Содержание
Ошибка
- Автомобиль — модели, марки
- Устройство автомобиля
- Ремонт и обслуживание
- Тюнинг
- Аксессуары и оборудование
- Компоненты
- Безопасность
- Физика процесса
- Новичкам в помощь
- Приглашение
- Официоз (компании)
- Пригородные маршруты
- Персоны
- Наши люди
- ТЮВ
- Эмблемы
- А
- Б
- В
- Г
- Д
- Е
- Ё
- Ж
- З
- И
- Й
- К
- Л
- М
- Н
- О
- П
- Р
- С
- Т
- У
- Ф
- Х
- Ц
- Ч
- Ш
- Щ
- Ъ
- Ы
- Ь
- Э
- Ю
- Я
Навигация
- Заглавная страница
- Сообщество
- Текущие события
- Свежие правки
- Случайная статья
- Справка
Личные инструменты
- Представиться системе
Инструменты
- Спецстраницы
Пространства имён
- Служебная страница
Просмотры
Перейти к: навигация,
поиск
Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.
Возврат к странице Заглавная страница.
Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.
Автомобиль на газогенераторном двс: достойная альтернатива привычному топливу
Дата публикации: 1 октября 2019
Содержание
- Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах
- Газогенераторная установка своими руками: профессиональные рекомендации по сборке
Постепенное сокращение запасов природных ресурсов и сложности с их добычей заставляют искать альтернативные источники энергии, одновременно недорогие и эффективные. Так, попытки заменить бензин или природный газ натолкнули на идею использовать уголь и натуральную древесину. Высушенные дрова дают значительное количество энергии и вполне подходят для использования в двс — двигателях внутреннего сгорания — при условии некоторой доработки их конструкции.
Первые эксперименты по созданию и испытанию двигателя на дровах в середине прошлого столетия завершились успешно. Поэтому ряд производственных мощностей в разных странах мира был переведен в режим серийного выпуска газогенераторных автомобилей на дровах, которые нашли широкое применение в военные годы. Позже от их использования отказались, но идея применения угля и дров в качестве источника энергии сохранила свою актуальность.
Сегодня создать в домашних условиях двигатель внутреннего сгорания на дровах не составит особого труда. А взамен можно получить работающий газогенератор для автомобиля или для отопительного оборудования, не требующий запасов дорогостоящего топлива.
Принцип работы газогенераторного двигателя на дровах
В основу работы газогенераторной установки положен процесс пиролиза — получение горючей газовой смеси из древесины. В ее составе значительную часть занимает угарный газ, или окись углерода, также присутствуют свободный водород, метан и некоторые углеводородные соединения. Незначительный процент в смеси составляют балластные газы — азот, водяной пар и углекислый газ. Пиролиз происходит в газогенераторе. Конструкция устройства представляет собой закрытую емкость с колосниками, в которую через верхний бункер поступает твердое топливо. В качестве дымохода используется патрубок для выхода полученной газовой смеси. Последовательность пиролиза выглядит следующим образом:
- В нижней части газогенератора под колосниками сгорают дрова. В процессе их горения в камеру нагнетается воздух в объеме около 35% от необходимого количества для переработки всех дров.
- Большое количество тепловой энергии от сгорания дров запускает реакцию кислорода воздуха и углерода, в результате чего образуется углекислота.
- В зоне газификации газогенератора углекислый газ дополнительно получает углерод из древесины, превращаясь в угарный газ. Одновременно в результате разложения водяного пара образуется свободный водород.
- Проходя через сухую древесину, раскаленные газы способствуют ее подсушиванию и превращению в полукокс, что способствует выделению еще большего объема углерода. Процесс носит название сухой перегонки и сегодня находит свое применение в ряде отраслей топливной промышленности.
- Образовавшаяся газовая смесь выходит из газогенератора через патрубок и поступает на очистку от посторонних примесей и взвесей для дальнейшей подачи в двигатель внутреннего сгорания.
Очистка получившейся газовой смеси — обязательный процесс переработки дров. Отказ от нее вызывает быстрое загрязнение и порчу двигателя, чувствительного к качеству и химическому составу газового топлива. Специально для его очистки была сконструирована фильтрующая система, состоящая из трех частей:
- Циклон, или фильтр грубой очистки. Представляет собой вертикальный цилиндр конусообразной формы. Газовая смесь циркулирует вдоль стенок на высокой скорости, в результате чего под воздействием центробежной силы крупные частицы выделяются из общей массы и падают на дно устройства. Затем они выводятся из фильтра, чтобы не загрязнять новую порцию смеси.
- Радиатор — охладитель газовой смеси. Здесь очищенная смесь охлаждается до температуры, при которой она легко воспламеняется. Подача газа в радиатор осуществляется методом нагнетания.
- Фильтр тонкой очистки. Здесь происходит удаление из газовой смеси мелкой взвеси сажи и золы, которую не удалось извлечь в циклоне.
Очищенная и охлажденная газовая смесь подается в двигатель внутреннего сгорания автомобиля или отопительного котла. Ее горение дает необходимое количество энергии для движения транспортного средства или для обогрева здания.
Газогенераторная установка своими руками: профессиональные рекомендации по сборке
Задавшись целью сделать двс на генераторном газе для автомобиля или отопительной системы, стоит обратить внимание на следующие моменты:
- Перевести на газ можно только автомобиль с карбюратором. Для современных транспортных средств требуется менять прошивку контроллера, иначе новое топливо не запустит его движение.
- Чем выше мощность двигателя, тем производительнее должен быть газогенератор.
- Установка газовой системы в багажник потребует дополнительного места. Рекомендуется вырезать часть днища или установить конструкцию на прицеп.
- Для изготовления камеры газификации потребуется термостойкий стальной сплав, например, низкоуглеродистая сталь толщиной не менее 4 мм.
Обратите внимание: попытка увеличить диаметр камеры для повышения объемов выработки топлива нецелесообразна. Производительность устройства увеличится незначительно, тогда как качество переработки древесного сырья станет значительно хуже.
Для сборки работающего газогенераторного двигателя на дровах потребуются:
- старый газовый баллон;
- ресивер от грузовика или толстостенная труба;
- графитно-асбестовый шнур для уплотнения крышки;
- несколько стальных труб или радиаторов для системы фильтрации;
- небольшой вентилятор для розжига;
- листовой металл толщиной 1,5 мм.
Последовательность действий выглядит следующим образом:
- Циклон сваривается из отрезка трубы 10 см. Входной патрубок должен быть расположен сбоку устройства, выпускной — сверху емкости.
- Для охладителя подбирается труба в виде змеевика или радиатор.
- На роль фильтра тонкой очистки подойдет бочка или отрезок трубы, наполненный базальтовым волокном.
Запустить процесс розжига поможет вентилятор, полностью состоящий из металлических элементов. Это требование обусловлено безопасной работой устройства: только металл способен выдержать контакт с раскаленной газовой смесью. Топливная магистраль, ведущая от генератора к карбюратору, изготавливается из стальной трубы и монтируется под днищем машины.
Оптимизировать работу газогенератора удастся благодаря следующим рекомендациям:
- Размер дровяных чурок не должен быть более 6 см;
- Древесина должна быть полностью высушенной, чтобы часть энергии не тратилась на подсушивание дров;
- Розжиг топлива осуществляется при включенном вентиляторе не позднее чем за 20 минут до начала движения.
Обратите внимание: автомобиль на газогенераторном двигателе теряет до 50% мощности. Поэтому ждать от машины высокой скорости и быстрого старта после непродолжительной остановки не приходится.
Принципы работы бензинового двигателя – Научные проекты
Сбор информации:
Узнайте о бензиновых двигателях. Читайте книги, журналы или спрашивайте профессионалов, которые могут знать, чтобы узнать о принципах работы бензиновых двигателей. Посетите веб-сайт старинных двигателей, чтобы увидеть простой дизайн первых бензиновых двигателей. Следите за тем, откуда вы получили информацию.
Физика бензинового двигателя
также известная как
Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания
Наиболее часто используемый сегодня тип автомобильного двигателя основан на цикле Отто, названном в честь его создателя Николауса Отто. Термин «четырехтактный» относится к четырем характерным движениям, которые совершает поршень во время преобразования химической энергии в энергию вращения, которую можно использовать для практического использования, в данном случае для приведения в движение автомобиля.
Это изображение используется в качестве ссылки на части двигателя, которые упоминаются на этой странице веб-сайта.
Простой двигатель включает один цилиндр, один поршень, свечу зажигания, установленную на одном конце цилиндра, и коленчатый вал на другом конце цилиндра. Цилиндр также включает в себя два клапана. Один клапан предназначен для входа смеси воздуха и бензина, а другой клапан для выхода горячих газов.
1. Нарядочный ход:
Первый удар цикла описывается как цикл допуска, где поршень, который начинается с вершины цилиндрической палаты , начинает двигаться вниз. В то же время, когда поршень начинает свой путь вниз, впускной клапан открывается и позволяет воздуху втягиваться в полость цилиндра с помощью движущегося вниз поршня. Также в это время небольшое количество бензина впрыскивается в камеру через топливную форсунку и смешивается с воздухом. Бензин необходимо смешивать с воздухом, потому что жидкий бензин не горит, поэтому он должен испаряться форсункой и смешиваться с воздухом. Идеальное соотношение воздуха и газа составляет 14 частей воздуха на одну часть топлива. Это соотношение контролируется электронным способом с помощью компьютера, подключенного к топливному насосу и форсункам, которые подают количество топлива в зависимости от количества воздуха, которое двигатель может всосать в цилиндр.
2. Такт сжатия:
Второй такт, также известный как такт сжатия, начинается с закрытия впускного клапана. Когда впускной клапан закрывается, между поршнем и верхней частью цилиндра, где расположены клапаны, создается герметичная камера. Затем поршень начинает свой путь вверх, смесь бензина и воздуха сжимается в соотношении примерно 10:1. Это соотношение возникает из-за различий в объеме между объемом камеры цилиндра в верхней части хода поршня и объемом камеры цилиндра, когда поршень находится в нижней части своего пути. Чем больше это отношение может быть достигнуто, тем большую мощность может производить двигатель. Для автомобилей с заданным объемом 454 дюйма3 или 5,0 литров это общий объем всех цилиндров на такте впуска. Таким образом, двигатель объемом 454 дюйма3 с 8 цилиндрами может удерживать 56,75 дюйма3 на цилиндр и, следовательно, при степени сжатия 10:1 можно сжать это до 5,67 дюйма3. Это сжатие создает большое давление в камере цилиндра.
3. Такт сгорания:
Третий такт цикла, рабочий такт относится к самому сгоранию. Теперь, когда камера цилиндра заполнена сильно сжатым воздухом и бензином, искра от свечи зажигания инициирует взрыв в камере, который вызывает быстрое расширение сжатой смеси, в результате чего поршень очень быстро опускается вниз. Расширение газа, вызванное сгоранием, является самой важной стадией цикла. Также очень важно, чтобы в системе не было утечек, иначе давление будет потеряно, что приведет к потере мощности.
Как только поршень достигает нижней части своего пути после взрыва, все, что остается в камере цилиндра, — это отходы. Как только поршень начинает свое движение вверх в цилиндре, выпускной клапан открывается, и поршень вытесняет выхлоп из камеры и от двигателя. После этого удаления выхлопных газов впускной клапан открывается, позволяя воздуху поступать в камеру и продолжать цикл.
ЦЕЛИ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ
По завершении этой главы вы должны быть в состоянии объяснить принципы работы двигателя
- .
- Объясните процесс цикла двигателя.
- Укажите классификацию двигателей.
- Обсудите конструкцию двигателя.
- Список вспомогательных агрегатов двигателя.
Автомобиль всем нам знаком. Двигатель, который приводит его в движение, — один из самых увлекательных и обсуждаемых из всех сложных механизмов, которыми мы пользуемся сегодня. В этой главе мы кратко объясним некоторые принципы работы и основные механизмы этой машины. Изучая его работу и конструкцию, обратите внимание, что он состоит из многих устройств и основных механизмов, описанных ранее в этой книге.
ДВИГАТЕЛЬ СГОРАНИЯ
Мы определяем двигатель просто как машину, которая преобразует тепловую энергию в механическую. Двигатель делает это за счет внутреннего или внешнего сгорания.
Горение — это акт горения. Внутренний означает внутренний или закрытый. Так, в двигателях внутреннего сгорания сгорание топлива происходит внутри двигателя; то есть горение происходит в том же цилиндре, который производит энергию для вращения коленчатого вала. В двигателях внешнего сгорания, таких как паровые двигатели, сжигание топлива происходит вне двигателя. На рис. 12-1 показаны в упрощенном виде двигатель внешнего и внутреннего сгорания.
Двигатель внешнего сгорания содержит бойлер с водой. Подводимое к котлу тепло заставляет воду кипеть, что, в свою очередь, приводит к образованию пара. Пар проходит в цилиндр двигателя под давлением и заставляет поршень двигаться вниз. С внутренней
Рисунок 12-2.- Цилиндр, поршень, шатун и коленчатый вал для одноцилиндрового двигателя.
двигатель внутреннего сгорания, сгорание происходит внутри цилиндра и непосредственно отвечает за движение поршня вниз.
Преобразование тепловой энергии двигателем в механическую основано на фундаментальном законе физики. В нем говорится, что газ будет расширяться при приложении тепла. Закон также гласит, что сжатие газа увеличивает его температуру. Если газ ограничен и не имеет выхода для расширения, применение тепла увеличит давление газа (как это происходит в автомобильном баллоне). В двигателе это давление воздействует на головку поршня, заставляя его двигаться вниз.
Как известно, поршень в цилиндре движется вверх и вниз. Движение вверх-вниз известно как возвратно-поступательное движение. Это возвратно-поступательное движение (прямолинейное движение) должно измениться на вращательное движение (поворотное движение), чтобы повернуть колеса транспортного средства. Кривошип и шатун изменяют это возвратно-поступательное движение на вращательное.
Все двигатели внутреннего сгорания, будь то бензиновые или дизельные, в основном одинаковы. Все они полагаются на три элемента: воздух, топливо и зажигание.
Топливо содержит потенциальную энергию для работы двигателя; воздух содержит кислород, необходимый для горения; и зажигание начинает горение. Все они являются основными, и двигатель не будет работать без какой-либо из них. Любое обсуждение двигателей должно основываться на этих трех элементах, а также на шагах и механизмах, необходимых для доставки их в камеру сгорания в нужное время.
Как сделать проект:Этот проект по большей части является исследовательским и выставочным проектом. Вы будете делать чертежи или вырезать из цветной бумаги или картона модели компонентов простого двигателя внутреннего сгорания. Смонтируйте все на доске с надлежащим описанием. Информация, которая вам нужна для этого, приведена выше, а остальное — произведение искусства и зависит от вашего творчества. Дополнительные идеи проекта:Возможно, вы захотите изучить некоторые аспекты двигателей внутреннего сгорания. Ниже приведены некоторые примеры и рекомендации: Как температура двигателя внутреннего сгорания влияет на КПД двигателя? При первом запуске двигатель холодный, а через некоторое время становится горячим. Если температура действительно влияет на эффективность, производители могут настроить свою конструкцию таким образом, чтобы двигатель достиг своей эффективной температуры за меньшее время. Когда двигатель работает с высокой эффективностью, все топливо сгорает и превращается в углекислый газ и воду. Если двигатель не имеет высокого КПД, это просто означает, что часть топлива и газов, таких как CO, которые указывают на неполное сгорание, будут выходить из выхлопа (глушителя). Это вредные газы, которых мы стараемся избегать. На инспекционных станциях компьютеризированное испытательное оборудование измеряет количество CO и несгоревшего топлива, выходящего из выхлопных газов. Для простого эксперимента вы можете использовать обычный детектор угарного газа, который можно приобрести во многих хозяйственных магазинах, и проверить газы, выходящие из выхлопных газов. Попросите вашего помощника завести автомобиль и, пока он еще холодный, проверьте выхлопные газы на наличие угарного газа. Оставьте двигатель включенным и повторяйте проверку каждую минуту. Запишите температуру двигателя, отображаемую внутри автомобиля, вместе с вашими показаниями CO. Запишите результаты в таблицу и при необходимости нарисуйте график. Используйте таблицу результатов для анализа и заключения. Сколько CO выбрасывается в воздух каждый день двигателями внутреннего сгорания? Вы можете провести это исследование с экспериментом или без него. Сделайте поиск и узнайте добычу нефти или газа в мире. Вес углекислого газа примерно в 3 раза больше веса сжигаемого топлива. Вы даже можете провести эксперимент, чтобы увидеть, какой процент газов, существующих в двигателе, составляет углекислый газ. Для хранения газов можно использовать большой баллон. (запишите, сколько секунд потребовалось двигателю, чтобы произвести такое количество газа.) Завяжите нитку, чтобы закрыть воздушный шар. Измерьте объем воздушного шара (для этого нужны некоторые расчеты). Затем наполните пробирку или небольшую стеклянную бутылочку раствором аммиака. Осторожно поместите отверстие воздушного шара над емкостью с аммиаком и закрепите его, чтобы газ не вытекал. Теперь откройте нить, чтобы газ внутри воздушного шара вступил в контакт с аммиаком. Аммиак поглощает углекислый газ, поэтому через несколько часов объем воздушного шара уменьшится. Снова измерьте объем. Разница в объеме и будет объемом углекислого газа. Если вы рассчитаете количество CO2 (двуокиси углерода), производимого каждым автомобилем в каждую секунду или минуту, вы можете использовать его для расчета количества углекислого газа, производимого всеми автомобилями в городе, стране или мире. Приведенные выше примеры — это не все, что вы можете сделать с этим проектом. Думайте сами и спрашивайте других, чтобы придумать больше идей. |
Что такое газовый двигатель? | Linquip
Вы поставщик?
Привлечение потенциальных клиентов, предоставление коммерческих предложений и привлечение новых предприятий
Начало работы
Что такое газовый двигатель?
Газовый двигатель — это двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе, таком как угольный газ, биогаз, генераторный газ, свалочный газ или природный газ. Иногда из-за широкого использования слова «газ» в качестве аббревиатуры для бензина газовый двигатель также можно назвать двигателем, работающим на газе, или двигателем, работающим на природном газе, или двигателем с искровым зажиганием.
Первый газовый двигатель был создан в 1860 году французом Ленуаром, но поскольку он был в значительной степени разработан доктором Отто, его цикл операций назван его именем. Он построил первый газовый двигатель в 1876 году. В цикле Отто используется источник воспламенения, такой как искра или небольшое количество пилотного топлива, чтобы заставить газовое топливо гореть.
Обычно в современных приложениях термин «газовый двигатель» относится к мощному промышленному двигателю, способному непрерывно работать с полной нагрузкой в течение периодов, близких к высокой доле 8760 часов в год, в отличие от легких бензиновых автомобильных двигателей, которые обычно работают в течение не более 4000 часов за всю свою жизнь. Типичный диапазон мощности газового двигателя составляет от 10 кВт (13 л.с.) до 4 МВт (5364 л.с.).
Тепловой КПД газового двигателя
Газовые двигатели, работающие на природном газе, обычно имеют тепловой КПД в пределах 35-45%. По состоянию на 2018 год двигатели с лучшими характеристиками могут достигать теплового КПД до 50%, которые часто относятся к среднеоборотным типам. Энергия топлива на выходном валу увеличивается; остальное появляется как отработанное тепло. КПД больших двигателей выше, чем малых. Газовые двигатели, работающие на биогазе, несколько менее эффективны (около 1-2%), а синтез-газ еще больше снижает КПД.
Тепло, выделяемое двигателем, может быть использовано для обогрева здания или технологического процесса. В двигателе примерно половина отработанного тепла (от кожуха двигателя, масляного радиатора и контуров доохладителя) вырабатывается в виде горячей воды, температура которой может достигать 110°С. Остальное проявляется в виде высокотемпературного тепла, которое может создавать горячую воду или пар под давлением с помощью теплообменника отработавших газов.
Типичные области применения газовых двигателей
Газовые двигатели обычно используются в стационарных или транспортных целях.
Стационарные установки
Обычные стационарные установки включают в себя конструкции с базовой нагрузкой или системы выработки электроэнергии в течение большого количества часов, включая комбинированное производство тепла и электроэнергии, шахтный газ и биогаз, где отработанное тепло двигателя может использоваться для обогрева метантенков.
Газовые двигатели редко используются в качестве резервных, в таких случаях обычно используются дизельные двигатели. Исключением является небольшой аварийный генератор (<150 кВт), который часто устанавливается на фермах, в музеях и жилых домах. Эти генераторы подключаются к природному газу от коммунальных служб или к пропану из местных складов и могут автоматически регулироваться после отключения электроэнергии.
Транспортное применение
Двигатели, работающие на сжиженном природном газе (СПГ), развиваются для морского рынка, поскольку они могут удовлетворить новые потребности в выбросах без какой-либо дополнительной обработки топлива или систем очистки выхлопных газов. Расширяется также использование двигателей, работающих на компримированном природном газе (СПГ), в автобусном секторе.
Принцип работы газового двигателя
Работа газовых двигателей основана на законе идеального газа. В нем говорится, что повышение температуры газа повышает давление, которое заставляет газ расширяться. Газовый двигатель имеет камеру с добавленным в нее топливом, которая воспламеняется для повышения температуры газа.
Когда система нагревается, газ вынужден расширяться. В поршневых двигателях это поднимает поршень. Однако в газовой турбине горячий воздух нагнетается в камеру турбины и вращает турбину. Присоединив поршень или турбину к распределительному валу, двигатель может часть энергии, поступающей в систему, преобразовывать в полезную работу.
Затем двигатель выбрасывает газ для сжатия поршня в системе, называемой двигателем прерывистого внутреннего сгорания. Затем используется радиатор, поддерживающий работу системы при постоянной температуре. Газовая турбина в ДВС просто выбрасывает газ непрерывно, а не по циклу.
Четырехтактный поршневой двигатель является одним из наиболее распространенных типов газовых двигателей, широко используемых в различных автомобилях, использующих бензин в качестве топлива, таких как автомобили. Различные этапы процесса описаны ниже:
1- Впрыск топлива в камеру
2- Возгорание топлива (воспламенение)
3- Движение поршня огнем (расширение; на этом этапе выполняется работа)
4- Удаление химических отходов, которые в основном представляют собой водяной пар и двуокись углерода. Кроме того, это может включать загрязняющие вещества, такие как окись углерода в случаях неполного сгорания.
Компоненты газового двигателя
Существует ряд компонентов, общих для газовых двигателей, которые кратко перечислены здесь.
Камера сгорания
Двигатели внутреннего сгорания могут иметь любое количество цилиндров сгорания, обычно от одного до двенадцати, хотя также используется до 36 цилиндров.
Система зажигания
В газовом двигателе смесь топлива и воздуха воспламеняется электрической искрой от свечи зажигания. Время этого процесса точно контролируется.
Топливная форсунка
Добавляет топливо таким образом, что оно образует однородную смесь с воздухом.
Топливные насосы
Впрыск топлива осуществляется при атмосферном давлении (или ниже). Эти насосы обычно имеют электрический привод.
Клапаны
Все четырехтактные двигатели внутреннего сгорания используют клапаны для регулирования количества топлива и воздуха, поступающих в камеру сгорания.
Выхлопные системы
Газовые двигатели должны эффективно контролировать выпуск охлажденных продуктов сгорания из двигателя. Выхлопные системы часто содержат механизмы для контроля химического и шумового загрязнения. Кроме того, выхлопная система часто регулируется для улучшения разрядки камеры сгорания. Большинство выхлопных газов также предотвращают попадание тепла в места, где они могут быть повреждены, например, к чувствительным к теплу компонентам.
Системы охлаждения
Системы охлаждения обычно охлаждают воздух или жидкость (обычно воду), чтобы высокая температура не повреждала тело.
Поршень
Поршень — это часть поршневых двигателей, предназначенная для передачи мощности от газа, расширяющегося в цилиндре, к коленчатому штоку или шатуну.
Система смазки
Для газовых двигателей требуется система смазки, чтобы движущиеся части плавно скользили друг по другу.
Блоки управления двигателем
Большинству двигателей требуется одна или несколько систем для включения и выключения двигателя, а также для управления такими параметрами, как скорость, крутящий момент, температура сгорания и КПД, для стабилизации двигателя в режимах работы, которые могут привести к самовозгоранию.