор;
  2. Турбина.

Компрессор служит для нагнетания атмосферного воздуха в систему подачи топлива. Он состоит из корпуса и расположенной в нем крыльчатки, которая, вращаясь, всасывает воздух. Чем выше ее скорость вращения, тем больше объем принятого воздуха. Увеличению скорости способствует работа турбины.

Она также состоит из корпуса с крыльчаткой (ротором), которая приводится в движение выхлопными газами. В корпусе газы проходят через специальный канал, имеющий форму улитки, что позволяет им увеличить скорость.

Как работает турбонаддув дизельного двигателя

Ротор турбины и крыльчатка компрессора жестко закреплены на одном валу. Таким образом, скорость вращения ротора передается крыльчатке. Круг замыкается:

  • Через компрессор воздух из атмосферы, смешиваясь с топливом, подается в цилиндры двигателя;
  • Смесь сгорает, приводя в движение поршни, и образовавшиеся в результате газы поступают в выпускной коллектор;
  • Здесь они принимаются в корпус турбины, разгоняются в канале и на выходе взаимодействуют с ротором, заставляя его вращаться;
  • Ротор через вал передает вращение крыльчатке компрессора, которая всасывает в корпус атмосферный воздух.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Получается взаимосвязанная схема работы, когда количество всасываемого воздуха зависит от скорости вращения крыльчатки и, наоборот, крыльчатка вращается быстрее при большем количестве забираемого воздуха.

Принцип работы турбонаддува имеет два момента, называемые турбоямой и турбоподхватом.

Первый момент характеризуется задержкой в работе турбины после увеличения подачи топлива нажатием на педаль газа, так как для разгона ротора выхлопными газами требуется время.

Вслед за турбоямой наступает момент турбоподхвата, когда разогнавшийся ротор резко увеличивает подачу воздуха в цилиндры, повышая мощность двигателя.

Регулировка давления наддува

Турбонаддув дизельного двигателя повышает его мощность за счет возрастания давления выхлопных газов, являющихся результатом увеличения числа оборотов и интенсивности работы мотора. Этот же процесс повышает давление наддува. Если его не регулировать, то на самых высоких оборотах оно может достичь опасных значений, приводящих к поломкам и механическим повреждениям.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Регулировка давления производится с помощью выпускного предохранительного клапана, а контроль максимально допустимого значения — с помощью мембраны и пружины определенной жесткости.

Суть работы: при достижении предельного значения давления, мембрана, установленная в корпусе компрессора, преодолевает воздействие пружины и открывает регулировочный клапан.

Давление регулируют как на стороне компрессора, так и на стороне турбины:

  1. Работающий турбокомпрессор сбрасывает в атмосферу через выпускной клапан излишки забранного воздуха, тем самым снижая давление.
  2. В турбине клапан выпускает отработанные газы под воздействием мембраны компрессора, когда давление всасываемого воздуха достигает максимального уровня. Благодаря этому, ротор вращается с установленной скоростью, а компрессор не забирает лишний воздух и не увеличивает давление.

Второй вариант расположения клапана позволяет изготавливать системы меньших габаритов. Кроме того, турбонагнетатель с клапаном в компрессоре подвержен чрезмерному нагреву из-за повышенной температуры выпускаемого воздуха, что негативно сказывается на эффективности его работы.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Поэтому турбонаддув дизельного двигателя чаще оснащают регулировочным клапаном в турбине, а регулировку в компрессоре используют в качестве дополнения.

Система смазки

Смазка вала турбонагнетателя осуществляется смазочной системой двигателя.

На вал устанавливают уплотнительные кольца, предотвращающие проникновение масла в полости корпусов компрессора и турбины. Они же предохраняют корпуса от перегрева. Но герметичность обеспечивается не столько уплотнениями, сколько разностью величины давления в различных частях агрегата. Эту разницу давлений создает турбинная ось (вал), имеющая неравномерный диаметр.

Особая форма литья корпуса, в котором расположен вал, также способствует удержанию масла.

Если мотор не развивает требуемую мощность, это может быть симптомом неисправности турбонаддува. Наиболее часто встречающиеся проблемы — загрязнение воздушного фильтра или потеря герметичности впускного коллектора. Кроме потери мощности, их можно диагностировать по несвойственному для исправной машины цвету и количеству дыма, выходящего из выхлопной трубы.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

Недостатки турбокомпрессоров

Принцип работы турбины на дизельном двигателе создает и негативные факторы:

  • Повышенный расход горючего. Возможность сжечь большее количество солярки за счет увеличенного объема подачи воздуха, вместе с мощностью повышает и «прожорливость» машины. Уменьшить аппетит до разумных пределов позволяет правильная регулировка системы.
  • Положительные стороны наддува приводят к многократному повышению температуры во время такта сжатия, что может вызвать детонацию в двигателе. Решается эта проблема установкой охладителей, регуляторов и прочих элементов.

Правила эксплуатации

Чтобы в полной мере использовать ресурс турбины дизельного мотора и продлить ее срок службы, необходимо выполнять ряд условий:

  • Регулярно менять масло в системе, чтобы не допустить попадания абразива в маслопровод и его засорения.
  • Применять только качественное масло, имеющее сертификат, той марки, которая соответствует указанной в паспортных данных двигателя.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
  • Прогревать мотор перед началом движения и не давать холодному двигателю высоких нагрузок.
  • Никогда резко не отключать движок, а после остановки автомобиля давать ему возможность поработать несколько секунд на холостых оборотах.

Сколько нужно прогревать турбированный двигатель?

Турбированные двигатели можно встретить в современных авто все чаще, но, к сожалению, «культура» эксплуатации таких двигателей еще не слишком укоренилась среди автолюбителей. Возможно, это связано с отсутствием актуальной информации о том, как именно нужно использовать двигатель, оснащенный турбиной, таким образом, чтобы максимально продлить срок его эксплуатации.

Чтобы ремонт и восстановление турбины не потребовалось достаточно долго, нужно следовать требованиям к эксплуатации, заявленным производителями и рекомендованными мастерами по ремонту и техническому обслуживанию компании Turboday.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews К таким правилам, прежде всего, относятся следующие:

  1. Чтобы турбина служила долго, необходимо своевременно проходить техническое обслуживание автомобиля. Это позволит своевременно заменить или отремонтировать те узлы, которые могут оказать влияние на работу турбированного двигателя и избежать его поломки.
  2. Специалисты рекомендуют своевременно осуществлять замены масляных фильтров и моторного масла, а также использовать только масло, подходящее к той или иной турбине.
  3. Не следует резко стартовать и набирать обороты, в особенности, в зимнее время, так как это может привести как к моментальной поломке, так и к возникновению неприятных отдаленных последствий.
  4. Требуется перед эксплуатацией прогревать двигатель, так как это позволяет маслу приобрести оптимальную для эксплуатации турбины температуру.

Если следовать этим правилам всегда, вне зависимости от обстоятельств, то турбированный двигатель не потребует ремонта до 150 000-250 000 км.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews А это позволит, безусловно, владельцу авто сэкономить на ремонте и обслуживании.

Для чего нужно прогревать турбину?

Как мы уже говорили, перед тем как «стартануть» и поехать, специалисты рекомендуют несколько минут продлить турбированный двигатель. Для чего это нужно? Прежде всего, для того, чтобы масло приобрело оптимальную температуру и было «доставлено» ко всем узлам турбонаддува. Благодаря этому будет обеспечено максимально «комфортное» для турбины скольжение, даже на высокой скорости и при больших оборотах.

Если вы оставляете свое авто для стоянки на морозе, то на всех узлах турбины остается определенное количество машинного масла. При холодном пуске есть большой риск того, что некоторые узлы турбины могут быть повреждены из-за усиленного трения при недостаточной смазке. Такой подход может привести к преждевременному выходу турбонаддува из строя.

Сколько времени нужно маслу, чтобы нагреться?

Прогревать машину, по мнению экспертов Турбодэй, нужно по-разному, в зависимости от температуры окружающего воздуха:

  1. В теплое время года, при высокой температуре воздуха, достаточно 2-3 минут для того, чтобы масло приобрело нужную температуру и было доставлено ко всем узлам турбины.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
  2. В зимнее время понадобиться 5-6 минут на «разогрев», достаточный для обеспечения оптимальных условий эксплуатации.

Кроме того, не нужно сразу набирать полные обороты. Турбина может выдавать до 10 000 оборотов, но для оптимального старта будет достаточно 2-3 000 оборотов. В таком щадящем режиме рекомендуется перемещаться на протяжении 10-15 минут и тогда многих поломок турбированного двигателя удастся избежать.

Если при старте вы обнаружите нехарактерные звуки или из выхлопной трубы вашего автомобиля будет идти дым сизого или черного цвета – это повод как можно скорее обратиться к специалистам по ремонту турбин, пока агрегат еще можно спасти и отремонтировать.

Материалы рубрики «Промо» публикуются на правах рекламы.

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

IHI ​​предлагает широкий спектр продукции для выработки электроэнергии, включая газовые турбины, дизельные двигатели и газовые двигатели с энергосистемами простого цикла, когенерации и комбинированного цикла.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews 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 скоростных судов и других морских судов. Мы также поставляем полный спектр дизельных двигателей, от больших двигателей, способных работать на средней и низкой скорости, до моделей малого и среднего размера, обеспечивающих низкие, средние и высокие скорости. В наш разнообразный модельный ряд входят дизельные двигатели для наземных электрогенераторов.


Газотурбинные установки для 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 обеспечивать наилучшие экологические характеристики и надежность.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

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 сочетания нашей оригинальной спроектированной и разработанной газовой турбины IM270 с высоким КПД и низким уровнем выбросов NOx и парогенератора с рекуперацией тепла.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

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 имеется избыток пара, его можно преобразовать в выработку электроэнергии для рекуперации энергии.


Двигатели среднего / большого размера

Двухтопливный двигатель "DU-WinGD 6X72DF"

Это двухтопливный двигатель, использующий технологию сгорания с предварительным смешиванием и обедненным сжиганием, которые считались технически сложными для низкооборотного двухтактного двигателя.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
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 удовлетворять требованиям более низкого расхода топлива.Двигатели 9X82 установлены на контейнеровозах господа 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.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Эта «Двойная рейтинговая система» - лучшая в мире технология, которая позволяет судам значительно снизить потребление топлива и сократить 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.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews

НИИГАТА Дизельный двигатель «28AHX»

Дизельный двигатель - это «экологичный» среднеоборотный дизельный двигатель (от 2070 до 6660 кВт) следующего поколения, который, очевидно, соответствует требованиям стандарта IMO Tier II NOx, а также ориентирован на будущее судовых двигателей.В качестве земли, используемой для генераторов энергии (от 2000 до 6300 кВт), дизельный двигатель достигает показателя мирового класса по высокой эффективности и низкому расходу топлива, 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.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews В нем используется сжигание чистого газа, что позволяет соблюдать новые правила без селективного каталитического восстановления (SCR).


Системы выработки электроэнергии на газовых двигателях

НИИГАТА Газовый двигатель «28АГС»

Газовый двигатель вносит значительный вклад в сокращение выбросов CO2 за счет высокоэффективной работы с использованием природного 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.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews


Силовые установки

Азимутальный двигатель 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 Материнская компания NICO.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews 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

Как работают газотурбинные электростанции

Вы находитесь здесь

Главная »Как работают газотурбинные электростанции

Газовые турбины, устанавливаемые на многих современных электростанциях, работающих на природном газе, представляют собой сложные машины, но в основном они состоят из трех основных частей:

  • Компрессор , который втягивает воздух в двигатель, нагнетает его и подает в камеру сгорания со скоростью сотни миль в час.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews
  • Система сгорания , обычно состоящая из кольца топливных форсунок, которые впрыскивают постоянный поток топлива в камеры сгорания, где оно смешивается с воздухом. Смесь сжигается при температуре более 2000 градусов по Фаренгейту. При сгорании образуется высокотемпературный газовый поток под высоким давлением, который входит и расширяется через секцию турбины.
  • Турбина представляет собой сложный набор чередующихся неподвижных и вращающихся лопастей с профилем крыла. Когда горячий газ сгорания расширяется через турбину, он раскручивает вращающиеся лопасти.Вращающиеся лопасти выполняют двойную функцию: они приводят в действие компрессор, чтобы втянуть больше сжатого воздуха в секцию сгорания, и вращают генератор для выработки электроэнергии.

Наземные газовые турбины бывают двух типов: (1) двигатели с тяжелой рамой и (2) авиационные двигатели. Двигатели с тяжелой рамой характеризуются более низким коэффициентом давления (обычно ниже 20) и имеют тенденцию быть физически большими.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Степень давления - это отношение давления нагнетания компрессора к давлению воздуха на входе.Двигатели на базе авиационных двигателей являются производными от реактивных двигателей, как следует из названия, и работают при очень высоких степенях сжатия (обычно превышающих 30). Двигатели на базе авиационных двигателей имеют тенденцию быть очень компактными и полезны там, где требуется меньшая выходная мощность. Поскольку турбины с большой рамой имеют более высокую выходную мощность, они могут производить большее количество выбросов и должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать низкие выбросы загрязняющих веществ, таких как NOx.

Одним из ключевых факторов удельного расхода топлива турбины является температура, при которой она работает.Более высокие температуры обычно означают более высокую эффективность, что, в свою очередь, может привести к более экономичной эксплуатации. Газ, протекающий через обычную турбину электростанции, может иметь температуру до 2300 градусов по Фаренгейту, но некоторые из критических металлов в турбине могут выдерживать температуры только от 1500 до 1700 градусов по Фаренгейту.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Следовательно, воздух из компрессора может использоваться для охлаждения. ключевые компоненты турбины, снижающие конечный тепловой КПД.

Одним из главных достижений программы передовых турбин Министерства энергетики было преодоление прежних ограничений по температурам турбин с использованием комбинации инновационных технологий охлаждения и современных материалов.Усовершенствованные турбины, появившиеся в результате исследовательской программы Департамента, смогли повысить температуру на входе турбины до 2600 градусов по Фаренгейту - почти на 300 градусов выше, чем в предыдущих турбинах, и достичь КПД до 60 процентов.

Еще один способ повышения эффективности - установка рекуператора или парогенератора с рекуперацией тепла (HRSG) для рекуперации энергии из выхлопных газов турбины. Рекуператор улавливает отходящее тепло в выхлопной системе турбины, чтобы предварительно нагреть воздух на выходе компрессора перед его поступлением в камеру сгорания.ПГРТ вырабатывает пар за счет улавливания тепла из выхлопных газов турбины.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Эти котлы также известны как парогенераторы-утилизаторы. Пар высокого давления из этих котлов можно использовать для выработки дополнительной электроэнергии с помощью паровых турбин, такая конфигурация называется комбинированным циклом.

Газовая турбина простого цикла может достигать КПД преобразования энергии от 20 до 35 процентов. При более высоких температурах, достигнутых в турбинной программе Министерства энергетики, будущие газотурбинные установки с комбинированным циклом, работающие на водороде и синтез-газе, вероятно, достигнут КПД 60 процентов или более.Когда отработанное тепло улавливается из этих систем для отопления или промышленных целей, общая эффективность энергетического цикла может приближаться к 80 процентам.

Новые электрические грузовики FedEx получают импульс за счет дизельных турбин

FedEx проводит такую ​​масштабную операцию - она ​​использует более 47 000 автомобилей и почти 700 самолетов для доставки около 4 миллионов посылок каждый день, - что любые системные изменения, которые она вносит, позволяют сократить выбросы углерода след может иметь серьезные последствия.Как эксплуатировать дизельный двигатель с турбиной: советы, нюансы, правила :: Autonews Вот почему новости о том, что компания использует технологию, разработанную основателем Tesla Motors, чтобы сделать свои грузовики более экономичными, так волнуют как инвесторов, так и тех, кто хочет, чтобы планета дышала легко.

FedEx сотрудничает с Wrightspeed, компанией из Кремниевой долины, основанной и управляемой Яном Райтом, который помог создать Tesla в 2003 году. Райт по-прежнему занимается электромобильностью, но его новая компания не производит автомобили. Это позволяет использовать электрические силовые агрегаты в существующих транспортных средствах.И 25 из них было продано FedEx для пилотной программы.

Преобразование Wrightspeed берет существующий обычный грузовик и заменяет все детали, работающие на газе, которые заставляют его двигаться. Двигатель, дифференциал и трансмиссия утилизированы. Электродвигатель соответствует каждому ведущему колесу, а аккумуляторная батарея удерживает электричество, которое питает их. Грузовик - теперь электромобиль - можно подключить к розетке, чтобы зарядить батарею мощностью 39 киловатт-часов, которой хватит, чтобы проехать около 30 миль.Регенеративное торможение помогает получить дополнительную мощность, но это все равно ужасно для автомобиля, который весь день проводит за рулем. Поэтому Wrightspeed добавил дополнительный ингредиент: турбину с дизельным двигателем для выработки электроэнергии в дороге.

Wrightspeed преобразует грузовики в электромобили с бортовыми дизельными генераторами.

Wrightspeed

Турбина - двигатель внутреннего сгорания, работающий на дизельном топливе. Но вместо того, чтобы использовать создаваемую мощность для накачивания поршней, он вырабатывает электричество. Пока в баке есть дизельное топливо, которое приводит в действие турбину и вырабатывает электричество, грузовик может продолжать движение.Когда бак высохнет, его можно заправить на стандартной заправке (при условии, что в ней есть дизельный насос). Для водителя очень небольшие изменения, за исключением новой приборной панели, которая делится данными о заряде аккумулятора и уровнях генерации.

Система не исключает использования ископаемого топлива, но Wrightspeed заявляет, что она может удвоить энергоэффективность парка FedEx. Это потому, что турбинная система особенно хорошо подходит для грузовых автомобилей. «Если вы думаете о грузовике для дальних перевозок, который движется со скоростью 62 миль в час, это лучшее место для двигателя» с точки зрения эффективности, - говорит Райт.Грузовики FedEx редко курсируют по шоссе. Они проводят свои дни в пробках, где обычные двигатели работают не лучшим образом, постоянно и неэффективно переключают передачи. Турбогенератор Wrightspeed не изменяет обороты, как двигатель. Он использует постоянную скорость (или число оборотов в минуту, об / мин), поэтому он всегда работает с максимальной эффективностью.

Более традиционный подключаемый электрический гибрид, такой как Chevy Volt или новый Mercedes S-Class, может работать только от аккумулятора на некотором расстоянии до включения двигателя внутреннего сгорания, но двигатель в этих автомобилях работает сильнее, когда требуется больше лошадиных сил.В трансмиссии Wrightspeed газотурбинный двигатель вырабатывает постоянное количество энергии, когда двигатель работает на одной скорости. Это повышает эффективность и надежность.

Год назад FedEx приобрела в качестве пробных два устройства Wrightspeed. Их доставили в декабре прошлого года. FedEx «просто загрузила его, назначила водителя и отправила», - говорит Райт. В канун Рождества в Сан-Хосе, Калифорния, один грузовик доставлял посылки в течение 14 часов подряд. «Их ожидания были очень низкими», - говорит Райт, но они сразу же начали «использовать его как обычные грузовики»."Судоходная компания не ответила на запрос о комментариях, но она явно впечатлена новыми силовыми агрегатами, поскольку разместила заказ еще на 25 штук.

Wrightspeed не сообщает, сколько именно стоят их комплекты для модернизации, говоря только о цене. ниже $ 100 000. Это примерно в три раза дороже замены двигателя и трансмиссии, когда они выходят из строя, но, по словам Райт, за счет экономии топлива и более низких затрат на обслуживание гибридная система окупается всего за несколько лет.

Модернизированная грузовики должны доставить посылки к началу следующего года, хотя Райт говорит, что, если FedEx или UPS решат использовать свою электрическую систему на значительной части своего парка, «это станет стрессом для нашей маленькой компании.«Есть проблемы и похуже.

Зачем нужно дизельное топливо? Достоинства и преимущества

Как работает дизельный двигатель? В современном мире, где цены на топливо растут в результате стремительного роста спроса и сокращения предложения, вам необходимо выбрать экономичное топливо, отвечающее вашим потребностям. Благодаря изобретению Рудольфа Дизеля дизельный двигатель оказался чрезвычайно эффективным и экономичным.

Цена на дизельное топливо умеренно выше, чем на бензин, но дизельное топливо имеет более высокую удельную энергию, т.е.е. Из дизельного топлива можно извлечь больше энергии по сравнению с тем же объемом бензина. Таким образом, дизельные двигатели в автомобилях обеспечивают больший пробег, что делает их очевидным выбором для перевозки тяжелых грузов и оборудования. Дизель тяжелее и жирнее бензина, а его температура кипения выше, чем у воды. А дизельные двигатели привлекают все большее внимание из-за более высокого КПД и экономической эффективности.

Различие заключается в типе зажигания. В то время как бензиновые двигатели работают с искровым зажиганием, дизельные двигатели используют воспламенение от сжатия для воспламенения топлива.В последнем случае воздух втягивается в двигатель и подвергается сильному сжатию, которое нагревает его.

Это приводит к очень высокой температуре в двигателе, намного превышающей температуру, достигаемую в бензиновом двигателе. При пиковой температуре и давлении дизельное топливо, попадающее в двигатель, воспламеняется из-за экстремальной температуры.

В дизельном двигателе воздух и топливо вводятся в двигатель на разных стадиях, в отличие от газового двигателя, где вводится смесь воздуха и газа.Топливо впрыскивается в дизельный двигатель с помощью инжектора, тогда как в бензиновом двигателе для этой цели используется карбюратор. В бензиновом двигателе топливо и воздух вместе направляются в двигатель, а затем сжимаются. Воздушно-топливная смесь ограничивает сжатие топлива и, следовательно, общую эффективность.

Дизельный двигатель сжимает только воздух, и коэффициент может быть намного выше. В дизельном двигателе степень сжатия составляет от 14: 1 до 25: 1, тогда как в бензиновом двигателе степень сжатия составляет от 8: 1 до 12: 1.После сгорания побочные продукты сгорания удаляются из двигателя через выхлоп.

Для запуска в холодное время года дополнительное тепло обеспечивается «свечами накаливания». Дизельные двигатели могут быть двухтактными или четырехтактными и выбираются в зависимости от режима работы. Двигатели с воздушным и жидкостным охлаждением - это варианты, которые следует выбирать соответственно. Предпочтительно использовать генератор с жидкостным охлаждением, так как он тих в работе и имеет равномерно регулируемую температуру.

Преимущества дизельного двигателя Дизельный двигатель намного эффективнее и предпочтительнее бензинового двигателя по следующим причинам:
  • Современные дизельные двигатели лишены недостатков более ранних моделей - более высокого уровня шума и затрат на техническое обслуживание.Теперь они тихие и требуют меньшего обслуживания по сравнению с газовыми двигателями аналогичного размера
  • .
  • Они более прочные и надежные
  • Нет искры, так как топливо самовоспламеняется. Отсутствие свечей зажигания или искровых проводов снижает затраты на техническое обслуживание
  • Стоимость топлива на произведенный киловатт на 30-50% ниже, чем у газовых двигателей
  • Дизельный агрегат с водяным охлаждением, 1800 об / мин, проработает от 12 000 до 30 000 часов, прежде чем потребуется какое-либо капитальное обслуживание.Газовая установка с водяным охлаждением на 1800 об / мин обычно работает в течение 6000-10 000 часов, прежде чем потребуется обслуживание
  • Газовые агрегаты горят сильнее, чем дизельные агрегаты, и, следовательно, они имеют значительно меньший срок службы по сравнению с дизельными агрегатами

Области применения и использование дизельных двигателей Дизельные двигатели обычно используются в качестве механических двигателей, генераторов энергии и в мобильных приводах. Они находят широкое применение в локомотивах, строительном оборудовании, автомобилях и в бесчисленных промышленных применениях.Их сфера распространяется практически на все отрасли, и их можно наблюдать ежедневно, если вы загляните под капот всего, что вы проходите мимо.

Промышленные дизельные двигатели и дизельные генераторы используются в строительстве, судостроении, горнодобывающей промышленности, больницах, лесном хозяйстве, телекоммуникациях, под землей и в сельском хозяйстве и это лишь некоторые из них. Производство электроэнергии для основного или резервного резервного питания является основным применением сегодняшних дизельных генераторов. Ознакомьтесь с нашей статьей о различных типах двигателей и генераторов и их общих применениях, чтобы увидеть больше примеров.

Электрогенераторы Дизельные генераторы или электрические генераторные установки используются в бесчисленном количестве промышленных и коммерческих предприятий. Генераторы могут использоваться для небольших нагрузок, например, в домах, а также для больших нагрузок, например, на промышленных предприятиях, больницах и коммерческих зданиях. Они могут быть либо основными источниками питания, либо резервными / резервными источниками питания.

Доступны в различных спецификациях и размерах. Дизель-генераторные установки мощностью 5-30 кВт обычно используются в простых домашних и личных применениях, например, в транспортных средствах для отдыха.Промышленные приложения охватывают более широкий спектр номинальных мощностей (от 30 кВт до 6 МВт) и используются во многих отраслях промышленности по всему миру. Для домашнего использования достаточно однофазных электрогенераторов. Трехфазные генераторы в основном используются в промышленных целях.

>> Вернуться к статьям и информации << Турбины

против поршневых двигателей | Энергетика

Ральф Гроссхаузер

Газовые двигатели демонстрируют преимущества в виде КПД одного цикла (рис. 2) и очень быстрого запуска. Фотография любезно предоставлена: MAN Diesel & Turbo

Трансформирующийся энергетический рынок смещает акцент на снижение воздействия электростанций на окружающую среду, когда финансовые и технические преимущества повышают конкурентоспособность. Это приводит к увеличению доли возобновляемых источников энергии, а также к сосредоточению внимания на высокоэффективных, гибких и экологически чистых традиционных электростанциях. Восприятие потребителей и недавние нормативные акты привели к тому, что некоторые электростанции, работающие на угле и мазуте, были остановлены в зависимости от меняющихся погодных условий, не согласованы и требуют очень быстрого реагирования на выработку электроэнергии для обеспечения стабильной сети.

Операторы электростанций и инвесторы, желающие работать на природном газе, имеют выбор между газовыми турбинами и двигателями, работающими на чистом газе или пилотном масле, причем последние технологии получили значительное развитие в последнее время. Выходная мощность двигателей теперь превышает 20 МВт, и их эффективность повышается. На рынке появляются электростанции на базе двигателей с комбинированным циклом. Превышение 200 МВт становится более распространенным явлением.

В этой статье представлены конкретные критерии принятия решения, которые подчеркивают ключевые различия между приложениями и производительностью обеих технологий на газовых электростанциях.

Некоторые очевидные критерии, которые следуют ниже, ссылаются на содержание статьи: эффективность одного цикла, целесообразная производительность при запуске (в течение 3 минут) и снижение нагрузки (ниже 25 процентов) способствует поддержке колеблющегося производства возобновляемой энергии. Требования к низкому давлению газа выгодны для проектов распределенной энергетики. Баланс тепловой и электрической энергии проекта будет благоприятствовать конкретной технологии и условиям объекта, а также будет влиять на процесс принятия решения.

Проекты электростанций мощностью менее 400 МВт требуют модернизации критериев принятия решений, когда дело доходит до выбора двигателей и / или турбин.Эта статья предлагает руководство по более объективному выбору между обеими технологиями.

Сравнение технических параметров

При любом сравнении технологий электростанций список параметров, требующих соответствующего рассмотрения, включает как минимум:

  • Профиль нагрузки электростанции / время запуска
  • Время запуска
  • Стоимость жизненного цикла завода
  • Температура окружающего воздуха на строительной площадке
  • Высота установки
  • Agine / обслуживание в течение рабочего времени
  • Надежность / доступность
  • КПД
  • Отношение мощности к теплу
  • Требования / возможности двойного топлива
  • Общая площадь завода

Большинство из этих параметров оказывают серьезное влияние при рассмотрении технических концепций или коммерческой осуществимости и поэтому обсуждаются более подробно.

Сравнение времени запуска - 1

Сравнение электрического КПД в MCR для одиночных блоков - 2

Профиль нагрузки электростанции / время запуска

Традиционные сценарии загрузки:

  • Базовая нагрузка - с преобладающими постоянными фазами нагрузки и в основном непрерывным режимом работы
  • Промежуточный - с более изменчивыми фазами нагрузки, необходимыми в течение значительного количества часов эксплуатации
  • Пиковая нагрузка - с быстрой потребностью в дополнительной мощности при высокой скорости нарастания

При увеличении количества колеблющейся выработки возобновляемой энергии, подаваемой в сети, иногда в течение дня, спрос может быть сформирован из возобновляемых источников.Однако, в зависимости от погодных условий в другие дни или в другое время дня, выработка из таких источников часто оказывается недостаточной. Таким образом, фактическая необходимость в дополнительном резерве или резервных средствах выработки электроэнергии. Однако многие существующие тепловые электростанции были рассчитаны на более или менее продолжительные высокие нагрузки. Предполагая, что при питании сети приоритетным является производство возобновляемой энергии, существующие тепловые электростанции больше не могут выполнять то, для чего они были предназначены, но должны учитывать положение в режиме ожидания с сокращением годовых часов работы при сильно меняющихся требованиях к нагрузке.Как следствие, сценарии промежуточной и пиковой нагрузки с необходимостью частого быстрого запуска оборудования в течение ограниченного времени работы в несколько часов становятся обычным требованием.

Газовые двигатели

демонстрируют преимущества в виде КПД одного цикла (рис. 2) и очень быстрого запуска. Возможны несколько запусков оборудования в день, а работа с пониженной нагрузкой на 25 процентов или даже ниже - общие черты современных двигателей. Стопроцентный выход может быть достигнут за пять минут, начиная с состояния горячего резервирования, по сравнению с 30 минутами для турбины при тех же условиях.Такие технологические особенности ориентировочно лучше подходят для удовлетворения требований современной промышленности и энергетического рынка, как описано выше.

На рис. 1 показано типичное сравнение запуска газодвигательной установки с комбинированным циклом газовой турбины как в теплых условиях, то есть до остановки более чем на восемь часов.

Однако газовые турбины

демонстрируют превосходные характеристики при относительно непрерывном стабильном режиме нагрузки.

Ориентировочная стоимость жизненного цикла завода

Хотя стоимость жизненного цикла любой тепловой электростанции в значительной степени зависит от стоимости топлива, соответствующее отражение ожидаемого профиля нагрузки должно быть включено в любое сравнение различных технологических концепций.Количество часов полной нагрузки и особенно увеличивающееся количество часов частичной нагрузки необходимо прогнозировать как можно точнее, но строго индивидуально. Преобразование в часы, эквивалентные полной нагрузке, ориентировочно включает риск игнорирования потерь эффективности, фактически происходящих при работе с частичной нагрузкой. Если в профиле нагрузки преобладают ограниченные общие часы работы и фазы частичной нагрузки или даже несколько запусков и остановов, вариант GT и / или комбинированный цикл может быть дисквалифицирован. Затраты на обслуживание газовых двигателей часто оказываются ниже, чем на турбины, в зависимости от реальных параметров проекта.

Температура окружающего воздуха на площадке проекта

Для газовых турбин максимальная мощность часто определяется максимальной температурой компонентов в турбине, допустимыми усилиями на валу или размером корпуса генератора. Для газовых двигателей максимальная температура охлаждающей воды часто является ограничивающим фактором. На выходную мощность газового двигателя практически не влияет повышение температуры окружающего воздуха, и она остается на уровне 100 процентов до 38 ° C. Однако при работе газовой турбины выходная мощность постоянно снижается.

Высота установки над уровнем моря

На рис. 3 сравнивается влияние высоты над уровнем моря на производительность газовых двигателей и газовых турбин. Опять же, диаграмма должным образом учитывает различные «обычные» условия ISO для газовых двигателей, как показано в легенде диаграмм. Кардинально отличается поведение оборудования. В то время как двигатели обеспечивают выходную мощность при полной нагрузке на любой высоте до 1000 метров над уровнем моря, мощность промышленных газовых турбин снижается на 10 процентов.

Эффект сравнения высоты - 3

Старение / время обслуживания в течение срока службы

Поведение различных технологий при старении можно увидеть, изучив эволюцию «тепловой мощности» как постоянно увеличивающийся фактор между периодами обслуживания по сравнению с рисунком 4. Кроме того, «пиковый» спрос по сравнению с обычной работой базовой нагрузки имеет дополнительные эффекты. на газовых турбинах, потому что каждый запуск газовой турбины приводит к добавлению к счетчику дополнительных часов работы.Многократные запуски не влияют на счет часов работы газовых двигателей. Впоследствии пиковая эксплуатация газовых турбин приведет к завышению затрат на техническое обслуживание газовых турбин, поскольку капитальный ремонт будет проводиться раньше.

Эффективность установки

Сравнение обеих технологий при одинаковой нагрузке на установку, в одиночном или комбинированном цикле, помогает понять превосходную эффективность газовых двигателей в течение рабочего времени.

Если мы добавим особое внимание к эффективности при частичной нагрузке для отдельной машины, мы сможем ясно увидеть разницу в эффективности между конкурирующими технологиями, в которых газовые двигатели значительно меньше подвержены влиянию пониженных требований к нагрузке.

Площадь основания электростанции и общестроительные работы

Газовые двигатели

теперь доступны с мощностью до 20,2 МВт, где для электростанции 100 МВт требуется площадь около 60 м x 60 м. Газотурбинная электростанция может достичь выходной мощности ~ 100 МВт за счет установки 2 блоков по 50 МВт, которые будут устанавливаться с более компактной площадью основания и впоследствии сниженными затратами на строительные работы.

Сравнение эффекта старения - 4

В целом, для газовых турбин общая установленная масса меньше.Это преимущество при транспортировке в отдаленные районы и установке. Для газотурбинной электростанции требуется меньше вспомогательных систем, а также не требуется дополнительных выхлопных устройств или меньше их. Также следует учитывать вопросы, связанные исключительно с весом машины, когда газовые турбины выигрывают от гораздо меньшего веса оборудования, чем газовые двигатели.

Сводка

Многие технические и коммерческие параметры требуют должного внимания при выборе соответствующей технологии газовой электростанции в соответствии с фактическими параметрами проекта.Такие параметры и другие необходимые данные будут представлены и дополнительно обсуждены в рамках презентации конвенции.

В целом, поршневые четырехтактные газовые двигатели демонстрируют преимущества в одноцикловой эффективности, высокой эффективности работы при частичной нагрузке и очень быстром запуске. При необходимости также возможна работа с пониженной нагрузкой на 25 процентов или ниже. Это делает газовые двигатели идеально подходящими для компенсации колебаний выработки возобновляемой энергии.

Низкое давление газа на входе в двигатели (6 бар по сравнению с 21-40 бар для турбин) снижает затраты и риски на инфраструктуру и позволяет размещать такие генераторы близко к потребителям.Таким образом, выработка электроэнергии на основе двигателей также поддерживает концепции децентрализованной выработки электроэнергии, а также снижает капитальные и эксплуатационные затраты за счет устранения необходимости сжатия топливного газа.

В случае использования тепловой энергии общий КПД установки может превышать 90%.

Кроме того, технология двигателей менее чувствительна к высоким температурам окружающей среды и высоте над уровнем моря по сравнению с газовыми турбинами. Газотурбинные электростанции комбинированного цикла с базовой нагрузкой мощностью> 400 МВт могут обеспечить КПД при полной нагрузке> 60%.При работе в течение многих тысяч часов при полной нагрузке в год такие большие установки явно превосходят любую конфигурацию газового двигателя благодаря снижению расхода топлива. Газотурбинные установки обычно также имеют меньшую занимаемую площадь по сравнению с электростанциями на базе двигателей.

Наконец, газотурбинные электростанции с комбинированным циклом могут также использовать преимущества включения в промышленные районы любого места, продавая пар соседним предприятиям. Однако та же самая логика применима к потенциальной газодвигательной установке в конфигурации ТЭЦ.Подача тепловой энергии соседним предприятиям или любому поставщику централизованного теплоснабжения с теплом, обеспечиваемым за счет горячей воды, эффективно генерируемой современными системами рекуперации тепла, может создать дополнительную прибыльность.

В диапазоне мощностей до ~ 200-300 МВт мы видим интересную область, в которой справедливо могут быть рассмотрены обе технологии.

Автор

На момент написания этой статьи Ральф Гроссхаузер был старшим вице-президентом MAN Diesel & Turbo SE.Гроссхаузер в настоящее время является генеральным директором Thermamax GmbH

.

Турбинный двигатель | RadMax Technologies

Турбинный двигатель

Двигатели внутреннего и внешнего сгорания - это два основных типа первичных двигателей, которые сжигают топливо для выработки энергии. Примерами двигателей внутреннего сгорания являются бензиновые двигатели с искровым зажиганием (цикл Отто) и двигатели с воспламенением от сжатия (дизельный цикл). Примерами двигателей внешнего сгорания являются паровой двигатель (цикл Ренкина), двигатель горячего воздуха (Стерлинг) и газотурбинный двигатель (цикл Брайтона).

Все эти циклы имеют особые рабочие и физические характеристики и различные экономические соображения, которые позволяют использовать их для конкретных приложений. В следующей таблице приводится сравнение этих факторов.

Сравнение типов двигателей

Тип двигателя

КПД

Выбросы

Стоимость

Масса

Искровое зажигание (Отто)

Плохо

Плохо

Хорошо

Хорошо

Компрессионное зажигание (Дизель)

Хорошо

Плохо

Ярмарка

Ярмарка

Steam (Ранкин)

Хорошо

Плохо - Хорошо

Плохо - Хорошо

Плохо

Горячий воздух (Стерлинг)

Хорошо

Плохо

Плохо

Плохо

Газовая турбина (Брайтон)

Плохо

Хорошо

Плохо

Хорошо

Длительный срок службы, низкое соотношение мощности и веса, а также растущие требования к окружающей среде и нормативные требования заставляют по-новому взглянуть на жизнеспособность газотурбинных двигателей для более массового применения.Оптимизированное сгорание газотурбинного двигателя производит меньше общих выбросов, чем двигатели внутреннего сгорания. Однако их более низкая операционная эффективность и более высокие операционные и капитальные затраты препятствуют их более широкому использованию.

Двигатель RadMax Turbine Engine призван улучшить эффективность существующих газовых турбин и снизить затраты за счет включения более высокого КПД и более дешевого компрессора прямого вытеснения и газового расширителя технологии RadMax.

Турбинный двигатель прямого вытеснения RadMax
Турбинный двигатель RadMax оснащен высокоэффективным компрессором прямого вытеснения RadMax и детандером газа, соединенным с внешней камерой сгорания и рекуператором (теплообменником выхлопных газов).Комбинация этих устройств обеспечивает значительно более высокую эффективность извлечения топлива и энергии по сравнению с обычными газотурбинными двигателями.

Получающаяся в результате более низкая температура выхлопных газов за счет использования более высокоэффективного компрессора и детандера также имеет преимущество в виде снижения выбросов по сравнению с обычными газотурбинными двигателями. Кроме того, интеграция компрессора и детандера в один блок, использование впускных и выпускных отверстий большой площади вместо клапанов и большой рабочий объем для каждого размера устройства - все это значительно снижает потери тепла.

Газотурбинный двигатель RadMax способен сжигать практически любой тип газообразного или жидкого топлива и характеризуется следующими характеристиками:

  • Постоянно оптимизированное сгорание, приводящее к снижению выбросов, повышению эффективности двигателя и большей экономии топлива (расчетная эффективность торможения 50 +%)
  • Более низкая частота вращения, чем у обычных газовых турбин с более высоким крутящим моментом
  • Большой диапазон изменения угла
  • Высокое соотношение мощности к массе
  • Плавный ход
  • Низкий уровень шума
  • Снижение затрат на производство, эксплуатацию и обслуживание
  • Легко масштабируется от 20 л.с. и выше

RadMax Turbine Engine, цикл

Благодаря своей многотопливной, высокой топливной эффективности, компактным размерам и возможности чистого сжигания газотурбинный двигатель RadMax хорошо подходит для производства электроэнергии и гибридных транспортных средств.

Работа турбинного двигателя RadMax
В газотурбинном двигателе RadMax, когда лопатки компрессора и расширителя перемещаются в осевом направлении под действием торца ротора, давление в каждой камере изменяется при выдвижении или втягивании соседних лопаток. Во время вращения ротора концы лопаток движутся по траектории, которая приближается к синусоидальной волне. Этот путь уникально спроектирован таким образом, что при каждом обороте ротора объемы камер попеременно расширяются и сжимаются. Этот процесс повторяется в каждой из секций турбины, в каждой камере и с каждой стороны ротора.Сжатый воздух из компрессорных секций направляется в камеру сгорания, а горячий газ под высоким давлением из камеры сгорания направляется на вход секций газового расширителя.

Ротор газотурбинного двигателя RadMax непрерывно вращается в одном направлении, а не резко меняет направление, как в поршневых двигателях с возвратно-поступательным движением. Поскольку верхняя и нижняя поверхности ротора смещены по фазе на 90 градусов, газотурбинный двигатель RadMax всегда сбалансирован и демонстрирует минимальную вибрацию.

Комбинированная конфигурация турбины RadMax
Конструкция турбины RadMax представляет собой комбинацию четырех отдельных секций, по две на каждом кулачке.Эта уникальная конструкция позволяет потенциально настраивать каждую из этих секций с различными степенями сжатия или расширения. Для некоторых приложений можно было бы сконфигурировать две или три секции как расширители и одну или две секции как компрессор, тем самым устраняя необходимость в отдельных кулачках компрессора и расширителя.

Это проиллюстрировано на этом рисунке, где зеленый центр представляет ротор в «развернутом» состоянии. Вертикальные желтые полосы - это скользящие лопатки, разделяющие каждую камеру, а черные синусоидальные кривые - поверхности кулачков.По мере вращения ротора сегменты, образованные ротором, кулачками и лопатками, увеличиваются или уменьшаются в объеме, таким образом, функционируя как турбины или компрессоры.

В этом примере три секции движка RadMax настроены как расширители. Четвертая секция настроена как компрессор. Каждая из секций расширения принимает газы под высоким давлением из внешней камеры сгорания и вырабатывает энергию вращения. Секция компрессора всасывает окружающий воздух и подает сжатый воздух в камеру сгорания.

Силовые установки и трансмиссии: возможные альтернативы

Силовые установки и трансмиссии: возможные альтернативы

Ханну Яэскеляйнен, Магди К.Хаир

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Реферат : Важной причиной широкого использования дизельного двигателя с непосредственным впрыском топлива является его высокая энергоэффективность. Бензиновый двигатель, однако, добился значительных успехов, и его экономия топлива приближается к дизельному. Дальнейшее повышение эффективности возможно за счет сочетания бензиновых и дизельных двигателей с энергоэффективными трансмиссиями, такими как гибридные электрические приводы.Существуют также будущие концепции трансмиссии, которые полностью исключают двигатель внутреннего сгорания, например, автомобили на электрических и водородных топливных элементах.

Поршневые двигатели внутреннего сгорания

Дизельные двигатели

В большинстве случаев применения в тяжелых условиях дизельные двигатели являются предпочтительной силовой установкой из-за их высокой эффективности, надежности и совместимости с существующей инфраструктурой заправки топливом. Дизельные двигатели в основном используются в тяжелых грузовиках, внедорожной технике в строительной и сельскохозяйственной отраслях, а также в судовых двигателях большей мощности.Они также используются в стационарных установках для выработки электроэнергии вместе с двигателями, работающими на природном газе.

В некоторых странах для легких условий эксплуатации дизельные двигатели также являются очень популярным выбором по ряду причин, включая их относительно низкие эксплуатационные расходы, Рисунок 1 [3118] .

Рисунок 1 . Варианты малотоннажных трансмиссий в новых автомобилях на нескольких основных рынках в 2013 г.

(Источник: Bosch)

Однако часто возникает вопрос: «Есть ли жизнеспособные альтернативы дизельному двигателю?» Рисунок 2, адаптированный из исследования Chrysler Corporation [403] , показывает, что существует несколько альтернативных силовых установок, которые могут соответствовать эффективности дизельного двигателя с прямым впрыском.

Рисунок 2. Эффективность преобразования энергии нескольких электростанций.

Следует отметить, что на рисунке 2 занижена максимальная тепловая эффективность торможения (BTE) дизельного двигателя. Пиковое значение BTE для дизельных двигателей малой мощности обычно составляет около 42%. Коммерческие дизельные двигатели большой мощности имеют пиковое значение BTE около 43%, в то время как программа US DOE SuperTruck показала, что более 47% BTE возможно только при изменении двигателя, в то время как добавление таких технологий, как рекуперация отработанного тепла, может еще больше увеличить указанное выше значение BTE. 50% [3083] .Низкооборотные дизельные двигатели имеют еще более высокий BTE в диапазоне 55%.

Поиск альтернатив дизельному двигателю может быть мотивирован рядом факторов. Двумя наиболее распространенными мотивами являются необходимость для производителей соблюдать установленные правительством стандарты выбросов и желание владельцев оборудования сэкономить деньги.

В большинстве юрисдикций производители новых двигателей и оборудования должны соблюдать правила, ограничивающие выбросы определенных загрязняющих веществ. В некоторых случаях также должны соблюдаться пределы экономии топлива и / или выбросов парниковых газов.Поскольку соблюдение этих ограничений становится все сложнее, стоимость дополнительного оборудования, которое необходимо поставить для дизельного двигателя, может значительно возрасти. Чтобы свести к минимуму рост стоимости оборудования, производители могут рассматривать другие технологии силовых установок как жизнеспособные альтернативы дизельному двигателю. Например, в секторе внедорожного оборудования увеличилось использование бензиновых двигателей SI с момента введения окончательных правил по выбросам Tier 4.

Владельцы оборудования в первую очередь заинтересованы в снижении затрат.Во многих случаях необходимо учитывать общую стоимость владения предполагаемым приобретением оборудования. Сюда входит начальная закупочная цена, стоимость обслуживания и ремонта, а также эксплуатационные расходы, связанные с топливом и другими расходными материалами. Примером этого может служить использование двигателей, работающих на природном газе, в некоторых магистральных автомобильных перевозках на короткие и дальние расстояния, где значительная экономия затрат на топливо может иметь большое значение для компенсации дополнительных капитальных затрат на оборудование.

###

.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *