Содержание
Системы питания двигателя: система питания бензинового двигателя
ТЕХПОМОЩЬ ВЫЕЗД АВТОЭЛЕКТРИКА, МЕХАНИКА
8 (915) 045-51-51
Единый Городской Номер
диспетчер: +7 (495) 205-63-48
ТЕХПОМОЩЬ ВЫЕЗД АВТОЭЛЕКТРИКА, МЕХАНИКА
8 (915) 045-51-51
Системы питания бензиновых и дизельных двигателей значительно отличаются, поэтому рассмотрим их по отдельности. Итак, что такое система питания автомобиля?
Система питания бензинового двигателя
Системы питания бензиновых двигателей бывают двух типов — карбюраторная и впрысковая (инжекторная). Поскольку на современных автомобилях карбюраторная система уже не применяется ниже рассмотрим лишь основные принципы ее работы. При необходимости вы легко сможете найти дополнительную информацию по ней в многочисленных специальных изданиях.
Система питания бензинового двигателя, независимо от типа двигателя внутреннего сгорания, предназначена для хранения запаса топлива, очистки топлива и воздуха от посторонних примесей, а также подачи воздуха и топлива в цилиндры двигателя.
Для хранения запаса топлива на автомобиле служит топливный бак. На современных автомобилях применяются металлические или пластмассовые топливные баки, которые в большинстве случаев расположены под днищем кузова в задней части.
Систему питания бензинового двигателя можно условно разделить на две подсистемы — подачи воздуха и подачи топлива. Что бы ни случилось, в любой ситуации наши специалисты по выездной тех помощи на дорогах москвы приедут и окажут необходимую помощь.
Система подачи воздуха практически одинакова для всех типов двигателей внутреннего сгорания. Воздух, предназначенный для подачи в цилиндры двигателя, очищается от пыли воздушным фильтром, который расположен в моторном отсеке автомобиля. Воздух очищается сменным фильтрующим элементом, который выполнен из специальной бумаги с мелкими порами. Из следующей главы можно будет узнать электронная система управления двигателем — что это такое и как осуществляется диагностика электронной системы управления двигателем.
Дальнейший путь очищенного воздуха зависит от типа системы питания и будет рассмотрен ниже. А в одной из следующих глав можно будет узнать система питания дизельного двигателя: устройство системы питания дизельного двигателя.
Система питания бензинового двигателя карбюраторного типа
В карбюраторном двигателе система подачи топлива работает следующим образом.
Топливный насос (бензонасос) подает топливо из бака в поплавковую камеру карбюратора. Топливный насос, обычно мембранный, расположен непосредственно на двигателе. Привод насоса осуществляется при помощи штока-толкателя эксцентриком на распределительном валу.
Очистка топлива от загрязнений совершается в несколько этапов. Самая грубая очистка происходит сеточкой на заборнике в топливном баке. Затем топливо фильтруется сеточкой на входе в бензонасос. Также сетчатый фильтр-отстойник установлен на входном патрубке карбюратора.
В карбюраторе очищенный воздух из воздушного фильтра и бензин из бака смешиваются и подаются во впускной трубопровод двигателя.
Карбюратор устроен таким образом, чтобы обеспечить оптимальное соотношение воздуха и бензина в смеси. Это соотношение (по массе) составляет приблизительно 15 к 1. Топливовоздушная смесь с таким соотношением воздуха к бензину называется нормальной.
Нормальная смесь необходима для работы двигателя в установившемся режиме. На других режимах двигателю могут потребоваться топливовоздушные смеси с иным соотношением компонентов.
Обедненная смесь (15-16,5 частей воздуха к одной части бензина) имеет меньшую скорость сгорания по сравнению с обогащенной, но зато происходит полное сгорание топлива. Обедненная смесь применяется при средних нагрузках и обеспечивает высокую экономичность, а также минимальный выброс вредных веществ.
Бедная смесь (более 16,5 частей воздуха к одной части бензина) горит очень медленно. На бедной смеси могут возникать перебои в работе двигателя.
Обогащенная смесь (13-15 частей воздуха к одной части бензина) обладает наибольшей скоростью сгорания и используется при резком увеличении нагрузки.
Богатая смесь (менее 13 частей воздуха к одной части бензина) горит медленно. Богатая смесь необходима при пуске холодного двигателя и последующей работе на холостом ходу.
Для создания смеси, отличной от нормальной, карбюратор снабжен специальными устройствами — экономайзер, ускорительный насос (обогащенная смесь), воздушная заслонка (богатая смесь).
В карбюраторах разных систем эти устройства реализованы по-разному, поэтому здесь мы не будем рассматривать их более подробно. Суть просто в том, что система питания бензинового двигателя карбюраторного типа содержит такие конструктивные элементы.
Для изменения количества топливовоздушной смеси и, следовательно, частоты вращения коленчатого вала двигателя служит дроссельная заслонка. Именно ею управляет водитель, нажимая или отпуская педаль газа.
Система питания бензинового двигателя инжекторного типа
На автомобиле с системой впрыска топлива водитель тоже управляет двигателем посредством дроссельной заслонки, но на этом аналогия с карбюраторной системой питания бензинового двигателя заканчивается.
Топливный насос расположен непосредственно в баке и имеет электропривод.
Электробензонасос обычно объединен с датчиком уровня топлива и сетчатым фильтром в узел, получивший название топливный модуль.
На большинстве впрысковых автомобилей топливо из топливного бака под давлением поступает в сменный топливный фильтр.
Топливный фильтр может быть установлен под днищем кузова либо в моторном отсеке.
Топливные трубопроводы подсоединяются к фильтру резьбовыми или быстросъемными соединениями. Соединения уплотнены кольцами из бензостойкой резины или металлическими шайбами.
В последнее время многие автопроизводители стали отказываться от применения подобных фильтров. Очистка топлива производится только фильтром, установленным в топливном модуле.
Замена такого фильтра не регламентирована планом технического обслуживания.
Системы впрыска топлива бывают двух основных типов — центральный впрыск топлива (моновпрыск) и распределенный впрыск, или, как его еще называют, многоточечный.
Центральный впрыск стал для автопроизводителей переходным этапом от карбюратора к распределенному впрыску и на современных автомобилях применения не находит. Это связано с тем, что система центрального впрыска топлива не позволяет выполнить требования современных экологических стандартов.
Агрегат центрального впрыска похож на карбюратор, только вместо смесительной камеры и жиклеров внутри установлена электромагнитная форсунка, которая открывается по команде электронного блока управления двигателем. Впрыск топлива происходит на вход впускного трубопровода.
В системе распределенного впрыска количество форсунок равно количеству цилиндров.
Форсунки установлены между впускным трубопроводом и топливной рампой. В топливной рампе поддерживается постоянное давление, которое обычно составляет около трех бар (1 бар равен примерно 1 атм). Для ограничения давления в топливной рампе служит регулятор, который стравливает излишки топлива обратно в бак.
Раньше регулятор давления устанавливали непосредственно на топливной рампе, а для соединения регулятора с топливным баком использовалась обратная топливная магистраль. В современных системах питания бензинового двигателя регулятор располагают в топливном модуле и необходимость в обратной магистрали отпала.
Топливные форсунки открываются по командам электронного блока управления, и происходит впрыск топлива из рампы во впускной трубопровод, где топливо смешивается с воздухом и поступает в виде смеси в цилиндр.
Команды на открытие форсунок вычисляются на основании сигналов, поступающих от датчиков электронной системы управления двигателем. Тем самым обеспечивается синхронизация работы системы подачи топлива и системы зажигания.
Система питания бензинового двигателя инжекторного типа обеспечивает большую производительность и возможность соответствия более высоким экологическим стандартам, чем карбюраторного.
Тест на знание системы питания бензинового двигателя
Выберите номера всех правильных ответов
1. СИСТЕМА ПИТАНИЯ БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ СЛУЖИТ ДЛЯ:
1) хранения топлива;
2) воспламенения бензина;
3) хранения сжатого воздуха;
4) отвода отработавших газов;
5) приготовления горючей смеси;
6) подачи горючей смеси в цилиндр.
ОНА ВКЛЮЧАЕТ:
7) насос;
8) карбюратор;
9) топливный бак;
10) глушитель шума;
11) свечи зажигания;
12) топливные фильтры;
13) воздушный фильтр;
14) впускной трубопровод;
15) выпускной трубопровод.
2. ФИЛЬТРАЦИЯ БЕНЗИНА ПРОИСХОДИТ В:
1) бензонасосе;
2) карбюраторе;
3)трубопроводе;
4) топливозаборнике;
5) фильтре грубой очистки;
6) фильтре тонкой очистки;
7) фильтре жесткой очистки;
8) фильтре мягкой очистки.
3. ПРИВОД БЕНЗОНАСОСА ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ОТ:
1) маховика;
2) коленчатого вала;
3) масляного насоса;
4) жидкостного насоса;
5) распределительного вала;
6) системы электроснабжения.
Установите правильную последовательность
4. РАБОТА СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ЗИЛ-131:
1) бензонасос;
2) карбюратор;
3) топливный бак;
4) фильтр грубой очистки;
5) фильтр тонкой очистки.
Выберите номера всех правильных ответов
5. СОСТАВ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ ОЦЕНИВАЕТСЯ:
1) мощностью двигателя;
2) коэффициентом наполнения;
3) коэффициентом избытка воздуха;
4) коэффициентом остаточных газов.
6. КОЛИЧЕСТВО ПОДАВАЕМОЙ ИЗ КАРБЮРАТОРА ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ ЗАВИСИТ ОТ ПОЛОЖЕНИЯ:
1) воздушной заслонки;
2) дроссельной заслонки;
3) клапана экономайзера;
4) поршня ускорительного насоса;
5) уровня топлива в поплавковой камере.
Дополните
7. КОЭФФИЦИЕНТОМ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА НАЗЫВАЕТСЯ ОТНОШЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА_____ПОСТУПИВШЕГО В ЦИЛИНДР, К ЕГО НЕОБХОДИМОМУ КОЛИЧЕСТВУ ДЛЯ ПОЛНОГО СГОРАНИЯ ПОСТУПИВШЕГО В ЦИЛИНДР ТОПЛИВА.
Установите соответствие
8. ГОРЮЧАЯ СМЕСЬ КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА:
1) бедная; А. а = 0,4—0,7;
2) богатая; В. а = 1,0;
3) обедненная; С. а = 1,05…1,15;
4) нормальная; D. а = 1,2…1,25;
5) обогащенная. Е. а = 0,8…0,95.
9. РЕЖИМЫ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ 1) холостой ход; 2) средние нагрузки; 3) пуска холодного двигателя; 4) ускорение и полная мощность. | КОЭФФИЦИЕНТ ИЗБЫТКА ВОЗДУХА: A. а = 0,3… 0,5; B. а = 0,6…0,8; C. а = 1,15…1,5; D. а = 0,85…0,90. |
Выберите номера всех правильных ответов
10. ПОВЫШЕННЫЙ УРОВЕНЬ ТОПЛИВА В ПОПЛАВКОВОЙ КАМЕРЕ КАРБЮРАТОРА ВЫЗОВЕТ:
1) хлопки в глушителе;
2) увеличение мощности;
3) хлопки в карбюраторе;
4) уменьшение мощности;
5) переобеднение горючей смеси;
6) переобогащение горючей смеси.
11. ПОДДЕРЖАНИЕ УРОВНЯ БЕНЗИНА В ПОПЛАВКОВОЙ КАМЕРЕ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ:
1) положением поплавка;
2) работой экономайзера;
3) работой ускорительного насоса;
4) положением воздушной заслонки;
5) положением дроссельной заслонки.
12. ПЕРЕОБЕДНЕНИЕ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ МОЖЕТ БЫТЬ ВЫЗВАНО:
1) засорением воздушного фильтра;
2)засорением топливного жиклера;
3) засорением воздушного жиклера;
4) низким уровнем топлива в поплавковой камере;
5) высоким уровнем топлива в поплавковой камере;
6) подсасыванием воздуха через неплотности впускной системы.
13. ПОЗИЦИЯ 10 НА РИС. 6.1 ОЗНАЧАЕТ КЛАПАН:
1) воздушный;
2) экономайзера;
3) нагнетательный;
4) поплавковой камеры;
5) обратный ускорительного насоса.
Рис. 6.1. Карбюратор K-88AM |
Дополните и выберите номера всех правильных ответов
14. ПОЗИЦИЯ 6 НА РИС. 6.1 ОЗНАЧАЕТ ОН СЛУЖИТ ДЛЯ:
1) ускорения потока воздуха;
2) обогащения состава смеси;
3) увеличения разряжения перед распылителем;
4) поддержания уровня топлива в поплавковой камере.
15. В СИСТЕМУ ХОЛОСТОГО ХОДА ВХОДЯТ ПОЗИЦИИ НА РИС. 6.1:
a) 2; е) 8;
b) 3 f) 13
c) 4 g) /5;
d) 5; h) 27.
16. СИСТЕМА ПУСКА ХОЛОДНОГО ДВИГАТЕЛЯ:
1) обедняет смесь;
2) обогащает смесь;
3) прикрывает воздушную заслонку;
4) открывает воздушную заслонку;
5) закрывает дроссельную заслонку;
6) приоткрывает дроссельную заслонку.
17. НА РИС. 6.2 ПОКАЗАН:
1) экономайзер;
2) ускорительный насос;
3) система холостого хода карбюратора;
4) ограничитель максимальной частоты вращения.
С ПРАВОЙ СТОРОНЫ ПОКАЗАН:
5) топливный насос;
6) топливный фильтр;
7) датчик частоты вращения;
8) исполнительный механизм.
ОН РАСПОЛАГАЕТСЯ:
9) на карбюраторе;
10) на носке коленвала;
11) на носке распредвала.
18. ЭКОНОМАЙЗЕР КАРБЮРАТОРА ГОРЮЧУЮ СМЕСЬ:
1) обогащает;
2) обедняет;
3) распыляет;
4) испаряет.
НА НАГРУЗКАХ:
5) полных;
6) частичных;
7) холостого хода;
8)ускорения.
19. ДВУХКАМЕРНЫЕ КАРБЮРАТОРЫ ИМЕЮТ:
1)два экономайзера;
2) две поплавковые камеры;
3) две смесительные камеры;
4) две дроссельные заслонки;
5) два ускорительных насоса.
20. ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ БЕНЗОНАСОСА:
1) соответствует потребности двигателя;
2) превышает потребность двигателя в 3—5 раз;
3) превышает потребность двигателя в 2—3 раз;
4) превышает потребность двигателя в 2 раза.
21. НОМЕР ПОЗИЦИИ (РИС. 6.3) КЛАПАНА ЭКОНОМАЙЗЕРА ПРИНУДИТЕЛЬНОГО ХОЛОСТОГО ХОДА:
a) 7; d) 18;
b) 3; е) 24.
c) 15;
22. ДЕТАЛИ УСКОРИТЕЛЬНОГО НАСОСА НА РИС. 6.3:
1)5 и 6; 3) 13 и 15;
2) 9 и 10, 4) 30 и 31.
23. ТИПЫ ВОЗДУШНЫХ ФИЛЬТРОВ:
1) сухой; 5) двухступенчатый;
2) мокрый; 6) трехступенчатый.
3) полусухой;
4) одноступенчатый;
24. НАДДУВ ДВИГАТЕЛЯ МОЖЕТ БЫТЬ:
1) механическим;
2) электрическим;
3) турбинным;
4) гидравлическим.
ОН ПРОИЗВОДИТСЯ ДЛЯ:
5) увеличении массы свежего заряда;
6) увеличения объема свежего заряда;
7) увеличения мощности двигателя;
8) охлаждения двигателя.
25. РАБОТА ФОРСУНКИ ИНЖЕКТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ УПРАВЛЯЕТСЯ:
1) топливной рампой;
2) регулятором давления;
3) электронным блоком управления;
4) датчиком массового расхода воздуха;
5) датчиком скорости движения.
26. ЭЛЕКТРОННЫЙ БЛОК УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ ПИТАНИЯ ТИПА MOTRONIC:
1) управляет работой форсунок;
2) управляет работой бензонасоса;
3) управляет работой системы зажигания;
4) контролирует состояние топливного фильтра;
5) анализирует сигналы, полученные с датчиков;
6) информирует водителя об исправности системы;
7) получает сигналы с датчиков состояния двигателя.
27. РАЗМЕЩЕНИЕ ТОПЛИВНОГО НАСОСА СИТСЕМЫ ПИТАНИЯ ТИПА MOTRONIC:
1) на двигателе;
2) в топливном баке;
3) на топливном баке;
4) в топливном фильтре.
ЕГО ПРИВОД:
5) электрический;
6) механический от коленчатого вала;
7) механический от распределительного вала.
28. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ:
1) ускоряет процесс выпуска ОГ;
2) изменяет химический состав газов;
3) переводит вредные компоненты газов в безвредные.
ДЕЛАЕТ ЭТО:
4) всегда;
5) только после прогрева до 300 «С;
6) только на холодном двигателе.
Дополните и выберите номера всех правильных ответов
29. ДЕТАЛЬ 5 НА РИС. 6.4 ОЗНАЧАЕТ_ДАВЛЕНИЯ ТОПЛИВА.
ОН ПОДДЕРЖИВАЕТ ДАВЛЕНИЕ В РАМПЕ, МПа:
1)0,13-0,18; 3) 0,33-0,38;
2) 0,23-0,28; 4) 0,53-0,58.
Рис. 6.4. Рампа форсунок впрыскового двигателя |
30. ПОД ПОЗИЦИЕЙ 2 НА РИС. 6.4 УКАЗАНА ______________
ОНА УПРАВЛЯЕТСЯ:
1) водителем;
2) карбюратором;
3) электронным блоком управления.
ОТВЕТЫ
Система питания бензинового двигателя — презентация на Slide-Share.ru 🎓
1
Первый слайд презентации: Система питания бензинового двигателя
22.01.2012
Система питания бензинового двигателя
Изображение слайда
2
Слайд 2: Что такое «система питания бензинового двигателя»?
22. 01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
2
Что такое «система питания бензинового двигателя»?
Система питания бензинового двигателя – совокупность узлов и устройств, предназначенных для хранения запаса топлива, очистки воздуха и топлива, приготовления горючей смеси и подачи ее в цилиндры двигателя, а также удаления из цилиндров отработавших газов.
Применяются системы питания двух типов:
— карбюраторная система
— система впрыскивания ( инжекторная система)
Изображение слайда
3
Слайд 3: Смесеобразование в карбюраторном двигателе
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
3
Смесеобразование в карбюраторном двигателе
Карбюрация – процесс распыления, испарения и перемешивания топлива с воздухом вне цилиндра двигателя.
Карбюратор – прибор для смешивания топлива с воздухом.
Горючая смесь – смесь топлива с воздухом в определенных количествах.
Изображение слайда
4
Слайд 4: Маркировка бензинов по ГОСТ 51105-97
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
4
Маркировка бензинов по ГОСТ 51105-97
A – бензин автомобильный
И – «исследовательский» метод
определения октанового числа
72, 76, 91, 93, 95 – октановое число бензина ( выше – лучше)
Пример :
АИ-92, АИ-95, АИ-98
Изображение слайда
5
Слайд 5: Состав горючей смеси
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
5
Состав горючей смеси
Коэффициент избытка воздуха, α, характеризует состав смеси
Где L д – действительное количество воздуха, поступившего в
цилиндр двигателя, кг;
L т – теоретически необходимое количество воздуха для
полного сгорания топлива ( L т = 14,8кг воздуха/кг топлива ).
нормальная смес ь α = 1,0
обедненная смесь α = 1,0…1,1
бедная смесь α = 1,1…1,3
обогащенная смесь α = 0,8…0,98
богатая смесь α = 0,5…0,8
Изображение слайда
6
Слайд 6: Требования к составу горючей смеси
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
6
Требования к составу горючей смеси
Режим работы
Состав смеси
1. Пуск
Очень богатая ( α = 0,2…0,4)
(2…3 кг воздуха на 1 кг бензина)
2. Холостой ход
Богатая ( α = 0,6…0,8)
(8…9 кг воздуха на 1 кг бензина)
3. Средние нагрузки
Обедненная ( α = 1,05…1,15)
(до 16,5 кг воздуха на 1 кг бензина)
4. Полная нагрузка
Обогащенная ( α = 0,8…0,98)
(12…13,5 кг воздуха на 1 кг бензина)
5. Разгон
Богатая ( α = 0,5…0,8)
(8…9 кг воздуха на 1 кг бензина)
Изображение слайда
7
Слайд 7: Основные узлы системы питания карбюраторного двигателя
22. 01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
7
Основные узлы системы питания карбюраторного двигателя
Воздухоочиститель
Впускные и выпускные трубопроводы
Топливный бак
Топливные фильтры
Топливоподкачивающий насос
Карбюратор
Ограничитель частоты вращения
Изображение слайда
8
Слайд 8: Система питания карбюраторного бензинового двигателя
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
8
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
2, 14, 18 – воздушный и топливные фильтры; 3 – карбюратор; 8 – бак; 15 – глушитель; 19 – насос
Изображение слайда
9
Слайд 9: Схема системы питания карбюраторного двигателя
22. 01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
9
Схема системы питания карбюраторного двигателя
1 – бак; 2, 4 – топливный фильтр; 3 – топливоподкачивающий насос; 5 – карбюратор; 6 – воздухоочиститель; 7 – глушитель
Изображение слайда
10
Слайд 10
Изображение слайда
11
Слайд 11: Воздухоочиститель
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
11
Воздухоочиститель
1 – крышка воздухоочистителя; 2 – фильтрующий элемент; 3 – корпус воздухоочистителя
Изображение слайда
12
Слайд 12: Топливный бак
22. 01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
12
Топливный бак
1 – топливопровод
2 – горловина бака
3 – штуцер
4 – дренажные трубки
5 – топливозаборник
6 – датчик топлива
7 – бак
Изображение слайда
13
Слайд 13: Топливные фильтры
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
13
Топливные фильтры
1, 9 – корпус; 2, 10 – фильтрующий элемент; 4, 8 – крышка; 7, 10 – сливная пробка; А – отверстие для входа топлива в фильтр; Б – отверстие для выхода очищенного топлива из фильтра
Фильтр тонкой очистки
Фильтр грубой очистки
пластинчато-щелевого типа
Изображение слайда
14
Слайд 14
Изображение слайда
15
Слайд 15: Система выпуска отработавших газов
22. 01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
15
Система выпуска отработавших газов
7 – нейтрализатор; 8 – предварительный глушитель; 9 – основной глушитель; 13 – приемная труба
Изображение слайда
16
Слайд 16: Простейший карбюратор
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
16
Простейший карбюратор
1 – попловковая камера;
2 – поплавок;
3 – игольчатый клапан;
4 – балансировочный канал;
5 – распылитель;
6 – воздушный патрубок;
7 – диффузор;
8 – смесительная камера;
9 – дроссельная заслонка;
10 – жиклер.
воздух
топливо
Изображение слайда
17
Слайд 17: Основные системы карбюратора
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
17
Основные системы карбюратора
Режим работы двигателя
Система карбюратора
1. Пуск
Пусковое устройство
2. Холостой ход
Система холостого хода
3. Средние нагрузки
Главная дозирующая система с системой компенсации смеси
4. Полная нагрузка
Экономайзер (или эконостат)
5. Разгон
Ускорительный насос
Изображение слайда
18
Слайд 18
ЗМЗ-53
Изображение слайда
19
Слайд 19
Изображение слайда
20
Слайд 20
Системы впрыскивания топлива
Приемущества систем впрыскивания бензина:
раздельное дозирование воздуха и топлива, в результате чего
одной и той же подаче воздуха может соответствовать разная
подача бензина;
точное дозирование топлива на всех эксплуатационных
режимах с учетом многих факторов;
хорошая приспособленность к диагностике;
— улучшение экономических, мощностных и экологических
показателей двигателя.
Изображение слайда
21
Слайд 21
Схемы систем впрыскивания бензина
Распределенный
Центральный
Непосредственный
1 – подвод топлива; 2 – подвод воздуха; 3 – дроссельная заслонка;
4 – впускной трубопровод; 5 – топливная рампа; 6 – форсунка;
7 – головка цилиндров.
Изображение слайда
22
Слайд 22: Опасные неисправности системы питания
22.01.2012
Система питания карбюраторного бензинового двигателя
22
Опасные неисправности системы питания
Содержание вредных веществ в отработавших газах и их дымность превышают величины, установленные ГОСТом Р 52033-2003 и ГОСТом Р 52160-2003
Нарушена герметичность системы питания
Неисправна система выпуска отработавших газов
Нарушена герметичность системы вентиляции картера
Допустимый уровень внешнего шума превышает величины, установленные ГОСТом Р 52231-2004
Изображение слайда
23
Последний слайд презентации: Система питания бензинового двигателя
Контрольные вопросы
1. Объясните назначение системы питания бензинового двигателя и
основных ее элементов.
2. В чем принципиальное отличие инжекторной и карбюраторной систем
питания бензинового двигателя?
3. Какая смесь по составу называется нормальной? Требования к составу
горючей смеси.
4. Обьясните устройство и принцип работы сухого и маслянно-инерционного воздушного фильтра.
5. Обьясните устройство и принцип работы топливного насоса.
6. Обьясните устройство и принцип работы простейшего карбюратора.
7. Какие основные системы обеспечивают работу современного
карбюратора?
8. По каким признакам классифицируют системы впрыска бензина.
Изображение слайда
Устройство системы питания бензинового двигателя
Двигатель внутреннего сгорания является первоисточником крутящего момента и всех последующих процессов механического и электронного типа в транспортном средстве. Его функционирование обеспечивает целый комплекс устройств. Это система питания бензинового двигателя.
Как она устроена, какие бывают поломки, следует рассмотреть каждому владельцу транспортных средств с бензиновым двигателем. Это поможет правильно эксплуатировать и проводить техобслуживание системы.
Общая характеристика
Устройство системы питания бензинового двигателя позволяет обеспечить нормальное функционирование транспортного средства. Для этого внутри топливного агрегата происходит приготовление смеси из горючего и воздуха. Система питания бензинового двигателя также хранит и обеспечивает подачу компонентов для приготовления топлива. Смесь распределяется по цилиндрам мотора.
При этом система питания ДВС работает в разных режимах. Сначала мотор должен запуститься и прогреться. Затем проходит период холостого хода. На двигатель действуют частичные нагрузки. Существуют также переходные режимы. Двигатель должен правильно функционировать при полной нагрузке, которая может возникать в неблагоприятных условиях.
Чтобы мотор работал максимально правильно, нужно обеспечить два основных условия. Топливо должно сгорать быстро и полностью. При этом образуются отработанные газы. Их токсичность не должна превышать установленные нормы.
Чтобы обеспечить нормальные условия для функционирования узлов и механизмов, система питания топливом бензинового двигателя должна выполнять ряд функций. Она обеспечивает не только подачу топлива, но и производит его хранение и очистку. Также система питания очищает воздух, который подается в топливную смесь. Еще одной функцией является смешение в правильной пропорции компонентов горючего. После этого топливная смесь передается в цилиндры мотора.
Независимо от разновидности бензинового ДВС, система питания включает в себя ряд конструкционных элементов. В нее входит топливный бак, который обеспечивает хранение определенного количества бензина. Также система включает в себя насос. Он обеспечивает подачу топлива, его перемещение по топливопроводу. Последний состоит из металлических труб, а также шлангов из специальной резины. По ним передается бензин из бака к двигателю. Излишек горючего также по трубкам возвращается обратно.
Система подачи бензина обязательно имеет в своем составе фильтры. Они очищают горючее и воздух. Еще одним обязательным элементом являются устройства, которые готовят топливную смесь.
Бензин
Назначение системы питания бензинового двигателя заключается в подаче, очистке и хранении бензина. Это особый вид топлива, который обладает определенным уровнем испаряемости и детонационной стойкости. От его качества во многом зависит работа двигателя.
Показатель испаряемости говорит о способности бензина менять свое агрегатное состояние из жидкого в парообразное. Этот показатель в значительной степени влияет на особенности образования топливной смеси и ее горение. В процессе работы ДВС участвуют только газообразная часть топлива. Если же бензин находится в жидком виде, он отрицательно влияет на работу мотора.
Жидкое топливо стекает по цилиндрам. При этом с их стенок смывается масло. Такая ситуация влечет за собой быстрый износ металлических поверхностей. Также жидкий бензин препятствует правильному сгоранию топлива. Медленное сгорание смеси приводит к падению давления. При этом мотор не сможет развивать требуемую мощность. Токсичность отработанных газов повышается.
Также еще одним неблагоприятным явлением при наличии жидкого бензина в двигателе является появление нагара. Это ведет к быстрому разрушению мотора. Чтобы поддерживать показатель испаряемости в норме, нужно приобретать топливо в соответствии с погодными условиями. Существует летний и зимний бензин.
Рассматривая назначение системы питания бензинового двигателя, следует рассмотреть еще одну характеристику топлива. Это детонационная стойкость. Этот показатель оценивается при помощи октанового числа. Для определения детонационной стойкости новый бензин сравнивают с показателями эталонных типов топлива, октановое число которых известно заранее.
В состав бензина входят гептан и изооктан. По своим характеристикам они противоположны. У изооктана отсутствует способность к детонации. Поэтому его октановое число составляет 100 ед. Гептан же, наоборот, сильный детонатор. Его октановое число составляет 0 ед. Если смесь в ходе испытаний состоит на 92% из изооктана и на 8% из гептана, октановое число составляет 92.
Способ приготовления топливной смеси
Работа системы питания бензинового двигателя в зависимости от особенностей ее конструкции может значительно отличаться. Однако независимо от того, как она устроена, к узлам и механизмам выдвигают ряд требований.
Система подачи топлива должна быть герметичной. В противном случае появляются сбои в различных ее участках. Это приведет к неправильной работе мотора, его быстрому разрушению. Также система должна производить точную дозировку топлива. Она должна быть надежной, обеспечивать нормальные условия функционирования двигателя в любых условиях.
Еще одним немаловажным требованием, которое сегодня выдвигается к системе приготовления топливной смеси, является простота в обслуживании. Для этого конструкция имеет определенную конфигурацию. Что позволяет владельцу транспортного средства самостоятельно проводить техобслуживание при необходимости.
Сегодня система питания бензинового двигателя отличается по способу приготовления топливной смеси. Она может быть двух типов. В первом случае при приготовлении смеси применяется карбюратор. В нем смешивается определенное количество воздуха с бензином. Вторым способом приготовления топлива является принудительный впрыск во впускной коллектор бензина. Этот процесс происходит через инжекторы. Это специальные форсунки. Такой тип двигателей называется инжекторным.
Обе представленные системы обеспечивают правильную пропорцию бензина и воздуха. Топливо при правильной дозировке сгорает полностью и очень быстро. На этот показатель в значительной степени влияет количество обоих ингредиентов. Нормальным считается соотношение, в котором присутствует 1 кг бензина и 14,8 кг воздуха. Если же происходят отклонения, можно говорить о бедной или богатой смеси. В этом случае условия для правильной работы мотора ухудшаются. Важно, чтобы система обеспечивала нормальное качество топлива, которое подается в ДВС.
Процедура происходит в 4 такта. Существуют также и двухтактные бензиновые моторы, но для автомобильной техники они не применяются.
Карбюратор
Система питания бензинового карбюраторного двигателя основана на действии сложного агрегата. Он смешивает бензин и воздух в определенной пропорции. Это карбюратор. Чаще всего он имеет поплавковую конфигурацию. Конструкция включает в себя камеру с поплавком. Также в системе есть диффузор и распылитель. Топливо готовится в смесительной камере. Также конструкция имеет дроссельную и воздушную заслонки, каналы для подачи ингредиентов смеси с жиклерами.
Ингредиенты в карбюраторе смешиваются по пассивному принципу. При движении поршня в цилиндре создается пониженное давление. В это разряженное пространство устремляется воздух. Он сначала проходит через фильтр. В смесительной камере карбюратора происходит формирование топлива. Бензин, который вырывается из распределителя, в диффузоре дробится потоком воздуха. Далее эти две субстанции смешиваются.
Карбюраторный тип конструкции включает в себя разные дозирующие устройства, которые последовательно включаются при работе. Иногда несколько из этих элементов работают одновременно. От них зависит правильная работа агрегата.
Далее через впускной коллектор и клапаны топливная смесь попадает в цилиндр мотора. В необходимый момент эта субстанция воспламеняется под воздействием искры свечей зажигания.
Система питания бензинового двигателя карбюраторного типа еще называется механической. Сегодня ее практически не применяют для создания моторов современных автомобилей. Она не может обеспечить выполнение существующих энергетических и экологических требований.
Инжектор
Инжекторный двигатель является современной конструкцией ДВС. Она значительно превышает по всем показателям карбюраторные системы питания бензинового двигателя. Инжектор является устройством, которое обеспечивает впрыск топлива в мотор. Такая конструкция позволяет обеспечить высокую мощность двигателя. При этом токсичность отработанных газов значительно снижается.
Инжекторные двигатели отличаются стабильностью работы. Автомобиль при разгоне демонстрирует улучшенную динамику. При этом количество бензина, которое требуется транспортному средству для передвижения, будет значительно ниже, чем у карбюраторной системы питания.
Топливо при наличии инжекторной системы сгорает более качественно и полноценно. При этом система управления процессами полностью автоматизирована. Вручную не потребуется производить настройки агрегата. Инжектор и карбюратор значительно отличаются конструкцией и принципом работы.
Инжекторная система питания бензинового двигателя имеет в своем составе специальные форсунки. Они под давлением впрыскивают бензин. Затем он смешивается с воздухом. Такая система позволяет сэкономить расход топлива, увеличить мощность мотора. Она увеличивается до 15%, если сравнивать с карбюраторными типами ДВС.
Насос инжекторного мотора является не механическим, как это было в карбюраторных конструкциях, а электрическим. Он обеспечивает требуемое давление при впрыске бензина. При этом система подает топливо в нужный цилиндр в определенное время. Весь процесс контролирует бортовой компьютер. При помощи датчиков он оценивает количество и температуру воздуха, двигателя и прочие показатели. После проведения анализа собранной информации, компьютер принимает решение о впрыске топлива.
Особенности инжекторной системы
Инжекторная система питания бензинового двигателя может иметь разную конфигурацию. В зависимости от особенностей конструкции бывают устройства представленного класса нескольких видов.
К первой группе относятся моторы с одноточечным впрыском топлива. Это самая ранняя разработка в области инжекторных двигателей. Она включает в себя всего одну форсунку. Она находится во впускном коллекторе. Эта инжекторная форсунка распределяет бензин для всех цилиндров мотора. Эта конструкция имеет ряд недостатков. Ныне ее практически не используют при изготовлении бензиновых двигателей транспортных средств.
Более современной разновидностью стал распределительный тип конструкции впрыска. Например, такая конфигурация системы питания у бензинового двигателя «Хендай Икс 35».
Эта конструкция имеет коллектор и несколько отдельных форсунок. Они смонтированы над впускным клапаном для каждого цилиндра отдельно. Это одна из самых современных разновидностей системы впрыска топлива. Каждая форсунка подает горючее в отдельный цилиндр. Отсюда топливо попадает в камеру сгорания.
Распределительная система впрыска может быть нескольких видов. К первой группе относятся устройства одновременного впрыска топлива. В этом случае все форсунки одновременно впрыскивают топливо в камеру сгорания. Ко второй группе относятся попарно-параллельные системы. Их форсунки открываются по две. Они приводятся в движение в определенный момент. Первая форсунка открывается перед тактом впрыска, а вторая – перед выпуском. К третьей группе относятся фазированные распределительные системы впрыска. Форсунки открываются перед тактом впрыска. Они вводят под давлением топливо непосредственно в цилиндр.
Устройство инжектора
Система питания бензинового двигателя с впрыском топлива имеет определенное устройство. Чтобы произвести техобслуживание такого мотора самостоятельно, нужно понимать принцип его работы и конструкции.
Инжекторная система имеет в своем составе несколько обязательных элементов (схема представлена далее).
В нее входят электронный блок управления (бортовой компьютер) (2), электронасос (3), форсунки (7). Также имеется топливная рампа (6) и регулятор давления (8). Обязательно систему контролируют датчики температуры (5). Все перечисленные компоненты вступают между собой во взаимодействие по определенной схеме. Также в системе присутствует бензобак (1) и фильтр очистки бензина (4).
Чтобы понять принцип работы представленной системы питания, нужно рассмотреть взаимодействие представленных элементов на примере. Новые автомобили часто оснащаются инжекторной системой с распределенным по нескольким точкам впрыском. При запуске мотора топливо поступает на бензонасос. Он находится в топливном баке в горючем. Далее горючее под определенным давлением поступает в магистраль.
В рампе установлены форсунки. По ней производится подача бензина. В рампе есть датчик, который регулирует давление топлива. Он определяет давление воздуха в инжекторах и на впуске. Датчики системы передают информацию бортовому компьютеру о состоянии системы. Он синхронизирует процесс подачи компонентов смеси, корректируя их количество для каждого цилиндра.
Зная, как устроен инжекторный процесс, можно провести самостоятельно техническое обслуживание системы питания бензинового двигателя.
Техобслуживание карбюраторной системы
Техобслуживание и ремонт приборов системы питания бензинового двигателя можно произвести своими руками. Для этого нужно выполнить ряд манипуляций. Они сводятся к проверке креплений топливопроводов, герметичности всех компонентов. Также проводится оценка состояния системы выпуска отработанных газов, тяги дроссельных приводов, воздушной заслонки карбюратора. Кроме того, нужно проводить контроль состояния ограничителя коленчатого вала.
При необходимости нужно проводить очистку трубопроводов, замену уплотнителей. Особенностью техобслуживания карбюратора является необходимость проведения его настройки весной и осенью.
В некоторых случаях причиной ухудшения работы карбюраторного мотора могут быть неисправности в других узлах. Перед началом техобслуживания системы подачи топлива нужно проверить другие компоненты механизмов.
Неисправности системы питания бензинового двигателя карбюраторного типа можно проверить при работающем и выключенном двигателе.
Если мотор заглушен, можно оценить количество бензина в баке, а также состояние уплотнительных резинок под пробкой горловины. Также оценивается крепление бензобака, топливопровода и всех его элементов. Иные элементы системы тоже следует проверить на прочность крепежа.
Затем нужно запустить мотор. Проверяется отсутствие протечек в местах соединений. Также следует оценить состояние фильтров тонкой очистки и отстойника. Карбюратор нужно правильно настроить. В соответствии с рекомендациями производителя проводится выбор соотношения воздуха и бензина.
Частые неисправности инжектора
Ремонт системы питания бензинового двигателя инжекторного типа происходит несколько иначе. Существует перечень частых неисправностей подобных систем. Зная их, установить причину неправильной работы мотора будет проще. Со временем из строя выходят датчики, которые контролируют разные показатели состояния системы. Периодически их нужно проверять на работоспособность. В противном случае бортовой компьютер не сможет выбрать адекватную дозировку и оптимальный режим впрыска топлива.
Также со временем в системе загрязняются фильтры или даже сами форсунки инжектора. Такое возможно при использовании бензина недостаточного качества. Периодически фильтр нужно менять. Также нужно обращать внимание на сеточный очиститель бензонасоса. В некоторых случаях его можно чистить. Один раз в несколько лет нужно мыть бензобак. В этот момент также желательно поменять все фильтры системы.
Если же со временем засорятся инжекторные форсунки, мотор станет терять мощность. Расход бензина также увеличится. Если вовремя не устранить эту неисправность, система будет перегреваться, клапаны будут перегорать. В некоторых случаях форсунки могут недостаточно плотно закрываться. Это чревато переизбытком топлива в камере сгорания. Бензин будет смешиваться с маслом. Чтобы предотвратить неблагоприятные последствия, форсунки нужно периодически очищать.
Система питания бензинового двигателя инжекторного типа может потребовать промывки форсунок. Эту процедуру можно выполнить двумя способами. В первом случае инжекторные форсунки не демонтируют из автомобиля. Через них пропускается специальная жидкость. Топливную магистраль нужно отсоединить от рампы. При помощи специального компрессора промывочная жидкость поступает в форсунки. Это позволяет эффективно очистить их от загрязнений. Второй вариант чистки предполагает снятие форсунок. Далее их обрабатывают в специальной ультразвуковой ванне или на промывочном стенде.
Советы экспертов
Эксперты рекомендуют учесть, что система питания бензинового двигателя в условиях эксплуатации на российских дорогах подвергается повышенным нагрузкам. Поэтому техобслуживание нужно производить часто. Топливные фильтры нужно менять через каждые 12-15 тыс. км пробега, проводить чистку форсунок через каждые 30 тыс. км.
Важно уделять внимание качеству топлива. Чем оно выше, тем долговечнее будет работа двигателя и всей системы. Поэтому важно приобретать бензин в проверенных точках реализации.
Рассмотрев особенности и устройство системы питания бензинового двигателя,можно понять принцип ее работы. При необходимости техобслуживание и ремонт можно произвести собственными руками.
Ремонт системы питания карбюраторных и дизельных двигателей
Содержание
- Ремонт системы питания бензинового двигателя
- Формирование бедной горючей смеси
- Образование богатой горючей смеси
- Увеличение расхода топлива
- Течь топлива
- Топливо не поступает в карбюратор
- Проверка топливной магистрали на засор
- Осмотр и ремонт топливного насоса
- Осмотр сетчатого фильтра карбюратора
- Ремонт карбюратора
- Ремонт системы питания дизельного двигателя
- Техническое обслуживание системы питания двигателя
- И в заключение…
Система питания ДВС отвечает за подачу топлива из бака, и направлении ее через элементы очистки, формированию смеси, и равномерного распределения ее по цилиндрам мотора. Неполадки приводят к нарушению функционирования силового агрегата и даже к его поломке. В данной статье разберем какие бывают поломки, что является причиной, и как выполнять ремонт системы питания двигателя самостоятельно.
Ремонт системы питания бензинового двигателя
Самые распространенные неисправности системы питания бензинового двигателя с карбюратором являются:
- Прекращение поступления топлива в карбюратор;
- Формирование слишком обедненной и обогащенной смеси;
- Течь топлива;
- Затруднительно запустить ДВС;
- Перерасход топлива;
- Запах бензина в салоне и снаружи авто;
- Потеря мощности ДВС, нестабильная и неустойчивая его работа;
- Увеличение токсичности выбросов в любых режимах работы.
Чтобы не допустить появление таких неполадок, важно знать, что ведет к этому, и каким образом качественно выполнять ремонт системы питания двигателя.
Диагностика форсунок на автомобиле ВАЗ:
youtube.com/embed/ZSmiZzsgCS4?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>
Формирование бедной горючей смеси
Обедненная смесь имеет свои черты: мотор перегревается, временно теряет мощность, появляются «выстрелы» в карбюраторе.
Причины:
- Низкое давление топлива – поступает через форсунки меньше необходимого;
- Загрязненные форсунки. Происходит чаще всего из-за некачественного топлива;
- Подсос воздуха в выпускной коллектор;
- Мотор на обедненной смеси значительно теряет свою мощность, происходит это из-за долгого горения смеси, что приводит к понижению давления газов в цилиндрах мотора. Также случаются перегревания ДВС на такой смеси.
Воспользовавшись методом ручной подкачки горючего можно протестировать работу системы. Если проблем с этим нет, то проверяется на наличие подсоса воздуха. Необходимо запустить мотор и закрыть воздушную заслонку. Затем заглушить мотор и осмотреть внимательно места соединения карбюратора и выпускного трубопровода. При недостаточно плотных соединениях будут видны подтеки. Устраняется путем подтягивания гаек.
Если все с этим хорошо, система герметична, подтеков нет, проверяется уровень бензина в поплавковой камере, если нужно проводиться регулировка.
Производится осмотр жиклеров, при засорении продуваются воздухом.
Образование богатой горючей смеси
Нарушение состава смеси может привести к чрезмерному ее обогащению.
Формирование обогащенной топливной смеси проявляется в следующем:
- Черный дым из трубы;
- Перерасход бензина;
- Перегревания ДВС;
- Появление нагара в камере сгорания.
Что способствует возникновению богатой горючей смеси:
- Повышенное давление топлива. Проблема либо в бензонасосе, либо в регуляторе давления горючего, которая стоит на топливной рампе. Время открытия форсунок остается тем же, но из-за того, что давление повышается через них проходит больше топлива;
- Неисправность датчика массового расхода воздуха;
- Неисправен адсорбер. Не работает система улавливания паров бензина;
- Выход из строя форсунок. Форсунки не удерживают топливо под давлением, протекают;
- Забитый воздушный фильтр;
- Уровень горючего в поплавковой камере выше необходимого;
- Неполадки в работе воздушной заслонки;
- Повреждения диафрагм.
Проверка и ремонт системы питания двигателя в таком случае осуществляется путем осмотра поплавковой камеры. Необходимо осмотреть поплавковый механизм, если есть заклинивания – проблему устранить. Уменьшить уровень горючего до необходимых показателей. Обязательно выполняется осмотр клапана на герметичность. Все другие неполадки, которые приводят к формированию обогащенной смеси топлива можно устранить только ремонтом карбюратора.
Увеличение расхода топлива
Выход из строя карбюратора – одна из причин перерасхода. Обнаружить причину данной проблемы можно только путем осмотра и диагностики топливоподающих элементов системы питания двигателя.
Течь топлива
Подтеки появляются в случае:
- Наличия неплотных соединений;
- Повреждений топливной магистрали;
- Негерметичности диафрагм насоса.
Подтеки, особенно, если это бензин, нужно сразу же ликвидировать, это ведет не только к перерасходу, но и большая вероятность возникновения пожара в автомобиле.
Топливо не поступает в карбюратор
Ремонт системы питания двигателя необходим в ситуации, когда бензин не доходит до карбюратора. Происходит это, когда горючее не может пройти по трубкам из-за того, что забиты мусором топливопровода, насос неисправен, загрязнены фильтры очистки.
Проверка топливной магистрали на засор
Поиск причины этого, в данной ситуации, заключается в следующем:
- Отсоединяется от карбюратора шланг подачи топлива.
- Данный конец шланга необходимо поместить в какую-либо емкость.
- Прокачать топливо с помощью рычага ручной подкачки, либо провернуть коленчатый вал стартером.
Если в результате данных действий топливо течет не с нужным напором, или не течет вообще, в таком случае необходимо прочистить топливную магистраль от мусора. Либо же имеется неисправность в насосе.
Проверку насоса для достоверности лучше выполнять как минимум 2 раза.
Если в результате ручной прокачки нет сопротивления на рычаге, и горючее не течет, в таком случае имеет место поломка топливного насоса. Если же сопротивление имеется, и оно значительное, то вероятнее всего засорена сама магистраль. Данная проблема решается путем продува. Сделать это можно специальным насосом или компрессором.
Для продувки топливной магистрали, первым делом надо отсоединить ее от насоса, а после этого продуть. Если сделать это не получается, даже под высоким давлением, ее придется заменить.
Помимо топливной магистрали может быть засорена топливоприемная трубка с сетчатым фильтром бака. Трубку нужно извлечь и прочистить. После очистки магистрали, рекомендуется промыть бак теплой водой, чтобы убрать в полной мере все загрязнения.
Если же, в результате проделанной работы засор не был обнаружен, либо устранен, а топливо, как и прежде не поступает, необходимо проверить на исправность насос.
Осмотр и ремонт топливного насоса
Выделяют самые распространенные проблемы:
- Разрыв диафрагмы;
- Выход из строя пружины диафрагмы;
- Износ рычага;
- Выход из строя пружин, держащих клапана;
- Повреждения корпуса бензонасоса.
Диагностика начинается с визуального осмотра. Первым делом необходимо осмотреть имеются ли подтеки горючего. Появится они могут, если есть повреждения корпуса, негерметичные соединения, поломка диафрагмы.
В случае, если подтеки выявлены в местах соединений трубок и частей насоса, то нужно подкрутить гайки. Далее снимается крышка, и производится очистка сетчатого фильтра.
При выходе из строя диафрагм будут наблюдаться подтеки через нижнее отверстие в корпусе, соответственно повышенный расход топлива, увеличение давления и уровня масла. Стоит учесть, что при таких неполадках топливный насос будет продолжать работать. Вышедшие из строя диафрагмы отремонтировать невозможно, их необходимо заменить на новые.
Осмотр сетчатого фильтра карбюратора
В ситуации, когда топливная магистраль не загрязнена, насос работает исправно, производится смотр сетчатого фильтра. При необходимости прочистить и продуть его воздухом.
Ремонт карбюратора
Надежность работы карбюратора достигается за счет выполнения:
- Регулярной очисткой и промывкой;
- Регулярной проверкой герметичности;
Чтобы выполнить ремонт карбюратора необходимо сначала демонтировать его. После этого выполняется разборка и чистка. Сжатым воздухом продуваются все детали. Поврежденные детали нужно обязательно заменить. Затем карбюратор собирается и монтируется на свое место.
Бывают ситуации, когда устранить неисправности карбюратора возможно и не снимая его с машины. Разбирается при этом он не полностью.
Ремонт системы питания дизельного двигателя
У автомобилей, оснащенных дизельным мотором, система питания функционирует совсем иначе, чем у карбюраторных авто. Работа ее заключается в подаче воздуха и нужных порций топлива в цилиндры силового агрегата.
Главнейшая задача системы питания дизельных двигателей в том, чтобы в нужный момент обеспечивать силовой агрегат рабочей смесью, преобразовывая энергию топлива в механическую энергию. В отличие от системы питания карбюраторного двигателя, формирование горючей топливной смеси происходит в самом цилиндре. Воздух и топливо поступают раздельно.
Питание дизельных моторов состоит их большого количество узлов, взаимосвязанных и отвечающих друг за друга. Чтобы не возникали сбои, нужно проводить своевременную диагностику и ремонт системы питания двигателя.
Неполадки в работе в системе питания дизельных автомобилей зависит от:
- ТНВД;
- Форсунок;
- Топливоподающего насоса;
- Фильтров.
На основании статистики нашего автосервиса, большего всего неисправности случаются в механизмах, которые работают под высоким давлением.
Признаки неполадок топливоподающей системы:
- Затруднительный пуск мотора;
- Неравномерная работа ДВС на любых режимах работы;
- Дымность;
- Стуки и посторонний шум в работе ДВС;
- Снижение мощности;
- Увеличение расхода солярки.
Диагностика системы питания дизельного мотора начинается с тех узлов, влияющие на расход дизельного топлива. Таким образом осматриваются фильтра, форсунки, насос подкачки топлива.
Смотрите видео, как найти подсос воздуха:
youtube.com/embed/UzRU4IXdZh0?feature=oembed» frameborder=»0″ allow=»accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture» allowfullscreen=»»>
Причины выхода из строя насоса низкого давления:
- Использование некачественной солярки;
- Несвоевременное техническое обслуживание;
Механическое повреждение керамических шеек ТННД, в результате халатного обращения, приводит к его отказу и восстановление уже невозможно. В такой ситуации возможно только замена.
Своевременное обслуживание ремонт системы питания мотора помогает избежать непредвиденных поломок в дороге.
Техническое обслуживание системы питания двигателя
Регулярное ТО позволит избежать непредвиденных поломок. ТО состоит в следующем:
- Осмотр мест соединения, проверка на герметичность;
- Каждые 10-15 тыс км:
- Промывка фильтра грубой очистки и замена фильтрующих элементов;
- Проверка уровня масла в ТНВД;
- Каждые 100 тыс км проверка и регулировка ТНВД;
- Раз в год замена воздушного фильтра.
- Каждые 20 тыс км проводится очистка карбюратора и проверяется его работа.
И в заключение…
Ремонт системы питания двигателя – важный и ответственный процесс. Такую задачу мы рекомендуем доверять специалистам, которые обладают должными знаниями и современным инструментом. Мастера автотехцентра «Анкар» с высоким качеством проведут диагностику и ремонт системы питания как бензиновых, так и дизельных двигателей автомобилей любых марок и годов выпуска.
У нас работаю специалисты, которые обладают многолетним опытом в ремонте систем питания двигателей. Неполадки в работе приводят к нарушению работы ДВС, увеличению расхода топлива и снижения уровня безопасности, Ваш авто просто в один момент может не завестись.
Основные неисправности в системе питания бензинового двигателя с карбюратором и их причины
Система питания должна обеспечивать приготовление горючей смеси необходимого состава (соотношение бензина и воздуха) и количества в зависимости от режима работы двигателя. От технического состояния системы питания зависят такие показатели работы двигателя, как мощность, приемистость, экономичность, легкость пуска, долговечность.
Использование бензина более низкого качества может привести к ненормальной работе двигателя (образование нагара, детонация, перерасход топлива, прогар прокладок головки блока цилиндров, головок клапанов и т.д.). В технически исправном состоянии должны находиться воздушные фильтры. Нарушение герметичности корпуса воздушного фильтра и целостности фильтрующих элементов ведет к повышенному пропуску абразивных частиц.
Техническое обслуживание системы питания заключается в своевременной проверке герметичности и крепления топливопроводов, трубопроводов впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов, действия тяг приводов дроссельных и воздушной заслонок карбюратора, в проверке работы ограничителя максимальной частоты вращения коленчатого вала один раз в год (осенью), в очистке и промывке топливных и воздушных фильтров, в разборке, промывке и регулировке карбюратора два раза в год (весной и осенью).
Недостаточный и несвоевременный уход за приборами системы питания, трубопроводами, приводами управления подачей топлива и воздуха может привести к подтеканию топлива, опасности возникновения пожара, нарушению подачи топлива, переобогащению и переобеднению горючей смеси, перерасходу топлива, нарушению нормальной работы двигателя, потерям мощности и приемистости, затруднительному пуску и неустойчивой работе двигателя на холостом ходу. Перед тем как приступить к снятию и разборке карбюратора или бензонасоса, необходимо убедиться, что причиной ухудшения работы автомобиля не являются дефекты других узлов и систем, особенно системы электрооборудования.
Техническое состояние приборов и устройств системы питания карбюраторных двигателей проверяют как при неработающем, так и при работающем двигателе.
При неработающем двигателе проверяют:
- количество топлива в баке;
- состояние прокладок под пробкой наливной горловины топливного бака;
- крепление топливного бака, топливопроводов, штуцеров и тройников;
- плотность соединений и крепление фильтра-отстойника, топливного насоса, карбюратора, воздушного фильтра, впускного и выпускного трубопроводов и глушителя.
При работающем двигателе проверяют:
- отсутствие течи топлива в местах соединений топливопроводов, топливного бака и карбюратора;
- состояние прокладок под крышкой поплавковой камеры карбюратора, впускного и выпускного трубопроводов;
- фильтр-отстойника;
- фильтр тонкой очистки.
Неисправности, возникающие в системе питания в большинстве случаев приводят к образованию бедной или богатой смеси. Кроме перечисленных работ по осмотру и контролю, приборы системы питания карбюраторных двигателей подвергают периодической проверке и регулировке.
К топливной системе относят топливный бак, топливопроводы, топливный насос, фильтр тонкой очистки топлива, датчики, карбюратор. Принцип действия карбюраторной системы питания заключается в следующем (рис 1).
Рисунок 1.Принципиальная схема карбюраторной системы питания
При вращении коленвала начинает действовать топливный насос, который через сетчатый фильтр засасывает бензин из бака и нагнетает его в поплавковую камеру карбюратора. Перед насосом или уже после него бензин проходит через фильтр тонкой очистки топлива. При движении поршня в цилиндре вниз из распылителя поплавковой камеры вытекает топливо, а через воздушный фильтр засасывается очищенный воздух. В смесительной камере струя воздуха смешивается с топливом, образуя горючую смесь. Впускной клапан открывается, и горючая смесь поступает в цилиндр, где на определенном такте она сгорает. После этого открывается выпускной клапан, и продукты сгорания по трубопроводу поступают в глушитель, а оттуда выводятся в атмосферу.
Главной неисправностью системы питания бензинового двигателя с карбюратором является увеличение расхода топлива (богатая смесь, повышенное содержание СО и СН в отработавших газах). Основные причины:
- увеличение пропускной способности топливных жиклеров;
- уменьшение пропускной способности воздушных жиклеров;
- заедание клапана экономайзера, его неплотное закрытие, преждевременное открытие;
- загрязнение воздушного фильтра;
- воздушная заслонка полностью не открывается;
- увеличение уровня топлива в поплавковой камере.
Переобеднение горючей смеси, пониженное содержание СО и СН в отработавших газах. Основные причины:
- уменьшение уровня топлива в поплавковой камере;
- заедание игольчатого клапана поплавковой камеры в верхнем положении;
- загрязнение топливных жиклеров;
- слабое давление, развиваемое топливным насосом.
Двигатель не работает при минимальной частоте вращения коленчатого вала на холостом ходу. Основные причины:
- нарушение регулировки системы холостого хода карбюратора;
- засорение жиклеров системы холостого хода;
- нарушение уровня топлива в поплавковой камере;
- подсос воздуха в карбюратор;
- подсос воздуха в шланг вакуумного усилителя;
- дроссельные заслонки не возвращаются в исходное положение, когда педаль управления находится в исходном положении;
- нарушение работоспособности экономайзера принудительного холостого хода;
- попадание воды в карбюратор.
Двигатель не увеличивает частоту вращения, «выстрелы» в карбюраторе. Основные причины:
- слабая подача топлива в поплавковую камеру;
- засорение жиклеров и распылителей;
- клапан экономайзера не открывается или засорен;
- подсос воздуха через неплотности крепления карбюратора и впускного коллектора.
Увеличение содержания СО и СН в отработавших газах в режиме минимальной частоты вращения коленчатого вала. Основными причинами являются:
- неправильная регулировка системы холостого хода;
- засорение каналов и воздушных жиклеров системы холостого хода;
- увеличение пропускной способности топливных жиклеров холостого хода.
Прекращение подачи топлива. Основными причинами являются:
- засорение фильтров;
- повреждение клапанов или диафрагмы топливного насоса;
- замерзание воды в топливопроводах (рис.2).
Двигатель внутреннего сгорания для производства электроэнергии — Введение
Двигатель внутреннего сгорания для производства электроэнергии: Введение
Двигатели внутреннего сгорания — это хорошо известная технология, используемая в автомобилях, грузовиках, строительной технике, судовых силовых установках и системах резервного питания. Двигатели внутреннего сгорания используют расширение горячих газов для толкания поршня внутри цилиндра, преобразуя линейное движение поршня во вращательное движение коленчатого вала для выработки мощности. В то время как паровые двигатели, приведшие в действие промышленную революцию, приводились в движение паром, произведенным извне, современные двигатели внутреннего сгорания, используемые для выработки электроэнергии, представляют собой двигатели внутреннего сгорания, в которых воздушно-топливная смесь сжимается поршнем и воспламеняется внутри цилиндра. Поршневые двигатели внутреннего сгорания (ДВС) характеризуются типом сгорания: искровым (СГ) или воспламенением от сжатия, также известным как дизель.
Как работает двигатель внутреннего сгорания?
Двигатель SG основан на цикле Отто и использует свечу зажигания для воспламенения воздушно-топливной смеси, впрыскиваемой в верхнюю часть цилиндра. В цикле Отто топливная смесь не нагревается настолько, чтобы гореть без искры, что отличает его от цикла Дизеля. В дизельных двигателях воздух сжимается до тех пор, пока его температура не поднимется до температуры самовоспламенения топлива. Когда топливо впрыскивается в цилиндр, оно немедленно сгорает вместе с горячим сжатым воздухом, и расширяющиеся газы сгорания толкают поршень к нижней части цилиндра.
Каждое движение поршня внутри цилиндра называется ходом. Поршневые двигатели внутреннего сгорания характеризуются числом тактов для завершения одного силового цикла и частотой вращения коленчатого вала (выражается в оборотах в минуту, об/мин). Для производства электроэнергии используются преимущественно четырехтактные двигатели. Во время такта впуска предварительно смешанный воздух и топливо (двигатели SG) или воздух (дизельные двигатели) всасываются в цилиндр по мере того, как поршень движется вниз в положение «нижней мертвой точки». На такте сжатия в двигателях СГ топливовоздушная смесь сжимается поршнем и воспламеняется искрой от свечи. Самовоспламенение в двигателях SG предотвращается правильным ограничением степени сжатия.
В дизельных двигателях топливо впрыскивается в цилиндр ближе к концу такта сжатия, когда воздух достаточно сжат для достижения температуры самовоспламенения. Сгорание топливовоздушной смеси вызывает ускоренное расширение газов высокого давления, которые прижимают поршень ко дну цилиндра во время рабочего такта, сообщая вращение коленчатому валу. Сгорание происходит прерывисто — только во время рабочего такта, тогда как в газовых турбинах сгорание происходит непрерывно. Когда поршень возвращается в верхнюю часть цилиндра во время такта выпуска, продукты сгорания (выхлопные газы) выталкиваются через выпускной клапан. Несколько цилиндров соединены с коленчатым валом и ориентированы таким образом, что в то время как одни поршни сообщают вращение коленчатому валу во время рабочего такта, другие поршни толкаются обратно к верхней части цилиндров во время такта выпуска.
Размер и мощность двигателя внутреннего сгорания зависят от объема сжигаемого топлива и воздуха. Таким образом, размер цилиндра, количество цилиндров и частота вращения двигателя определяют количество энергии, генерируемой двигателем. Увеличивая подачу воздуха в двигатель с помощью воздуходувки или компрессора, что называется наддувом, выходная мощность двигателя может быть увеличена. Обычно используемый нагнетатель представляет собой турбокомпрессор, в котором используется небольшая турбина на пути выхлопных газов для извлечения энергии для привода центробежного компрессора.
Гибкость топлива в двигателях внутреннего сгорания
Двигатели внутреннего сгорания могут работать на различных видах топлива сырая нефть. Дизельные двигатели, как правило, более эффективны, чем двигатели SG, но также производят больше оксидов азота (NOx), диоксида серы (SO2) и твердых частиц (PM). Образование SO2 и PM зависит от топлива, поскольку природный газ дает низкий уровень выбросов. Образование NOx связано с температурой горения. В двигателях SG предварительное смешивание воздуха с топливом для создания «обедненных» условий (больше воздуха, чем необходимо для сгорания) снижает температуру сгорания и препятствует образованию NOx. Были разработаны новые конструкции двигателей, позволяющие использовать преимущества дизельного процесса при сохранении преимуществ сжигания обедненной смеси. Двухтопливные (ДТ) двигатели разработаны с возможностью сжигания как жидкого, так и газообразного топлива. При работе в газовом режиме газообразное топливо предварительно смешивается с воздухом, впрыскивается сразу после такта сжатия и воспламеняется пламенем пилотного топлива. В этом процессе пламя пилотного топлива действует как «свеча зажигания» для воспламенения обедненной газовоздушной смеси. Двигатели DF сохраняют возможность использования резервного жидкого топлива при прекращении подачи газа.
Генераторы
На электростанции многие парогенераторы или дизельные ДВС сгруппированы в блоки, называемые генераторными установками. Каждый двигатель соединен с валом, который соединен с его электрическим генератором. Эти генераторные установки обеспечивают модульную электрическую мощность и имеют стандартные размеры от 4 до 20 МВт.
Машинный зал в Goodman Energy Center в Канзасе, США
Wärtsilä Energy. Давайте подключимся.
Свяжитесь с нами
Газовая турбина или газовый двигатель? Сравнение | Производство электроэнергии
Бизнес-модели и финансовые инициативы смещаются в сторону возобновляемых источников энергии на сегодняшнем рынке производства электроэнергии, в то время как текущее отсутствие долгосрочных правил усложняет принятие инвестиционных решений, чем в прошлом.
В этих обстоятельствах правильный выбор перспективной технологии необходим для обеспечения проекта долгосрочная прибыльность и снижение подверженности рискам, связанным с окружающей средой, которые могут привести к безнадежным активам .
Чтобы предоставить вам веские аргументы для принятия и объяснения инвестиционных решений, здесь мы сравниваем относительные достоинства газовых турбин (ГТ) и газовых и двухтопливных двигателей , также известных как поршневые двигатели внутреннего сгорания (RICE). Давайте выясним, какая технология имеет наименьший след выбросов , использует топливо следующего поколения (более чистое) и лучше всего подходит для ваших конкретных потребностей! Приготовьтесь к довольно сложному ответу, потому что правильный выбор технологии всегда зависит от ваших конкретных требований и типа применения .
Вариант использования
Коари, третий по величине город в штате Амазонка, изолирован от национальной энергосистемы. Вся электроэнергия обеспечивалась дизельными генераторами, пока Siemens Energy не построила газовую и паровую электростанцию всего за 13 месяцев.
Газовый двигатель против газовой турбины
Обе технологии обеспечивают множество преимуществ, когда речь идет о преобразовании природного газа в электроэнергию и тепло.
Газ
турбины лучше всего подходят для:
- Высокая эффективность комбинированного цикла
- Высокотемпературная когенерация или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ): пар, горячий воздух
- Низкие выбросы при сгорании
- Гибкость газового топлива
- Минимальные затраты на обслуживание
Газовые двигатели лучше всего подходят для:
- КПД открытого цикла
- Низкотемпературная ТЭЦ: горячая вода
- Частые пуски и остановки
- Гибкость жидкого топлива
Хотите сократить выбросы и стать углеродно-нейтральным?
Выбросы электростанций на природном газе мощностью 300 МВт по технологиям генерации
Прежде чем предоставить финансирование, многие крупные финансовые учреждения диктуют ограничения выбросов для проектов электростанций. Эти пределы становятся все ниже и ниже, поскольку кризис глобального потепления продолжает привлекать внимание к общественному мнению.
Чтобы лучше понять проблему загрязнения, давайте сгруппируем вредные химические вещества по их воздействию:
Глобальное воздействие оказывают все химические вещества, вызывающие глобальное потепление, так называемые парниковые газы. Этому эффекту способствуют два химических вещества из энергетической отрасли: CO₂ и метан (CH₄), основной компонент природного газа. CH₄ имеет потенциал глобального потепления в 84 раза выше, чем CO₂ (в среднем за 20 лет, источник: IPCC AR5 2013), и его проскальзывание должно быть сведено к минимуму.
Выбросы электростанций на природном газе мощностью 300 МВт по технологиям производства – парниковые газы (ПГ)
Местное воздействие оказывают такие вещества, как оксиды азота (NOx), окись углерода (CO), твердые частицы (PM2, PM5, PM10…), оксиды серы (SOx), тяжелые металлы и многие другие, вредные для человека и природы.
Правильный выбор технологии сжигания для производства электроэнергии, чтобы свести эти загрязняющие вещества к абсолютному минимуму, и используемое топливо, очень важный фактор выбросов, будут определять содержание и количество выбросов выхлопных газов в течение всего срока службы станции.
Выбросы NOx, CO, твердых частиц и многих других газов выбрасываются в значительно меньших количествах газовыми турбинами по сравнению с газовыми двигателями. Причиной этого является другой принцип сгорания: если в двигателях внутреннего сгорания, как и в автомобилях, мощность вырабатывают тысячи одиночных взрывов при очень высоких температурах в цилиндрах, то в газовых турбинах процесс сгорания непрерывный при более низкой и более равномерно распределенной температуре. профиль.
Для значительного снижения выбросов CO₂ необходим наивысший уровень чистой эффективности, поскольку более высокая эффективность снижает удельные выбросы CO₂ в граммах на произведенный кВтч. Поэтому очень важно не тратить зря энергию. Для извлечения большого количества энергии из еще горячих выхлопных газов технологии рециркуляции тепла предлагают решения.
Двигатели имеют более высокий КПД открытого цикла, чем газовые турбины, и меньший расход топлива. Их выбросы CO₂ ниже, но общая концентрация загрязняющих веществ в объеме выбрасываемого газа выше. Поскольку их температура выхлопных газов намного ниже, потенциал извлечения из них дополнительной энергии также намного ниже.
Там, где чистый КПД ГТ составляет около 30–40 %, двигатели показывают явно более высокие значения — до 46 %. Применяя решения по рециркуляции тепла, чистый КПД газовых турбин увеличивается почти до 60%, а для двигателей — примерно до 50%.
Поскольку новые европейские правила уменьшают текущие допустимые пределы наполовину, двигатели должны будут работать с ограничением NOx около 0,15 г/кВтч.
Газовые турбины благодаря своему процессу сгорания имеют преимущество. Как самый чистый традиционный источник энергии, их использование будет незаменимым в энергетическом переходе. У нас есть проверенные технологии для эффективного получения электроэнергии из таких видов топлива, как природный газ и водород. Природный газ является самым чистым из ископаемых видов топлива и производит гораздо меньше выбросов по сравнению, например, с газом. жидкие масла.
Для существенного сокращения выбросов CO₂ мы также рекомендуем выбирать электростанцию с комбинированным циклом, поскольку она обеспечивает самый высокий КПД среди всех доступных в настоящее время ископаемых технологий, а проскальзывание CH₄ незначительно. Если по какой-либо причине это невозможно, по крайней мере следует использовать технологии сокращения выбросов для фильтрации определенных химических веществ, таких как NOx и CO, из выхлопных газов. К сожалению, выбросы CH4 нельзя легко уменьшить.
Рассматриваете ли вы будущие виды топлива в своих инвестициях?
Жидкое и газообразное топливо следует различать по составу, энергоемкости и многим другим свойствам, а также по углеродоемкости. Ископаемые виды топлива состоят в основном из углеводородов. При сгорании этих видов топлива образуется CO₂. Если обезуглероживание является одним из основных драйверов инвестиций, при оценке наилучшей технологии следует учитывать будущие виды топлива.
Классификация топлива: Типичные составы топлива в различных диапазонах Воббе.
Будущие виды топлива также можно разделить на углеродно-нейтральные, такие как
е-метан и е-метанол, и безуглеродные, такие как зеленый водород или зеленый аммиак
, в зависимости от производственного процесса. Гибкость в использовании топлива
будет приобретать все большее значение при переходе на систему обезуглероженной энергии
.
Использование менее углеродоемких или безуглеродных видов топлива для электромобилей очень многообещающе для достижения углеродной нейтральности при производстве электроэнергии. Из-за
быстрый всплеск роста прерывистой генерации возобновляемой энергии
аспекты безопасности и доступности энергии
трилеммы становятся все более сложными. Надежная (резервная)
генерация электроэнергии с низким углеродным следом имеет решающее значение для удовлетворения
потребностей потребителей.
Газовые турбины являются самым чистым традиционным источником энергии, а их топливная гибкость идеально подходит для поддержки перехода как к централизованным, так и к децентрализованным сетям. По сравнению с газовыми двигателями газовые турбины имеют значительно более низкую концентрацию загрязнителей воздуха (CO₂, NOx, SOx, твердые частицы) в своих выбросах. Двигатели потребляют меньше топлива и выбрасывают меньший объем газа, но производят более высокую концентрацию загрязняющих веществ.
Газовые турбины могут работать на самых разных видах топлива с переключением топлива в режиме реального времени для обеспечения надежности энергоснабжения. Эти виды топлива представляют собой не только традиционные ископаемые виды топлива, такие как природный газ, сжиженный нефтяной газ и дизельное топливо, но также и технологические отходящие газы, такие как коксовый газ (COG) и нефтеперерабатывающий газ (RFG), а также низкоуглеродные и нулевые виды топлива, такие как водород, биогаз и возобновляемые источники энергии. природный газ (ГСЧ). Многие из них можно сжечь без значительного снижения производительности, сохраняя при этом минимально возможное воздействие на окружающую среду.
Газовые двигатели могут работать на топливе с очень низкой теплотой сгорания (LHV), таком как синтез-газ (4,5 МДж/Нм³). Они также могут сжигать биогаз, свалочный газ и газы с более высокой теплотворной способностью (факельный газ), пропан и сжиженный нефтяной газ с теплотворной способностью около 110 МДж/Нм³, хотя производительность может отличаться от достижимой на природном газе.
Каждая инвестиция в производство электроэнергии, каждый купленный сегодня газовый двигатель или газовая турбина будут использовать водород в качестве топлива в течение своего срока службы. Клиенты должны быть уверены, что приобретают продукты, готовые к будущему, чтобы избежать возможности остаться с бесхозными активами.
Хотите максимизировать рентабельность предприятия?
Сравнение эффективности одного крупного агрегата с несколькими меньшими агрегатами.
Эффективность электростанции — это не только основной фактор прибыльности станции, она также напрямую связана с выбросами CO₂ и пропорциональна им. Повышение эффективности завода снижает его потребление топлива, а при меньшем сжигании ископаемого топлива выбросы CO₂ будут снижены.
Планируете ли вы больше работать с полной или частичной нагрузкой или с остаточной нагрузкой?
Чтобы найти наилучшую технологию и решение для вашего проекта, очень важен ожидаемый рабочий профиль.
Сравнение КПД газовых турбин и газовых двигателей дает неоднозначную картину: для небольших установок простого цикла с меньшей выходной мощностью двигатели обеспечивают лучший электрический КПД. Например, стандартный электрический КПД газовых двигателей мощностью от 300 до 2000 кВт составляет 40-45%, а общий КПД до 85-92% в низкотемпературных ТЭЦ.
Для электростанций большой мощности с более высокой выходной мощностью газовые турбины в комбинированном цикле являются шагом вперед, поскольку они могут достигать наивысшего электрического КПД при более высокой мощности, до 63%. Для установок мощностью менее 100 МВт доступны установки комбинированного цикла с электрическим КПД, близким к 60%, в то время как даже небольшие установки комбинированного цикла мощностью до 20 МВт имеют конкурентоспособную эффективность по сравнению с двигателями открытого цикла. Установки с комбинированным циклом могут повысить коэффициент использования топлива до 90% или выше и добавить новые источники дохода.
Когда речь идет о прибыльности, решающее значение имеют сокращение времени простоя и максимальная доступность. Газовые двигатели могут обеспечить доступность в среднем более 96%, в то время как промышленные и авиационные газовые турбины могут обеспечить доступность в среднем более 97%.
Эксплуатационные расходы также можно свести к минимуму за счет улучшения графика технического обслуживания: 60 000 часов работы до капитального ремонта и еще больше (90 000 часов) с более совершенными двигателями, хотя в течение года более частые простои для планового обслуживания. Газовые турбины требуют меньше ежегодного планового обслуживания, при этом первые значительные вмешательства по техническому обслуживанию обычно происходят между 25 000 и 32 000 часов работы (OH). Техническое обслуживание газовых турбин, как правило, обходится дешевле в евро/МВтч.
Нужен гибкий
резервное питание для остаточного
нагрузка или дополнительные потоки доходов?
Короткое время пуска, высокая скорость линейного изменения, хорошая эффективность при частичной нагрузке и низкий уровень выбросов являются ключевыми требованиями для обеспечения резервного питания в периоды низкой выработки солнечной и ветровой энергии
В связи с увеличением проникновения возобновляемых источников энергии в сеть , не только гибкость в выборе топлива важна для будущего успеха эксплуатации надежной электростанции. Предлагая рынку электроэнергии операционную гибкость, вы увеличиваете потоки доходов от продажи электроэнергии и вспомогательных услуг.
На классических рынках электроэнергии основное внимание уделялось увеличению выходной мощности производителей. Предоставление увеличенной мощности по запросу стало ключевым бизнесом, который также считался обязательным резервом в рамках сетевых кодексов. Прерывистость возобновляемой энергии и возможность использования максимально возможных скоростей линейного изменения с кратчайшим возможным временем отклика стали ключевым аспектом стабильности частоты, которая может быть достигнута только с вращающимся оборудованием, работающим в режиме онлайн.
Чтобы поддерживать выбросы на максимально низком уровне и одновременно с низкими эксплуатационными расходами, все более важным становится низкий, соответствующий требованиям по выбросам диапазон регулирования с высокой эффективностью частичной нагрузки (см. Эффективность). В случае, если генерирующие установки отключены, быстрый и надежный запуск становится необходимым для успешной работы. Эти эксплуатационные свойства во многих странах являются платными услугами, и поэтому можно создать дополнительный поток доходов для повышения прибыльности электростанции.
Поскольку существуют разные технологии с разными уникальными свойствами, мы рекомендуем вам выбрать лучшую технологию и решение для вашего рабочего профиля. В качестве примера критериев принятия решения мы более подробно обсудим возможность запуска.
Возможность быстрого запуска ценится клиентами, поскольку они могут реализовать дополнительные потоки доходов. На рынках с механизмами мощности, ранжированием по заслугам, для вторичной и третичной частотной характеристики операторы станций могут предлагать мощность за 5 или 15 минут по высоким ценам.
Время запуска газового двигателя и газовой турбины зависит от начальных условий. Для газовых турбин требуется только смазочное масло, температура которого должна быть не менее 20° по Цельсию. Газовые двигатели требуют, чтобы температура головок цилиндров была на уровне 60°C или выше, а смазочное масло имело правильную рабочую температуру. Это достигается за счет нагрева и циркуляции охлаждающей воды, что может занять несколько часов, начиная с температуры окружающей среды. Вот почему газовые двигатели часто обслуживают в условиях быстрого пуска, а энергопотребление в режиме ожидания учитывается в общих эксплуатационных расходах.
В целом фазы запуска и загрузки из теплого резерва аналогичны для газовых турбин и газовых двигателей, обычно от 5 до 10 минут. Доступны как газовые двигатели с быстрым пуском, так и газовые турбины, способные достигать полной нагрузки в течение одной-двух минут. И двигатели, и турбины могут работать как с частичной, так и с полной нагрузкой, чтобы адаптироваться к конкретным задачам. Обе технологии могут использоваться для приложений аварийного/резервного питания, резервных приложений с пиковыми нагрузками с небольшим количеством часов работы в год (<2000 часов) или работать в течение 8500 часов в год для приложений с базовой нагрузкой.
Время запуска электростанции с комбинированным циклом намного больше, чем у электростанции с простым циклом. Современной газовой турбине в электростанции с комбинированным циклом требуется менее 30 минут для выхода на полную мощность для горячего запуска. С помощью байпасной трубы операторы могут сначала быстро запустить газовую турбину, а затем синхронизировать паровую турбину.
Как можно
мы безопасно эксплуатируем сеть?
Влияние мгновенной доли прерывистых возобновляемых источников энергии на работу сети.
Безопасная и надежная работа сети требует баланса между выработкой и потреблением электроэнергии в любое время. Источники напряжения короткого замыкания или компенсаторы реактивной мощности необходимы для балансировки синхронно вращающихся масс сети (инерции). Питание от короткого замыкания требуется, чтобы иметь возможность обнаруживать сбои и в случае отключения электроэнергии восстанавливать сеть.
Исторически сложилось так, что почти все энергосистемы обеспечивали большую часть ископаемой энергии от угольных и газовых электростанций, а также от атомных и гидроэлектростанций (последние, конечно, не относятся к ископаемой энергии), и они предлагали высокую потенциал стабилизации из-за их очень больших вращающихся масс и высокой мощности короткого замыкания. Произошло всего несколько событий сетки, которые потребовали вмешательства, например повторной отправки.
Современные экологически чистые источники энергии, такие как ветер и солнечная энергия, не обладают свойствами стабилизации сети (динамическая стабилизация частоты), поскольку они подвержены колебаниям. Следовательно, те установки, которые обеспечивают остаточную мощность нагрузки, должны генерировать как можно больше инерции для динамического управления частотой. По мере снижения производства ископаемой энергии в определенный момент балансирующей мощности будет недостаточно, чтобы предотвратить отказ сети.
Для будущих сетей синхронная инерция становится платным товаром. TSO должны будут изменить свои рейтинги диспетчеризации в зависимости от качества, чтобы учесть предельную стоимость энергии (COE) и привести свои станции к диспетчеризации, что обеспечивает высокую стабильность сети и предотвращает риск сбоев и отключений сети.
Как правило, чем больше размер синхронного электрогенератора, тем меньше необходимо работающего оборудования, чтобы оказать существенное влияние на стабильность сети.
Газовые турбины обеспечивают на порядок более высокую инерцию, чем газовые двигатели, поскольку они работают на гораздо более высоких скоростях, а вся силовая передача вносит свой вклад в механическую энергию. Особенно на электростанциях с комбинированным циклом газовые турбины предлагают высокие возможности балансировки сети и имеют самый низкий уровень выбросов среди всего оборудования для производства энергии из ископаемого топлива. Газовые двигатели имеют очень низкую инерцию, в первую очередь из-за легкого коленчатого вала в двигателе и ротора электрогенератора, который вращается с низким числом оборотов в минуту.
Для получения дополнительной информации о важности возможностей стабилизации сети см. наш информационный документ.
Чтобы предложить вам рекомендации по технологии, наиболее подходящей для ваших требований, мы изучили наиболее распространенные сценарии и/или решения для конкретных потребностей клиентов.
Парижское соглашение и Конференция по изменению климата COP26 привели к явному ускорению выполнения задач по защите климата приверженными странами. Германия стремится к 2045 году стать климатически нейтральной страной и сократить выбросы парниковых газов на 9%.0005
не менее 65 процентов к 2030 году. Поэтапный отказ от угля должен быть завершен не позднее 2038 года, а государственные инвестиции в проекты угля, нефти и природного газа в других странах должны быть сокращены не позднее конца 2022 года. Исключения применяются к газовым энергетическим установкам, которые могут эксплуатироваться с экологически чистый водород.
Германия также взяла на себя обязательство сократить к 2030 году выбросы особо опасного для климата парникового газа метана на 30 процентов.
безуглеродное или -нейтральное производство электроэнергии. У нас есть уникальные возможности, основанные на широком портфолио низкоуглеродных и безуглеродных решений, интенсивном ноу-хау в области энергосистем и великолепных возможностях проектирования систем. Как партнер и новатор, мы делаем реальностью энергетический переход «За пределы угля», масштабируя прорывные технологии уже сегодня.
Великобритания столкнулась с особой ситуацией, которая вынуждает Национальную энергосистему сделать особую конфигурацию распределения электроэнергии по стране. Поставщики энергии не могут обеспечивать 100% доступности, и в ближайшем будущем может возникнуть нехватка угольных электростанций.
Правительство Украины недавно объявило амбициозные цели: значительно увеличить долю возобновляемых источников энергии в своем энергетическом секторе, заменить негибкое угольное производство более чистыми газовыми технологиями и подключить энергосистему к европейской сети ENTSO-E. Оптимальным решением для снижения уровня выбросов углерода и в то же время эффективной поддержки возобновляемых источников энергии является установка газотурбинной технологии. Почему? См. наш информационный документ о высокоэффективных газовых турбинах и решениях для стабилизации сети.
Из-за быстрого роста населения, увеличения экономической активности и старения угольного флота Южная Африка не может удовлетворить потребности национальной энергосистемы. Этот дисбаланс приводит к текущему кризису сброса нагрузки. Очевидно, что Южная Африка больше не может полагаться на один основной источник энергии.
В настоящее время приоритетом является развитие диверсифицированной энергетической экосистемы в качестве основного требования для обеспечения устойчивого развития страны. Правительство Южной Африки приняло краткосрочную политику и рамки, чтобы помочь им в разрешении кризиса сброса нагрузки. Одна из этих структур включает модернизацию существующей инфраструктуры электроснабжения и интеграцию небольших электростанций, управляемых на местном уровне, в национальную сеть.
Основным экономическим ресурсом в районе Ансоатеги в Венесуэле является добыча нефти и газа. Попутный газ из сырой нефти обеспечивает богатую энергию. Добываются большие объемы нефти, а попутный нефтяной газ (ПНГ) может использоваться в качестве топлива для производства электроэнергии, а не сжигаться в атмосфере (как это было раньше).
Новые доступные виды топлива, новые технологии и амбициозные цели в области возобновляемых источников энергии приносят революционные изменения в коммунальные службы Карибского бассейна. Они открывают путь к более устойчивому, надежному, устойчивому и доступному энергетическому будущему, но также усложняют процесс планирования.
В этих презентациях основное внимание уделяется оптимизированным генерирующим решениям с учетом таких критериев, как размер проекта, доступные виды топлива, гибкость, стабильность, надежность, доступность и выбросы. В частности, они обсуждают, где поршневые двигатели и где газотурбинные технологии могут предложить свои преимущества, и как убедиться, что новые электростанции дополнят историю развития возобновляемых источников энергии в регионе.
преимуществ поршневых двигателей в электроэнергетике
Многие эксперты считают электростанции, построенные с поршневыми двигателями, идеальным дополнением к прерывистым возобновляемым источникам энергии. Реципиентные установки чрезвычайно гибки. Помещения могут быть рассчитаны практически на любой вариант использования; двигатели отличаются высокой надежностью, возможностью быстрого запуска и остановки, могут работать на различных жидких и газообразных топливах; агрегаты очень эффективны (особенно при включении в теплоэлектроцентрали) в широком диапазоне нагрузок; а заводы относительно недороги и могут быть построены быстро с минимальным риском задержки.
Все в энергетике (да и во всем мире) знакомы с поршневыми двигателями. В конце концов, именно они приводят в действие большинство транспортных средств, на которых люди ездят или ездят каждый день. Но поршневые двигатели — это не то, что приходит на ум большинству людей, когда речь идет о производстве электроэнергии. Более типичная электростанция использует турбины для вращения генераторов, приводимых в движение паром или природным газом.
«Часто клиенты имеют давнюю предвзятость в отношении турбин и считают, что многодвигательной установке потребуется значительно больше обслуживающего персонала», — сказал 9 Юкка Лехтонен, вице-президент по управлению технологиями и продуктами Wärtsilä Energy. 0320 POWER , отметив, что недостаточное знакомство с технологией является препятствием для ее более широкого внедрения. «На самом деле, персонал для эксплуатации и обслуживания реципиентной установки примерно такой же, как и для газотурбинной установки аналогичного размера».
Помимо неправильного представления о рабочей силе, есть и другие вещи, в которых люди ошибаются в отношении рецептурных заводов. Многие люди думают, что поршневые двигатели подвержены высоким выбросам; в конце концов, кто не видел дизельный грузовик, мчащийся по дороге с клубами черного дыма из выхлопной трубы? Однако производители оригинального оборудования (OEM) уделяют этому вопросу пристальное внимание.
«В настоящее время наибольшую озабоченность наших клиентов вызывают выбросы и особенно поиск решений по снижению выбросов CO 2 , — сказал д-р Тилман Тюткен, глава отдела продаж электростанций MAN Energy Solutions в Европе. «Наши двигатели оснащены новейшим оборудованием для снижения выбросов, которое сводит уровень выбросов к минимуму. Кроме того, они также подготовлены к будущему, нейтральному по отношению к CO 2 , поскольку они могут работать на синтетическом топливе, полученном из возобновляемых источников энергии с использованием технологии Power-to-X. Например, двухтопливные и газовые двигатели также смогут работать на углеродно-нейтральном синтетическом природном газе в будущем без дополнительной технической адаптации, что сделает их перспективными инвестициями для клиентов».
Ключ к гибкости
Агенты по недвижимости часто говорят, что три самых важных атрибута недвижимости — это местоположение, местоположение и еще раз местоположение. Сегодня тремя наиболее важными атрибутами электростанции могут быть гибкость, гибкость и гибкость. И реципиентные растения обладают этой чертой.
Лехтонен отметил, что поршневые двигатели обеспечивают гибкую диспетчеризацию. Их можно запускать несколько раз в день без штрафов за обслуживание. Минимальное время безотказной работы двигателей Wärtsilä составляет одну минуту, минимальное время простоя — пять минут, а минимальная стабильная нагрузка — 10 %. Эти функции делают двигатели идеальными для балансировки возобновляемых источников энергии, использования возможностей вспомогательных услуг и оптимизации требований к диспетчеризации в реальном времени.
Поршневые двигатели также отличаются топливной гибкостью (см. врезку «Газовые двигатели предлагают множество преимуществ»). Они могут работать с очень широким спектром жидких и газообразных топлив. Распространены природный газ и мазут, но двигатели также могут быть сконфигурированы для работы на различных видах биотоплива и биогаза, а также на углеродно-нейтральном синтетическом топливе, как отмечалось ранее. Кроме того, некоторые децентрализованные электростанции с двигателями используют сжиженный природный газ (СПГ). Тюткен отметил, что многие обычные двигатели, работающие на жидком топливе, можно легко переоборудовать для работы на двух видах топлива, что дает владельцам гибкость при планировании.
Газовые двигатели предлагают множество преимуществ Карлос Ланге, генеральный директор и президент компании INNIO, в портфель которой входят марки газовых двигателей Waukesha и Jenbacher, рассказал POWER , что газовые двигатели обладают рядом преимуществ. Он сказал, что газовые двигатели дополняют возобновляемые источники энергии, балансируя и разделяя производство и потребление энергии. Кроме того, газовые двигатели могут работать не только на природном газе, но и на множестве других газов, включая биогаз, свалочный газ, канализационный газ, синтетические газы и водород. Более того, они позволяют децентрализованно производить электроэнергию и тепло прямо в точке потребления. Сообщается, что INNIO имеет около 6000 биогазовых двигателей, установленных по всему миру и преобразующих биогаз и биометан в электричество и тепло. Предоставляя индивидуальные энергетические решения, которые повышают электрическую эффективность, более высокую выходную мощность, более длительный срок службы, более низкие выбросы и топливную гибкость для установленного парка электроэнергетической компании, газовые двигатели помогают операторам станции идти в ногу с меняющимися рыночными условиями и удовлетворять новые отраслевые потребности и задачи. срок службы активов. Удаленный доступ к оборудованию также может быть чрезвычайно полезным. Ланге сказал, что до трех четвертей недавно поставленных газовых двигателей подключены к решению INNIO myPlant для управления производительностью активов (APM), облачной усовершенствованной платформе Интернета вещей (IoT), которая обеспечивает безопасный удаленный мониторинг активов двигателей. Ланге отметил, что производство электроэнергии становится все более децентрализованным, и сказал, что газовые двигатели лежат в основе этой глобальной трансформации энергетики. Утверждается, что решения INNIO для распределенного питания идеально подходят для создания экологически чистого и безопасного будущего с нейтральным выбросом углерода. По словам Ланге, Комбинированные теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) могут достигать общего КПД до 95%. Это выгодно как оператору, так и окружающей среде. По его словам, в некоторых случаях инвестиции в ТЭЦ могут окупиться за три-четыре года. В качестве примера Ланге упомянул завод в Германии. В январе 2020 года Stadtwerke Kiel заменила угольную электростанцию одной из самых современных и гибких в Европе ТЭЦ с газовым двигателем (рис. 1). Было установлено двадцать газовых двигателей Jenbacher J920 FleXtra общей электрической мощностью 190 МВт и тепловой мощностью 192 МВт. И электроэнергия, и тепло от электростанции поступают в электросеть и сеть централизованного теплоснабжения, которыми управляет Stadtwerke Kiel, помогая поддерживать стабильность сети по всей Северной Германии.
По всей Японии газовые двигатели Waukesha обеспечивают высокоэффективную базовую/непрерывную мощность для ТЭЦ, а также быстродействующее аварийное резервное питание, сказал Ланге. Вырабатываемое тепло и электроэнергия в основном используются для горячего водоснабжения. По его словам, эти генераторные установки двойного назначения Waukesha помогают удовлетворить потребности клиентов в балансе между высокой эффективностью и быстрым запуском. |
Размер завода по производству рецептур также может быть гибким. Объекты могут быть построены буквально с любой мощностью МВт с использованием среднеоборотных двигателей мощностью примерно от 1 МВт до 20 МВт каждый. Это делает станции идеальными для распределенной генерации, требующей мощности менее 50 МВт, и для более крупных станций мощностью в сотни МВт (рис. 2).
2. Реципиентные установки бывают всех размеров. Завод Quisqueya в Доминиканской Республике включает 24 многотопливных двигателя Wärtsilä Flexicycle 50DF общей мощностью 430 МВт. Предоставлено: Wärtsilä |
Джим Уильямс-младший, директор NorthWestern Energy по тепловым и ветровым генерациям, сказал, что гибкость также распространяется на возможности «правильного размера» производства электроэнергии в любой момент времени. Для справки: в июне компания NorthWestern Energy подписала соглашение с Caterpillar Inc., согласно которому известный OEM-производитель машин и двигателей поставит комплексное решение для энергоснабжения, включающее шесть газогенераторных установок Cat G20CM34 (рис. 3) для новой электростанции мощностью 58 МВт. будет построен недалеко от Гурона, Южная Дакота.
3. N Компания NorthWestern Energy строит электростанцию мощностью 58 МВт недалеко от Гурона, Южная Дакота, , которая будет включать шесть газогенераторных установок Cat G20CM34. Двигатели заменят турбины внутреннего сгорания, работающие в настоящее время на электростанции Huron. Предоставлено: Caterpillar Inc. |
Уильямс объяснил концепцию правильного расчета: «Допустим, нам нужны дополнительные 20 МВт мощности в системе. Если единственным способом удовлетворить эту потребность является большая турбина внутреннего сгорания мощностью от 50 до 60 МВт, нам придется снизить мощность двигателя, что было бы чрезвычайно неэффективно и более дорого для наших клиентов. С другой стороны, имея флот из 9- Генераторные установки мегаватт, такие как те, что мы устанавливаем в Гуроне, мы можем постепенно увеличивать или уменьшать нашу мощность в меньших блоках, что позволяет нам максимально эффективно удовлетворять потребности в электроэнергии».
Эффективность, надежность и отказоустойчивость
Поршневые двигатели не только универсальны, но и очень эффективны. «Современные среднескоростные реципиентные установки с простым циклом имеют чистую теплотворную способность в диапазоне 8 000–8 400 БТЕ/кВтч (HHV [более высокая теплотворная способность], измеренная на стороне высокого напряжения повышающих трансформаторов). Это означает примерно на 10% меньшее потребление топлива на МВтч, чем у самой передовой газовой турбины на основе авиационного двигателя», — сказал Лехтонен.
Tütken также хвастался эффективностью поршневых двигателей в широком диапазоне нагрузок и условий эксплуатации. «Двигатели силовых установок могут достигать КПД более 50% в однотактном режиме», — сказал он. «В рамках когенерационной электростанции вы даже можете получить эффективность системы до 95%».
Кроме того, двигатели менее чувствительны к высоте, температуре окружающей среды и влажности, чем другие технологии. Например, исследования показали, что эффективность газовой турбины снижается примерно на 1% при повышении температуры на каждые 10 градусов выше условий Международной организации по стандартизации или ISO. Это может привести к снижению выходной мощности газовых турбин при некоторых условиях на 5-10%. В то же время поршневые двигатели сохраняют номинальную эффективность и выходную мощность в более широком диапазоне условий окружающей среды.
Чтобы компенсировать снижение производительности, OEM-производители газовых турбин используют различные методы охлаждения входящего воздуха и повышения производительности турбины, включая испарительные охладители и механические охладители. Однако охлаждение приточного воздуха требует дополнительных энергозатрат, а эффективность систем охлаждения сильно зависит от влажности окружающей среды. Для поршневых двигателей не требуется расход воды. Реципиентные установки используют радиаторное охлаждение с замкнутым контуром, и для увеличения выходной мощности никогда не требуется впрыск воды.
Когда дело доходит до надежности, двигатели трудно превзойти. «Коэффициент вынужденного простоя составляет менее 1% на единицу, а это означает, что для многоблочной установки вероятность остановки всех двигателей одновременно из-за простоя бесконечно мала (по сравнению с одновальной установкой). Кроме того, техническое обслуживание может быть поэтапным, чтобы обеспечить максимальную пропускную способность онлайн в любой момент времени», — сказал Лехтонен.
Компания Williams также отметила преимущество многодвигательной установки. «Когда одна высокопроизводительная турбина отключается для технического обслуживания или ремонта, мы теряем все возможности по выработке электроэнергии на этой станции. В качестве альтернативы, управляя парком из нескольких газогенераторных установок, у нас есть дополнительные единицы, которые могут компенсировать слабину, если одна из них отключится», — сказал он.
Возможность запуска двигателя из полностью обесточенного состояния — еще одно преимущество, которое невозможно переоценить. Многие владельцы заводов выбрали поршневые двигатели из-за устойчивости, которую обеспечивает это преимущество в суровых погодных условиях или других стихийных бедствиях (см. врезку «Преимущества островного режима»).
Преимущества островного режима Генераторная станция Humboldt Bay компании Pacific Gas and Electric (PG&E’s) в Эврике, штат Калифорния, объект, введенный в эксплуатацию в 2010 году с 10 двигателями Wärtsilä 18V50DF, в июне завершил реконфигурацию, которая позволит отделить части округа Гумбольдт от более крупной сети и обеспечить исключительное электроснабжение. от станции, когда источники передачи, которые импортируют, экспортируют и стабилизируют электроэнергию в близлежащие районы, подвергаются воздействию. В PG&E заявили, что с помощью завода теперь возможно «островить» 20 городов, включая Эврику, Аркату, Мак-Кинливиль и Фортуну, а также некоторые племенные общины. «Это важная веха не только для округа Гумбольдт, где клиенты получат непосредственную выгоду, но и для всех клиентов в нашей зоне обслуживания, которые выиграют, поскольку мы ищем инновационные решения для снижения воздействия отключений электроэнергии в целях общественной безопасности [PSPS] «Энди Веси, генеральный директор коммунальной компании PG&E, заявил в заявлении о завершении проекта. PSPS — это одна из мер, принятых некоторыми калифорнийскими коммунальными службами для снижения риска лесных пожаров в периоды высоких температур, сильной засухи и сильных ветров. В определенных ситуациях компании будут отключать электроэнергию в отдельных районах, чтобы снизить риск отказа оборудования и возникновения лесного пожара. Жертвы лесных пожаров подали иски против PG&E на миллиарды долларов, что вынудило компанию объявить о банкротстве 29 января., 2019. Компания вышла из главы 11 1 июля 2020 года и предприняла ряд шагов, чтобы избежать проблем в будущем. «Наши жители и предприятия испытывали трудности во время аварийных отключений, даже когда в округе Гумбольдт не было угрозы лесных пожаров», — говорится в заявлении первого окружного инспектора округа Гумбольдт Рекса Бона. «Руководство PG&E ответило на наши призывы убедиться, что в следующий раз они сделали все возможное, чтобы уменьшить воздействие». В зависимости от ситуации, до 67 000 потребителей, которые могли потерять электроэнергию, когда районы за пределами округа Гумбольдт столкнулись с экстремальными погодными условиями, теперь могут оставаться под напряжением за счет изоляции с помощью реципиентной установки. В PG&E заявили, что размер зоны, находящейся под напряжением, можно масштабировать в зависимости от масштабов потенциального события PSPS и других условий, которые могут повлиять на сеть в данный момент. |
Надежный выбор для электростанций
Реципиентные установки часто имеют стандартизированную модульную конструкцию, которая сводит к минимуму время строительства, что делает их возведение намного быстрее, чем газовую турбину с комбинированным циклом или паро/котельную установку. Типичные сроки выполнения варьируются от года до 18 месяцев для проектов «под ключ». Ввод в эксплуатацию обычно занимает от одного до двух месяцев в зависимости от размера установки.
«Как и в случае с каждой новой электростанцией, которую мы планируем построить, мы провели исчерпывающую оценку текущей и ожидаемой потребности в электроэнергии на территории, обслуживаемой электростанцией Huron. Мы также провели опрос, чтобы оценить все доступные технологии и выбрать сочетание, которое лучше всего соответствует нашим потребностям», — сказал Уильямс 9.0320 POWER , отметив, что поршневые двигатели были самым дешевым средством удовлетворения требований портфеля NorthWestern Energy к достаточности ресурсов.
«В данном конкретном случае технология поршневого двигателя станет лучшим решением. Это дает нам быстрый ввод в эксплуатацию, надежность и энергетические блоки нужного размера, которые нам нужны для экономически эффективного покрытия периодического дефицита для наших клиентов. Это также дает нам некоторую страховку для удовлетворения пиковых нагрузок на электроэнергию в условиях современного динамичного рынка электроэнергии. Если мы увидим всплеск цен на электроэнергию, мы сможем быстро запустить точное количество генераторных установок с поршневым двигателем, которое нам необходимо, чтобы минимизировать затраты для наших клиентов», — заключил он. ■
— Аарон Ларсон — исполнительный редактор POWER.
Что такое двухтопливный двигатель и его преимущества для нефтегазовой отрасли?
Отдел новостей Cummins:
Образование и интеллектуальное лидерство
Айтек Юксель, руководитель отдела контент-маркетинга, Power Systems
Каменный век не закончился, потому что в мире закончились камни, и нефтяной век не закончится, потому что у нас закончилась нефть 1 . Вместо этого нефтяной век закончится, когда мы (сообщества, компании и правительства) ускорим переход энергии к нашей конечной цели: 100% возобновляемой энергии.
В этом путешествии по переходу к энергетике есть гигантские шаги, которые мы все отмечаем, такие как более широкое использование зеленого водорода в железнодорожных приложениях. Есть также постепенные шаги — те, которые ведут в правильном направлении, те, которые бросают вызов статус-кво, и те, которые приближают нас к нашей конечной цели.
Использование двухтопливных двигателей является одним из этих дополнительных шагов и правильным немедленным следующим шагом для нефтегазовой отрасли, направленным на снижение воздействия на окружающую среду и улучшение финансовых показателей. На этом пути отрасль уже использует технологии, начиная от микросетей и заканчивая двигателями со сверхнизким уровнем выбросов, и двухтопливные двигатели являются правильным дополнением к этому портфолио.
Технология двухтопливных двигателей зарекомендовала себя на протяжении многих лет при бурении и обслуживании скважин. Учитывая повышенный интерес к этим двухтопливным решениям, в этой статье описывается, что такое двухтопливные двигатели и их преимущества в нефтегазовой отрасли.
Что такое двухтопливный двигатель и как он работает?
Двигатели, которые могут работать на смеси двух различных видов топлива, называются двухтопливными двигателями. Часто дизельное топливо и природный газ используются вместе в двухтопливных двигателях. Часто двухтопливные двигатели, работающие на смеси дизельного топлива и природного газа, также могут работать на дизельном топливе, только если природный газ временно недоступен.
Помимо природного газа и дизельного топлива, некоторые двухтопливные двигатели могут также использовать различные смеси биодизеля, свалочного газа, биогаза и других видов топлива.
Все ли двухтопливные двигатели одинаковы?
Нет; различия между двигателями на дуэльном топливе выходят далеко за рамки « tomayto» и « tomahto» .
Хотя принципы работы двухтопливных двигателей одинаковы, двигатели, работающие на двухтопливных двигателях, имеют значительные различия в общей стоимости владения (TCO) и времени безотказной работы. Такие факторы, как скорость замещения природного газа, качество природного газа, производимые выбросы и надежность оборудования, могут влиять на эффективность работы.
Коэффициент замещения — ключевое слово, связанное с двухтопливными двигателями. Коэффициент замещения – это доля энергии топлива, обеспечиваемая природным газом. При сравнении двухтопливных двигателей необходимо учитывать два важных фактора, касающихся коэффициентов замены:
- Коэффициент нагрузки: Важно сравнивать коэффициенты замены различных двигателей при одном и том же коэффициенте нагрузки, при котором ваши двигатели обычно работают. Строгое сравнение «максимальных» коэффициентов замены различных двигателей может ввести вас в заблуждение и помешать вам максимально использовать преимущества двухтопливных двигателей.
- Расход дизельного топлива: Рассмотрите оценку расхода дизельного топлива двигателями при сравнении коэффициентов замещения. Если двигатель обеспечивает лучшую экономию дизельного топлива, то этот двигатель начинает сравнение степени замещения с важным преимуществом.
Узнайте больше о том, как работают двухтопливные двигатели.
Преимущества двухтопливных двигателей в нефтяной и газовой промышленности
При бурении и обслуживании скважин в нефтегазовой отрасли можно часто увидеть двухтопливные двигатели, приводящие в действие оборудование. Это связано с финансовыми и экологическими преимуществами, которые подрядчики по бурению и обслуживанию скважин получают от двухтопливных двигателей. Давайте рассмотрим эти преимущества двухтопливных двигателей в нефтяной и газовой промышленности.
Двигатели, работающие на двух видах топлива, снижают воздействие нефтегазовой отрасли на окружающую среду
Природный газ часто называют «мостом к возобновляемому будущему» на рынках производства электроэнергии. Фактически, 40% электроэнергии, вырабатываемой коммунальными предприятиями в США, производится из природного газа. Остальное равномерно распределяется между углем, атомной энергетикой и возобновляемыми источниками энергии.
Экологические соображения являются ключевой причиной, по которой многие предприятия, в том числе операторы бурения и обслуживания скважин, предпочитают природный газ другим ископаемым видам топлива, — сказал Патрисио Эскобар, генеральный менеджер сегмента рынка нефти и газа Cummins Inc. природный газ имеет несколько важных экологических и эксплуатационных преимуществ».
Вот три из этих экологических соображений.
- Уменьшенная переработка и транспортировка дизельного топлива: Дизельное топливо проходит долгий путь, чтобы добраться от устья скважины до вашего топливного бака. Используя доступный на месте газ в ваших двухтопливных двигателях, вы также уменьшаете потребность в этих операциях по переработке и доставке дизельного топлива на ваш объект. Это, в свою очередь, снижает связанное с этим воздействие на окружающую среду при транспортировке и переработке.
- Сокращение факельного сжигания: Другим важным экологическим преимуществом, достигаемым за счет использования природного газа на месте, является сокращение факельного сжигания. Избыток природного газа, сжигаемого в факелах, можно повторно использовать для питания двухтопливных двигателей на буровой площадке.
- Меньше оборудования, подлежащего утилизации и отправке на свалки: Двухтопливный комплект вместо новых двухтопливных двигателей также позволяет увеличить срок службы существующих двигателей. Благодаря решению, которое превращает существующий дизельный двигатель в двухтопливный, вы избегаете утилизации старых двигателей. Это приводит к тому, что меньше оборудования отправляется на слом, а значит, меньше оборудования отправляется на свалки.
Двухтопливные двигатели обеспечивают финансовую экономию за счет снижения расхода дизельного топлива
Стоимость топлива является одной из основных статей расходов при бурении и обслуживании скважин. Двухтопливные двигатели обеспечивают финансовую экономию в виде снижения эксплуатационных расходов (OpEx).
Вот как сокращаются операционные расходы.
- Замена дизельного топлива на природный газ: Как упоминалось ранее, дизельное топливо проходит более длительный путь, чтобы добраться до двигателей на буровой площадке. Этот путь включает в себя добычу нефти, транспортировку нефти, производство дизельного топлива на нефтеперерабатывающем заводе, хранение, транспортировку и доставку к автонасосу. Все эти шаги на пути к дизельному топливу сопряжены с дополнительными расходами. Между тем, природный газ, добываемый на устье скважины, может быть переработан на месте и доставлен к двигателям. Использование имеющегося природного газа вместо дизельного топлива позволяет подрядчикам по бурению и обслуживанию скважин экономить средства.
Двигатели, работающие на двух видах топлива, работают с характеристиками, подобными дизельным
Исторически сложилось так, что одной из основных причин, по которой дизельные двигатели были предпочтительным выбором для нефтегазовой отрасли, была их стабильная производительность. Дизельные двигатели известны своей долговечностью, а дизельное топливо обеспечивает очень высокую удельную мощность. Они все еще очень точны. Между тем, двигатели, работающие на природном газе, тоже изменились за эти годы. Давайте посмотрим на производительность двигателя с трех точек зрения:
- Удельная мощность: Удельная мощность — это выходная мощность двигателя на единицу объема двигателя. Например, для двигателей большого рабочего объема вы часто увидите, что более крупные двигатели, работающие на природном газе, обеспечивают выходную мощность, сравнимую с меньшими дизельными двигателями. Другими словами, дизельные двигатели имеют более высокую удельную мощность, чем двигатели, работающие только на природном газе. Между тем, есть также дизельные двигатели, приспособленные для работы на двух видах топлива. Это в сочетании с электронным управлением внутри двигателя позволяет двухтопливному двигателю иметь плотность мощности, подобную дизельной, при работе в двухтопливной модели.
- Переходная характеристика: Переходная характеристика — это способность двигателя реагировать на изменяющиеся потребности в мощности при эксплуатации. Для многих применений в нефтегазовой отрасли требуются переходные характеристики, с которыми двигатели, работающие на 100 % природном газе, часто с трудом справляются. Между тем, выбранные двухтопливные двигатели могут обеспечить сравнимые переходные характеристики с их дизельными альтернативами.
- Оптимизированный рабочий диапазон: Двигатели часто работают со стандартным рабочим циклом в зависимости от применения, в котором они используются. Применение новой технологии, такой как двойное топливо, иногда может потребовать изменения этой схемы работы для достижения максимальной экономии топлива. Эта проблема решается, когда двухтопливный двигатель оптимизируется для обеспечения максимальной степени замещения (доли энергии топлива, обеспечиваемой природным газом) в идеальном рабочем диапазоне, необходимом для нефтегазовых приложений.
Если у вас уже есть двигатели, готовые к модернизации, двухтопливные комплекты сэкономят вам деньги.
Многие нефтегазовые предприятия уже используют двигатели, готовые к модернизации с использованием двухтопливных комплектов. Это отличная отправная точка, потому что теперь вы можете сэкономить деньги и помочь окружающей среде, выбрав двухтопливный комплект вместо нового двухтопливного двигателя.
- Финансовые преимущества: Двухтопливный комплект стоит меньше, чем покупка нового двигателя, и требует минимальных изменений в существующем двигателе, что снижает затраты на интеграцию оборудования. Это снижает общий капитал, необходимый для модернизации вашего парка и достижения целей в области эксплуатации и устойчивого развития.
Хотите узнать больше о нефтегазовых перспективах? Вам также может понравиться:
Буровые подушки с более низкими эксплуатационными расходами, уменьшенным углеродным следом и повышенной безопасностью
Сокращение выбросов парниковых газов двигателей в нефтегазовом секторе для повышения устойчивости
Чтобы узнать больше о решениях для нефтегазовой энергетики, посетите нашу веб-страницу.
Ссылки:
1 The Economist (24, 19 июля99). Топливные элементы встречаются с большим бизнесом [Статья]. Получено с https://www.economist.com/
Теги
Нефть и газ
Получить вверх по течению
Подпишитесь, чтобы получать отраслевые новости, анонсы продуктов, информацию о технологиях и многое другое.
Адрес электронной почты
Айтек Юксель — руководитель отдела контент-маркетинга компании Cummins Inc. , специализирующийся на рынках энергосистем. Айтек присоединился к компании в 2008 году. С тех пор он работал на нескольких маркетинговых должностях и теперь делится с вами опытом работы на наших ключевых рынках, от промышленных до жилых. Айтек живет в Миннеаполисе, штат Миннесота, с женой и двумя детьми.
Отдел новостей Cummins:
Образование и интеллектуальное лидерство
Джим Небергалл, генеральный директор подразделения водородных двигателей
В Соединенных Штатах на автомобили средней и большой грузоподъемности приходится около четверти всех выбросов парниковых газов на транспорте. Они также являются причиной примерно трети выбросов NOx из мобильных источников. Неудивительно, что сектор коммерческого транспорта просят сократить выбросы.
Необходимо ограничить выбросы как парниковых газов, так и обычных загрязнителей. Правительственные постановления — не единственный фактор, обуславливающий эти сокращения. Другим фактором является растущий спрос клиентов, которые предпочитают вести бизнес с более экологически безопасными поставщиками услуг. Некоторые компании также считают, что сокращение выбросов необходимо для обеспечения долгосрочной устойчивости их бизнеса.
Переход на автомобили с водородными двигателями может обеспечить ряд дополнительных преимуществ во многих областях применения.
Водородные двигатели и сокращение выбросов парниковых газов
Водород является безуглеродным топливом. Коммерческие автомобили или оборудование с этими двигателями могут ускорить обезуглероживание, обеспечив сокращение выбросов углерода более чем на 99%. Вы можете узнать больше о том, как работают водородные двигатели в дорожных условиях.
Если используется зеленый водород, эти автомобили также будут иметь низкий или нулевой уровень выбросов парниковых газов.
Применительно к ископаемому топливу выбросы от скважины до насоса включают все выбросы парниковых газов до заправки автомобиля топливом. Это также результирующие выбросы от добычи, переработки и транспортировки топлива до момента его выдачи на заправочной станции. В более широком смысле, выбросы водорода от скважины к насосу включают выбросы, вызванные действиями, необходимыми для производства и доставки топлива.
Серый водород имеет высокие выбросы от скважины к насосу. Он производится из метана с использованием обычного промышленного процесса. Следовательно, серый водород не следует использовать для снижения выбросов парниковых газов автомобилем.
Зеленый водород, напротив, производится с использованием процессов, которые не выделяют парниковых газов. Электролиз воды с использованием возобновляемых источников энергии, например, является способом производства зеленого водорода.
Ни одно топливо не может быть полностью свободным от выбросов парниковых газов. Полностью обезуглерожить всю деятельность, связанную с поставкой топлива, невозможно. Однако зеленый водород настолько близок к нулевому углероду, насколько это возможно в любом топливе.
Водородные двигатели и выбросы обычных загрязнителей воздуха
Продуктом сгорания водорода является первичный водяной пар просто потому, что водородное топливо не содержит других элементов, таких как углерод или сера. В частности, с водородными двигателями нет выбросов углерода от самого топлива. Более того, при использовании зеленого водорода также отсутствуют выбросы парниковых газов при производстве водородного топлива.
Однако водородные двигатели могут генерировать небольшое количество молекул NOx. NOx является продуктом реакции между молекулами азота и кислорода, присутствующими в воздухе. Это происходит при температуре сгорания в цилиндрах двигателя. Чтобы избежать выброса избыточного количества NOx, транспортным средствам с водородным двигателем потребуется система последующей обработки для удаления NOx из их выхлопных газов.
Производство и эксплуатация водородных двигателей с использованием существующих ресурсов
Использование водородных двигателей также косвенно помогает окружающей среде. Водородные двигатели аналогичны обычным двигателям внутреннего сгорания, что выгодно операторам автопарков. Производство водородных двигателей может осуществляться экономично и в больших масштабах с использованием существующих заводов. При использовании в некоторых коммерческих приложениях плотная заправочная инфраструктура не требуется. Водородные автобусы, например, могут заправляться каждую ночь на заправочных станциях, расположенных в центральном автобусном парке. Благодаря этим характеристикам водородные двигатели легче адаптировать для многих применений, чем водородные топливные элементы.
Использование водородных двигателей в двигателях средней и большой мощности неизбежно приведет к увеличению доступности экологически чистого водорода. Это также будет способствовать увеличению масштабов производства компонентов для хранения водорода, используемых в других водородных технологиях. В результате водородные двигатели имеют хорошие возможности для развития водородной экономики и, косвенно, для ускорения темпов обезуглероживания.
Если вы хотите узнать больше, не забудьте ознакомиться с ответами на часто задаваемые вопросы о водородных двигателях.
Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.
Метки
Водород
Cummins Engines
Автобус
Никогда не пропускайте последние новости
Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.
Адрес электронной почты
Компания
Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):
Грузоперевозки
Автобус
Пикап
Строительство
Сельское хозяйство
Джим Небергалл (Jim Nebergall) — генеральный менеджер направления водородных двигателей в компании Cummins Inc. и возглавляет глобальные усилия компании по коммерциализации двигателей внутреннего сгорания, работающих на водороде. Водородные двигатели внутреннего сгорания — важная технология на ускоренном пути компании к обезуглероживанию.
Джим пришел в Cummins в 2002 году и занимал многочисленные руководящие должности в компании. В последнее время Джим был директором по стратегии и управлению продуктами в североамериканском бизнесе по производству двигателей для шоссейных дорог. Джим увлечен инновациями и посвятил свою карьеру в Cummins развитию технологий, улучшающих окружающую среду. Он расширил границы инноваций, ориентированных на клиента, чтобы позиционировать Cummins как ведущего поставщика силовых агрегатов, управляя портфелем, начиная от передовых дизельных и газовых двигателей до гибридных силовых агрегатов.
Джим окончил Университет Пердью со степенью бакалавра в области электротехники и вычислительной техники. В 2007 году он получил степень магистра делового администрирования в Университете Индианы.
Отдел новостей Cummins:
Образование и интеллектуальное лидерство
Джим Небергалл, генеральный директор подразделения водородных двигателей
Водород готов сыграть важную роль в мировом устойчивом энергетическом ландшафте. Ни один сектор не получит больше выгоды от использования зеленого водорода в качестве энергоносителя, чем сектор коммерческого транспорта. Когда люди думают о водороде для коммерческого транспорта, они часто думают об электрических батареях на топливных элементах. Однако двигатели внутреннего сгорания (ДВС) также являются жизнеспособным способом питания автомобиля водородом. Двигатели с водородным двигателем могут достичь тех же результатов, что и топливные элементы, с точки зрения сокращения выбросов парниковых газов, но с меньшими первоначальными инвестициями. Знакомство с двигателем может облегчить переход на водородные двигатели. Двигатели внутреннего сгорания более известны пользователям и производителям, чем автомобили на топливных элементах.
Экологические преимущества водородных двигателей
Водородные транспортные средства — будь то топливные элементы или двигатель внутреннего сгорания — работают на топливе с нулевым выбросом углерода: водороде. Но измерение CO2, образующегося на уровне «от скважины до колеса», немного сложнее. Это зависит от источника водорода и способа его получения. Традиционно производство водорода происходит в результате промышленного процесса, известного как паровая конверсия метана. Паровой риформинг метана приводит к выделению значительного количества CO2. Водород, полученный таким образом, известен как серый водород и используется в больших количествах в химической и нефтехимической промышленности.
К счастью, есть способ производить водород без CO2. Это называется электролиз. Процесс электролиза состоит в расщеплении молекул воды на водород и кислород с помощью электричества. Ресурсы, не содержащие CO2, такие как ветер, вода и солнечная энергия, производят эту электроэнергию. Транспортные средства, работающие на топливе, полученном в результате этого процесса, — зеленом водороде — практически не содержат CO2. Эти и другие экологические преимущества можно найти в водородных двигателях.
Экономические преимущества водородных двигателей
Водородные транспортные средства полезны для окружающей среды, но их владение и эксплуатация могут быть дорогими. Однако стоимость водородных транспортных средств и стоимость зеленого водорода быстро снижаются. Водородные автомобили с двигателем внутреннего сгорания могут стоить меньше, чем автомобили на топливных элементах. Они также могут быть дешевле, чем аккумуляторные электромобили аналогичного размера с эквивалентным запасом хода. Это потому, что они почти полностью идентичны по конструкции и конструкции обычным бензиновым и дизельным автомобилям. Их можно производить массово, используя одни и те же цепочки поставок и одни и те же фабрики. Таким образом, водородные двигатели могут принести пользу сегодняшней формирующейся водородной экономике.
Ожидается, что стоимость производства и закупки зеленого водорода продолжит снижаться. Это произойдет по мере развития технологии электролиза и введения государственных норм и стимулов. В долгосрочной перспективе стоимость 1,5 доллара за килограмм водорода может быть вполне достижимой. В США Hydrogen Shot Министерства энергетики стремится снизить стоимость чистого водорода на 80% до 1 доллара за 1 килограмм за 1 десятилетие («1 1 1»). В некоторых областях стоимость самого водорода уже удивительно низка. В Норвегии, например, недавние проекты по производству зеленого водорода сообщают о затратах всего от 3,5 до 4,5 долларов за килограмм водорода. Это эквивалентно от 30 до 40 долларов США за миллион британских тепловых единиц (БТЕ) — меньше, чем цены на природный газ, достигнутые в последнее время на европейских рынках. Важно отметить, что динамика ценообразования на водород и природный газ различается в зависимости от региона.
В Европе одно правило предназначено для производителей транспортных средств средней и большой грузоподъемности. Это потребует от производителей обеспечить, чтобы к 2030 году продаваемые ими грузовики выбрасывали на 30% меньше CO2, чем нынешние грузовики. Этот регламент может побудить OEM-производителей активно поддерживать внедрение водородных двигателей внутреннего сгорания. Водородные грузовики должны быть оценены для продажи. Некоторые OEM-производители также могут внести свой вклад в создание инфраструктуры производства и распределения водорода. Это можно сравнить с тем, как некоторые производители аккумуляторных электромобилей строят зарядные станции вдоль основных дорог.
Существуют различные программы поощрения и субсидирования использования водорода в законодательных и нормативных документах по всему миру. Например, Европейский Союз планирует обновить свои минимальные требования к налогообложению энергии. Цель состоит в том, чтобы установить минимальный налог на продажу низкоуглеродного водорода. Стоимость моторного топлива составит 0,15 евро за гигаджоуль, или около 2 центов за галлон бензинового эквивалента. Это примерно в сто раз меньше, чем минимальный налог на топливо, применимый к бензину при? 10,75 евро за гигаджоуль или около 1,3 евро за галлон. Такая политика может быстро сократить разрыв в стоимости между водородом и традиционными видами топлива.
Водородные двигатели привносят знакомую технологию
Водородные двигатели являются идеальной переходной технологией к безуглеродному транспорту. На бумаге автомобили на топливных элементах могут быть более эффективными, чем автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Поэтому для большинства применений водородные топливные элементы должны быть предпочтительнее водородных двигателей. В долгосрочной перспективе, вероятно, так оно и есть. В ближайшем будущем водородные двигатели станут более практичным вариантом для многих коммерческих транспортных средств. Технология топливных элементов быстро развивается, и владельцы автопарков редко хотят брать на себя риск, связанный с относительно новой технологией. Водородные двигатели внутреннего сгорания, напротив, основаны на знакомой технологии, известной своей надежностью. Водородные двигатели также могут интегрироваться в транспортное средство с любым изменением трансмиссии, трансмиссии или шасси. Это упрощает переход для владельцев. Они могут заменить двигатели и продолжить эксплуатацию автомобилей, которые они знают и которым доверяют.
Коммерческие автомобили с водородным двигателем все еще могут быть относительно дорогими, но они являются одним из лучших вариантов для предприятий, стремящихся сократить выбросы своего автопарка. Поскольку водород становится более доступным и доступным, стоимость эксплуатации водородного транспортного средства будет снижаться. Вы можете прочитать больше о том, как работают водородные двигатели и наиболее часто задаваемые вопросы.
Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.
Теги
Водород
Автобус
Тяжелые грузовики
Двигатели Cummins
Бизнес-сегмент двигателей
Никогда не пропускайте последние новости
Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.
Адрес электронной почты
Компания
Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):
Грузоперевозки
Автобус
Пикап
Строительство
Сельское хозяйство
Джим Небергалл (Jim Nebergall) — генеральный менеджер направления водородных двигателей в компании Cummins Inc. и возглавляет глобальные усилия компании по коммерциализации двигателей внутреннего сгорания, работающих на водороде. Водородные двигатели внутреннего сгорания — важная технология на ускоренном пути компании к обезуглероживанию.
Джим пришел в Cummins в 2002 году и занимал многочисленные руководящие должности в компании. В последнее время Джим был директором по стратегии и управлению продуктами в североамериканском бизнесе по производству двигателей для шоссейных дорог. Джим увлечен инновациями и посвятил свою карьеру в Cummins развитию технологий, улучшающих окружающую среду. Он расширил границы инноваций, ориентированных на клиента, чтобы позиционировать Cummins как ведущего поставщика силовых агрегатов, управляя портфелем, начиная от передовых дизельных и газовых двигателей до гибридных силовых агрегатов.
Джим окончил Университет Пердью со степенью бакалавра в области электротехники и вычислительной техники. В 2007 году он получил степень магистра делового администрирования в Университете Индианы.
Отдел новостей Cummins:
Образование и интеллектуальное лидерство
Джим Небергалл, генеральный директор подразделения водородных двигателей
Давление на тяжелую промышленность для достижения целей обезуглероживания возрастает. Существует несколько подходящих низкоуглеродных альтернатив для внедорожной техники. Сюда входят, среди прочего, экскаваторы, колесные погрузчики, тракторы и комбайны. Двигатели внутреннего сгорания на водороде — это простое решение, которое отвечает требованиям круглосуточного использования высокой энергии в сложных условиях.
Водородные двигатели внутреннего сгорания в сравнении с водородными топливными элементами
Водородные топливные элементы и двигатели внутреннего сгорания — это два способа приведения транспортных средств в действие с использованием водорода. Электромобили на топливных элементах (FCEV) преобразуют химическую энергию водорода в электрическую энергию с помощью «стека» топливных элементов. Полученное электричество приводит в действие электродвигатели и батареи, которые действуют как буфер. Водородные двигатели внутреннего сгорания (ДВС) работают так же, как и обычные двигатели внутреннего сгорания. Они сжигают топливо для получения тепловой и механической энергии. Вы можете узнать больше о дополнительных преимуществах технологий FCEV и ICE.
Почему для внедорожной техники следует рассматривать водородные двигатели?
Основным преимуществом водородных двигателей внутреннего сгорания является то, что они построены на знакомой архитектуре. Водородный ДВС может быть установлен в том же оборудовании, что и дизельный двигатель, с той же трансмиссией, системами охлаждения и гидравлическими системами. Методы технического обслуживания и затраты также сопоставимы с дизельными двигателями. Основным отличием, которое следует учитывать, является бортовая система хранения водорода, которую Cummins добавила в свой технологический портфель совместно с Cummins и NPROXX.
Двигатели внутреннего сгорания на водороде привлекательны для внедорожной техники. Они работают в сложных условиях с повышенным содержанием пыли в воздухе, сильными вибрациями и экстремальными температурами окружающей среды. Водородные ДВС также могут обезуглероживать внедорожные рабочие площадки благодаря сокращению выбросов углерода на 99%+ по сравнению с оборудованием, работающим на дизельном двигателе. Дополнительные преимущества водородных двигателей можно найти в секторе мобильности и транспорта.
Какие отрасли промышленности могут извлечь выгоду из водородных двигателей?
Водородный ДВС будет работать везде, где сегодня используются дизельные двигатели. По этой причине водородная энергетика может принести пользу широкому кругу вариантов использования внедорожных транспортных средств.
Те, кто работает в сельском хозяйстве, знакомы с использованием водорода в производстве аммиачных удобрений; однако они, возможно, не учитывали, какие преимущества водородные двигатели могут принести сельскохозяйственной технике. Водородный ДВС может удовлетворить требования самых сложных приложений. Водородный ДВС устойчив к экстремальным условиям эксплуатации и окружающей среды, наблюдаемым в сельском хозяйстве. Компания Versatile уже взяла на себя инициативу по интеграции 15-литрового водородного двигателя Cummins в свои тракторы.
Отрасли, которые требуют высоких коэффициентов нагрузки и высокой загрузки оборудования, сталкиваются с самой большой проблемой в поиске жизнеспособных решений с низким и нулевым выбросом углерода. Электромобили могут испытывать трудности при ежедневном использовании и будут испытывать длительные простои для подзарядки. С другой стороны, водород хорошо подходит для различных внедорожных применений в строительстве, сельском хозяйстве и горнодобывающей промышленности. Экскаваторы, колесные погрузчики и другое оборудование могут выиграть от быстрого времени дозаправки и дизельных характеристик, долговечности и надежности водородного ДВС.
Компания Cummins планирует предложить два водородных двигателя внутреннего сгорания, доступные в вариантах объемом 6,7 и 15 литров. Двигатели являются частью новой топливно-независимой платформы Cummins, где под прокладкой головки блока цилиндров двигатель для каждого типа топлива остается одинаковым. Использование этих платформ с низкоуглеродным и безуглеродным топливом поможет промышленным предприятиям значительно сократить выбросы парниковых газов в течение десятилетия. Унифицированность платформ сводит к минимуму изменения конструкции оборудования, что в конечном итоге снижает сложность интеграции для производителя оборудования.
Какие инвестиции в инфраструктуру будут способствовать внедрению водорода?
Инфраструктура заправки топливом является важнейшим элементом внедорожной техники. Водород хорошо подходит для легкого распределения, потому что его можно транспортировать в нужное место так же, как сегодня дизельное топливо. Водород обладает дополнительной гибкостью местного производства на месте с использованием электролизера с возобновляемой энергией. Кроме того, существующая инфраструктура природного газа может быть преобразована для транспортировки водорода с низкими затратами. Инвестиции в водородную экономику будут способствовать развитию инфраструктуры, необходимой для облегчения внедрения. В качестве примера прогресса недавно принятый Закон о снижении инфляции будет предлагать налоговые льготы для производства чистого водорода и станций заправки водородом в Соединенных Штатах.
Если вы хотите узнать больше о водородных двигателях, не забудьте также проверить наши ответы на часто задаваемые вопросы о водородных двигателях. Эти ответы охватывают такие темы, как различные варианты водородного топлива, выбросы и возможность интеграции природного газа в коммерческий парк.
Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.
Теги
Водород
Сельское хозяйство
Горнодобывающая промышленность
Cummins Engines
Никогда не пропускайте последние новости
Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.
Адрес электронной почты
Компания
Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):
Грузоперевозки
Автобус
Пикап
Строительство
Сельское хозяйство
Джим Небергалл (Jim Nebergall) — генеральный менеджер направления водородных двигателей в компании Cummins Inc. и возглавляет глобальные усилия компании по коммерциализации двигателей внутреннего сгорания, работающих на водороде. Водородные двигатели внутреннего сгорания — важная технология на ускоренном пути компании к обезуглероживанию.
Джим пришел в Cummins в 2002 году и занимал многочисленные руководящие должности в компании. В последнее время Джим был директором по стратегии и управлению продуктами в североамериканском бизнесе по производству двигателей для шоссейных дорог. Джим увлечен инновациями и посвятил свою карьеру в Cummins развитию технологий, улучшающих окружающую среду. Он расширил границы инноваций, ориентированных на клиента, чтобы позиционировать Cummins как ведущего поставщика силовых агрегатов, управляя портфелем, начиная от передовых дизельных и газовых двигателей до гибридных силовых агрегатов.
Джим окончил Университет Пердью со степенью бакалавра в области электротехники и вычислительной техники. В 2007 году он получил степень магистра делового администрирования в Университете Индианы.
Отдел новостей Cummins:
Образование и интеллектуальное лидерство
Пунит Сингх Джавар, генеральный директор подразделения Global Natural Gas
Существует много веских причин для перехода на автомобили с двигателями, работающими на природном газе, например, экономия денег на топливе и на транспортном средстве, лучшая способность прогнозировать эксплуатационные расходы и избежание проблем с холодной погодой.
Еще одна важная причина, по которой многие операторы автопарков вкладывают средства в автомобили, работающие на компримированном природном газе (СПГ), заключается в том, что они могут значительно снизить выбросы. Фактически, в Отчете о состоянии устойчивого парка транспортных средств за 2022 год было обнаружено, что 96 процентов опрошенных пользователей СПГ говорят, что автомобили, работающие на СПГ, не уступают дизельным и бензиновым двигателям или превосходят их по уровню выбросов.
Почему важно сокращать выбросы?
Автомобили являются незаменимым инструментом для многих предприятий. К сожалению, они могут вызывать загрязнение воздуха и способствовать изменению климата. Правильные обновления могут сократить выбросы как парниковых газов, так и обычных загрязняющих веществ, которые влияют на качество воздуха на местном уровне.
Для некоторых предприятий сокращение выбросов является вопросом реагирования на потребности своих клиентов. Компании по вывозу мусора, например, могут улучшить свою репутацию в сообществах, которые они обслуживают, используя более чистые и тихие грузовики. Компании, работающие по контракту со школьными автобусами, могут выделиться, используя автобусы, которые не загрязняют воздух вокруг школ во время посадки.
Некоторые компании также имеют более широкие экологические, социальные и управленческие цели, включая сокращение выбросов. Хотя модернизация по сокращению выбросов требует затрат, многие публичные компании разделяют мнение о том, что прогресс в области ESG повышает акционерную стоимость в долгосрочной перспективе.
В некоторых случаях сокращение выбросов зависит от соблюдения экологических норм. Порт Лос-Анджелеса, например, имеет строгие стандарты выбросов, которым должны соответствовать тягачи, обслуживающие порт.
Зачем выбирать природный газ для сокращения выбросов автопарка?
Существует несколько способов уменьшить выбросы парниковых газов автомобилем. Например, использование биотоплива — хороший способ сделать работу автомобиля более углеродно-нейтральной.
Существуют и другие способы очистки выхлопных газов автомобиля от NOx, твердых частиц и других загрязняющих веществ. Например, дизельные автомобили, оснащенные сажевым фильтром и каталитическим нейтрализатором, могут работать с минимальными выбросами. Когда вы переходите на двигатели, работающие на природном газе, вы можете делать и то, и другое.
Транспортные средства, работающие на природном газе, — это проверенная технология, которая существует уже несколько десятилетий. В Соединенных Штатах около трети всех транзитных автобусов, ежегодно выпускаемых, работают на природном газе. Помимо транзитных автобусов, есть много других примеров двигателей, работающих на природном газе, на грузовиках и автобусах.
Двигатели, работающие на природном газе, обладают многими преимуществами при транспортировке. Вы можете сократить выбросы обычных загрязняющих веществ своим автопарком и снизить уровень парниковых газов. Природный газ также, как правило, значительно дешевле нефтяного топлива, поэтому переход на двигатели, работающие на природном газе, дает немедленную экономическую выгоду.
На протяжении 2021 года СПГ сохранял явное преимущество в цене и относительную стабильность цен по сравнению с волатильностью цен на дизельное топливо. Стоимость СПГ на общественных заправочных станциях выросла в среднем примерно на 3%, тогда как цены на дизельное топливо выросли почти на 19% по всей стране и были в среднем на 25% выше, чем цена СПГ на основе DGE (эквивалент дизельного галлона). Следовательно, стоимость топлива была основным преимуществом пользователей СПГ в ежегодном опросе State of Sustainable Fleets, при этом 79% респондентов назвали более низкую стоимость преимуществом.
Каких результатов следует ожидать от двигателей, работающих на природном газе?
При обновлении парка старых автомобилей вы можете рассчитывать на сокращение выбросов парниковых газов.
Например, новый транзитный автобус, оснащенный двигателем Cummins L9N, работающим на природном газе, обычно имеет на 11 % меньше выбросов парниковых газов, чем старый дизельный автобус. (Если старый автобус заменить новым автобусом с дизельной версией двигателя L9N, выбросы сократятся всего на 6%). Замена среднего парка, состоящего из 100 транзитных автобусов, на автобусы, работающие на природном газе, может в среднем сократить выбросы CO2 примерно на 1300 тонн в год. Это эквивалентно снятию с дорог 280 автомобилей.
При использовании возобновляемого природного газа (RNG) сокращение выбросов парниковых газов может быть еще больше. Возобновляемый природный газ производится в основном с использованием метана, который образуется в результате разложения органических отходов. Это может включать свалочный газ или метан, улавливаемый очистными сооружениями или сельскохозяйственными отходами.
Использование ГСЧ снижает общий показатель углеродоемкости, поскольку ГСЧ производится из метана, который в противном случае был бы выделен в газообразное состояние. Улавливание этих газов предотвращает их попадание в атмосферу и значительно снижает общий показатель эффективности. Он может даже снизить углеродоемкость ниже нуля в зависимости от исходного сырья ГСЧ. Возобновляемый природный газ функционально идентичен природному газу, полученному из ископаемых ресурсов. Смешивание ископаемого природного газа даже с небольшими количествами ГСЧ может принести немедленную пользу для окружающей среды. И с каждым годом RNG становится все большим процентом всего CNG, используемого в Северной Америке, способствуя той роли, которую природный газ будет играть в нашем будущем возобновляемых источников энергии.
Неважно, почему вы планируете интегрировать автомобили, работающие на природном газе, в свой автопарк. Cummins предлагает ряд вариантов двигателей, работающих на сжатом природном газе, для выполнения самых тяжелых работ.
Никогда не пропустите последние новости и будьте впереди. Зарегистрируйтесь ниже, чтобы получать последние новости о технологиях, продуктах, отраслевых новостях и многом другом.
Теги
Природный газ
Бизнес-сегмент двигателей
Тяжелые грузовики
Автобус
Не пропустите последние новости
Будьте в курсе последних новостей о новых технологиях, продуктах, отраслевых тенденциях и новостях.
Адрес электронной почты
Компания
Присылайте мне последние новости (отметьте все подходящие варианты):
Грузоперевозки
Автобус
Пикап
Строительство
Сельское хозяйство
Пунит Сингх Джавар является генеральным директором глобального газового бизнеса Cummins Inc. В этой должности он отвечает за концепцию продукта, финансовое управление и общую эффективность газового бизнеса. За свою 14-летнюю карьеру в Cummins Джавар наладил успешные отношения с рядом крупнейших клиентов Cummins. Джавар имеет обширный международный опыт работы на Ближнем Востоке, в Индии, Европе и США.
Куда уходит энергия: автомобили с бензиновым двигателем
Только около 12–30% энергии топлива, которое вы заправляете в обычном автомобиле, используется для его движения по дороге, в зависимости от ездового цикла. Остальная энергия теряется из-за неэффективности двигателя и трансмиссии или используется для питания аксессуаров. Таким образом, потенциал повышения эффективности использования топлива с помощью передовых технологий огромен.
- Комбинированный
- Город
- Шоссе
Потребность в энергии на этой диаграмме оценивается для движения по городу с частыми остановками с использованием процедуры испытаний FTP-75 Агентства по охране окружающей среды.
В транспортных средствах с бензиновым двигателем большая часть энергии топлива теряется в двигателе, в основном в виде тепла. Меньшее количество энергии теряется из-за трения в двигателе, нагнетания воздуха в двигатель и из него и неэффективного сгорания.
Передовые технологии, такие как регулирование фаз газораспределения и подъема (VVT&L), турбонаддув, непосредственный впрыск топлива и отключение цилиндров, могут использоваться для снижения этих потерь.
Дизельные двигатели по своей природе имеют меньшие потери и, как правило, на одну треть более эффективны, чем их бензиновые аналоги. Последние достижения в области дизельных технологий и видов топлива делают дизели более привлекательными.
подробнее…
Энергия теряется в трансмиссии и других частях трансмиссии. Такие технологии, как автоматизированные механические коробки передач (АМТ), коробки передач с двойным сцеплением, блокировки и бесступенчатые трансмиссии (вариаторы), могут уменьшить эти потери.
Электрические аксессуары, такие как обогреватели сидений и рулевого колеса, фары, стеклоочистители, навигационные и развлекательные системы, требуют энергии и меньшей экономии топлива.
Потери от аксессуаров, таких как электрические дверные замки и сигнальные лампы, ничтожны, а потери от обогревателей сидений и рулевого колеса и вентиляторов климат-контроля более значительны.
Водяной насос, топливный насос, масляный насос, система зажигания и система управления двигателем используют энергию, вырабатываемую двигателем.
Потери при торможении
Каждый раз, когда вы используете тормоза в обычном транспортном средстве, энергия, первоначально используемая для преодоления инерции и движения транспортного средства, теряется в виде тепла из-за трения в тормозах.
Меньше энергии используется для движения более легкой машины. Таким образом, при торможении более легкого автомобиля тратится меньше энергии. Вес можно уменьшить за счет использования легких материалов и облегченных технологий.
Гибриды, подключаемые гибриды и электромобили используют рекуперативное торможение для восстановления части энергии торможения, которая в противном случае была бы потеряна.
подробнее…
Сопротивление ветру (аэродинамическое сопротивление)
Транспортное средство тратит энергию на то, чтобы убрать воздух с пути, когда движется по дороге — меньше энергии на низких скоростях и больше на увеличении скорости.
Это сопротивление напрямую связано с формой и передней частью автомобиля. Более гладкие формы транспортных средств уже значительно снизили лобовое сопротивление, но возможно дальнейшее снижение на 20–30%.
подробнее…
Сопротивление качению
Сопротивление качению — это сила сопротивления, вызванная деформацией шины при качении по плоской поверхности.
Новые конструкции шин и материалы могут снизить сопротивление качению. Для автомобилей снижение сопротивления качению на 5–7 % увеличивает эффективность использования топлива на 1 %, но эти улучшения должны быть сбалансированы с учетом тяги, долговечности и шума.
подробнее…
Транспортное средство тратит значительное время на холостой ход при вождении по городу (движение с частыми остановками), используя энергию для запуска двигателя и питания водяного насоса, гидроусилителя руля и других аксессуаров.
Интегрированные системы стартера/генератора (ISG), подобные тем, которые используются в гибридах, устраняют работу на холостом ходу, выключая двигатель, когда автомобиль останавливается, и перезапуская его при нажатии на педаль акселератора.
Потребность в энергии на этой диаграмме оценивается для процедуры теста EPA Highway Fuel Economy Test (движение по шоссе со средней скоростью около 70 км/ч без промежуточных остановок).
В автомобилях с бензиновым двигателем большая часть энергии топлива теряется в двигателе, в основном в виде тепла. Меньшее количество энергии теряется из-за трения в двигателе, нагнетания воздуха в двигатель и из него и неэффективного сгорания.
Передовые технологии, такие как регулирование фаз газораспределения и подъема (VVT&L), турбонаддув, непосредственный впрыск топлива и отключение цилиндров, могут использоваться для снижения этих потерь.
Дизельные двигатели по своей природе имеют меньшие потери и, как правило, на одну треть более эффективны, чем их бензиновые аналоги. Последние достижения в области дизельных технологий и видов топлива делают дизели более привлекательными.
подробнее…
Энергия теряется в трансмиссии и других частях трансмиссии. Такие технологии, как автоматизированные механические коробки передач (АМТ), коробки передач с двойным сцеплением, блокировки и бесступенчатые трансмиссии (вариаторы), могут уменьшить эти потери.
Электрические аксессуары, такие как обогреватели сидений и рулевого колеса, фары, стеклоочистители, навигационные и развлекательные системы, требуют энергии и меньшей экономии топлива.
Потери от аксессуаров, таких как электрические дверные замки и сигнальные лампы, ничтожны, а потери от обогревателей сидений и рулевого колеса и вентиляторов климат-контроля более значительны.
Водяной насос, топливный насос, масляный насос, система зажигания и система управления двигателем используют энергию, вырабатываемую двигателем.
Потери при торможении
Каждый раз, когда вы используете тормоза в обычном транспортном средстве, энергия, первоначально используемая для преодоления инерции и движения транспортного средства, теряется в виде тепла из-за трения в тормозах.
Для движения более легкого автомобиля требуется меньше энергии. Таким образом, при торможении более легкого автомобиля тратится меньше энергии. Вес можно уменьшить за счет использования легких материалов и облегченных технологий.
Гибриды, подключаемые гибриды и электромобили используют рекуперативное торможение для восстановления некоторой энергии торможения, которая в противном случае была бы потеряна.
подробнее…
Сопротивление ветру (аэродинамическое сопротивление)
Транспортное средство тратит энергию на то, чтобы убрать воздух с пути, когда движется по дороге — меньше энергии на низких скоростях и больше на увеличении скорости.
Это сопротивление напрямую связано с формой и передней частью автомобиля. Более гладкие формы транспортных средств уже значительно снизили лобовое сопротивление, но возможно дальнейшее снижение на 20–30%.
подробнее…
Сопротивление качению
Сопротивление качению — это сила сопротивления, вызванная деформацией шины при качении по плоской поверхности.
Новые конструкции шин и материалы могут снизить сопротивление качению. Для автомобилей снижение сопротивления качению на 5–7 % увеличивает эффективность использования топлива на 1 %, но эти улучшения должны быть сбалансированы с учетом тяги, долговечности и шума.
подробнее…
Движение по шоссе практически не требует работы на холостом ходу. Ездовой цикл EPA по шоссе (HWFET) не включает холостой ход.
Потребность в энергии на этой диаграмме оценивается для 55 % движения по городу и 45 % движения по шоссе. См. оценки для движения по городу и шоссе для получения дополнительной информации.
В транспортных средствах с бензиновым двигателем большая часть энергии топлива теряется в двигателе, в основном в виде тепла. Меньшее количество энергии теряется из-за трения в двигателе, нагнетания воздуха в двигатель и из него и неэффективного сгорания.
Передовые технологии, такие как регулирование фаз газораспределения и подъема (VVT&L), турбонаддув, непосредственный впрыск топлива и отключение цилиндров, могут использоваться для снижения этих потерь.
Дизельные двигатели по своей природе имеют меньшие потери и, как правило, на одну треть более эффективны, чем их бензиновые аналоги. Последние достижения в области дизельных технологий и видов топлива делают дизели более привлекательными.
подробнее…
Энергия теряется в трансмиссии и других частях трансмиссии. Такие технологии, как автоматизированные механические коробки передач (АМТ), коробки передач с двойным сцеплением, блокировки и бесступенчатые трансмиссии (вариаторы), могут уменьшить эти потери.
Электрические аксессуары, такие как обогреватели сидений и рулевого колеса, фары, стеклоочистители, навигационные и развлекательные системы, требуют энергии и меньшей экономии топлива.
Потери от аксессуаров, таких как электрические дверные замки и сигнальные лампы, ничтожны, а потери от обогревателей сидений и рулевого колеса и вентиляторов климат-контроля более значительны.
Водяной насос, топливный насос, масляный насос, система зажигания и система управления двигателем используют энергию, вырабатываемую двигателем.
Потери при торможении
Каждый раз, когда вы используете тормоза в обычном транспортном средстве, энергия, первоначально используемая для преодоления инерции и движения транспортного средства, теряется в виде тепла из-за трения в тормозах.
Меньше энергии используется для движения более легкой машины. Таким образом, при торможении более легкого автомобиля тратится меньше энергии. Вес можно уменьшить за счет использования легких материалов и облегченных технологий.
Гибриды, подключаемые гибриды и электромобили используют рекуперативное торможение для восстановления части энергии торможения, которая в противном случае была бы потеряна.
подробнее…
Сопротивление ветру (аэродинамическое сопротивление)
Транспортное средство тратит энергию на то, чтобы убрать воздух с пути, когда движется по дороге — меньше энергии на низких скоростях и больше на увеличении скорости.
Это сопротивление напрямую связано с формой и передней частью автомобиля. Более гладкие формы транспортных средств уже значительно снизили лобовое сопротивление, но возможно дальнейшее снижение на 20–30%.
подробнее…
Сопротивление качению
Сопротивление качению — это сила сопротивления, вызванная деформацией шины при качении по плоской поверхности.
Новые конструкции шин и материалы могут снизить сопротивление качению. Для автомобилей снижение сопротивления качению на 5–7 % увеличивает эффективность использования топлива на 1 %, но эти улучшения должны быть сбалансированы с учетом тяги, долговечности и шума.
подробнее…
Транспортное средство тратит значительное время на холостой ход при вождении по городу (движение с частыми остановками), используя энергию для запуска двигателя и питания водяного насоса, гидроусилителя руля и других аксессуаров. Однако вождение по шоссе почти не включает холостой ход.
Интегрированные системы стартера/генератора (ISG), подобные тем, которые используются в гибридах, устраняют работу на холостом ходу, выключая двигатель, когда автомобиль останавливается, и перезапуская его при нажатии на педаль акселератора.
Примечание. Потребление энергии и потери варьируются от автомобиля к автомобилю. Эти оценки приведены для иллюстрации общих различий в потоке энергии в различных типах транспортных средств во время разных ездовых циклов.
Оценка потребности в энергии основана на анализе более 100 автомобилей, проведенном Национальной лабораторией Ок-Ридж с использованием файлов данных списка тестовых автомобилей Агентства по охране окружающей среды.
Томас, Дж. 2014. Эффективность трансмиссии ездового цикла и тенденции, полученные на основе результатов динамометрии транспортных средств Агентства по охране окружающей среды. САЕ Интерн. Дж. Пассенг. Автомобили — Мех. Сист. 7(4):2014, doi:10.4271/2014-01-2562.
Баглионе, М., М. Дьюти и Г. Панноне. 2007. Методология анализа энергии автомобильной системы и инструмент для определения энергоснабжения и потребности в подсистеме транспортного средства. Технический документ SAE 2007-01-0398, 2007 Всемирный конгресс SAE, Детройт, Мичиган, апрель.
Bandivadekar, A., K. Bodek, L. Cheah, C. Evans, T. Groode, J. Heywood, E. Kasseris, M. Kromer и M. Weiss. 2008. В дороге в 2035 году: сокращение потребления нефти транспортом и выбросов парниковых газов. Лаборатория энергетики и окружающей среды Массачусетского технологического института, отчет № LFEE 2008-05 RP, Кембридж, Массачусетс.
Баглионе, м. 2007. Разработка методологий системного анализа и инструментов для моделирования и оптимизации эффективности транспортных средств. Кандидат наук. Диссертация. Университет Мичигана.
Карлсон, Р., Дж. Уишарт и К. Штутенберг, К. 2016. Оценка вспомогательных нагрузок транспортного средства на дороге и с помощью динамометра. САЕ Интерн. J. Топливная смазка. 9(1):2016, doi:10.4271/2016-01-0901.
Родс К., Д. Кок, П. Сохони, Э. Перри и др. 2017. Оценка влияния вспомогательных электрических нагрузок на экономию топлива гибридного электромобиля. Технический документ SAE 2017-01-1155, doi: 10.4271/2017-01-1155.
Этот веб-сайт администрируется Окриджской национальной лабораторией Министерства энергетики США и Агентства по охране окружающей среды США.
Этот веб-сайт администрируется Национальной лабораторией Ок-Ридж для Министерства энергетики США и Агентства по охране окружающей среды США.
Газовые двигатели | ИННИО Дженбахер | 0,3–10 МВт
Газовые двигатели INNIO Jenbacher доступны в диапазоне электрической мощности 0,3–10,0 МВт для отдельной генераторной установки. Газовые двигатели Jenbacher известны своей надежной работой в сложных условиях и сложных топливных газах. Газовые двигатели Jenbacher производятся в городе Йенбах, Австрия, в Тироле. Газовый двигатель Jenbacher предназначен для работы исключительно на различных типах газа и для различных применений. Jenbacher лидирует в области инноваций газовых двигателей за последние 50 лет, разработав, в том числе:
- Философия управления LEANOX
- Первый в мире 20-цилиндровый газовый двигатель
- Первый в мире 24-цилиндровый газовый двигатель
- Первый в мире газовый двигатель с двойным турбокомпрессором
- Высокоэффективная концепция 4-й серии
- Программное обеспечение для удаленного мониторинга и диагностики MyPlant®
Акцент на газообразном топливе обеспечивает высочайший уровень эффективности и надежности генераторов на рынке. Двигатель был разработан в вариантах, подходящих для широкого спектра различных применений, включая природный газ, биогаз, газы угольных пластов и попутный нефтяной газ. Благодаря более чем пятидесятилетнему опыту работы с газовыми двигателями по всему миру установлены тысячи двигателей Jenbacher.
Диапазон электрической мощности
Генераторы с газовым двигателем охватывают диапазон электрической мощности от 249 до 10 000 кВт:
- Тип 2 (249–330 кВт и )
- Тип 3 (499–1063 кВт и )
- Тип 4 (844–1489 кВт и )
- Тип 6 (1600–4400 кВт и )
- Тип 9 (10 400 кВт и )
Ready for Hydrogen
Являясь ключевым фактором и неотъемлемой частью перехода к нулевому потреблению энергии, INNIO Jenbacher запустила линейку двигателей «Ready for h3». Газовые двигатели Jenbacher Type-4 теперь доступны как двигатели «Ready for h3», способные работать на 100% водороде
С 2022 года все остальные газовые двигатели INNIO Jenbacher будут предлагаться с опцией «Готовность к h3», способной работать на 25 % объема водорода в трубопроводном газе и иметь возможность легкого перевода с природного газа на 100 % работы водорода.
Основы работы с газовым двигателем
На изображении ниже показаны основные принципы работы стационарного газового двигателя и генератора, используемых для производства электроэнергии. Он состоит из четырех основных компонентов – двигателя, который работает на разных газах. Как только газ сгорает в цилиндрах двигателя, сила вращает коленчатый вал внутри двигателя. Коленчатый вал вращает генератор переменного тока, что приводит к выработке электроэнергии. Тепло от процесса сгорания выделяется из цилиндров. Это должно быть либо утилизировано и использовано в комбинированной конфигурации тепла и энергии, либо рассеяно через сбросные радиаторы, расположенные рядом с двигателем. Наконец, что немаловажно, существуют усовершенствованные системы управления, обеспечивающие надежную работу генератора.
Производство электроэнергии
Газовые двигатели Jenbacher могут быть сконфигурированы для производства:
- Только электроэнергии (выработка базовой нагрузки)
- Электроэнергия и тепло (когенерация / комбинированное производство тепла и электроэнергии – ТЭЦ)
- Электричество, тепло и охлаждающая вода (тригенерация / комбинированное производство тепла, электроэнергии и охлаждения — ТЭЦ)
- Электричество, тепло, охлаждение и высокосортный диоксид углерода (квадрациклы)
- Электроэнергия, тепло и высокосортный диоксид углерода (парниковая когенерация)
Газовые двигатели обычно используются в качестве стационарных установок непрерывного производства, но также могут работать в качестве пиковых электростанций и в теплицах, чтобы компенсировать колебания местного спроса или предложения электроэнергии. Они могут производить электроэнергию параллельно с местной электросетью, в автономном режиме или для выработки электроэнергии в отдаленных районах.
Энергетический баланс газового двигателя
Эффективность и надежность
Эффективность двигателей Jenbacher до 49,9 % обеспечивает выдающуюся экономию топлива и одновременно высочайший уровень экологических характеристик. Двигатели также зарекомендовали себя как очень надежные и долговечные во всех областях применения, особенно при использовании природного и биологического газа. Генераторы Jenbacher известны своей способностью постоянно генерировать номинальную мощность даже при переменных условиях газа.
Запатентованная система управления сжиганием обедненной смеси LEANOX®, установленная на всех двигателях Jenbacher, гарантирует правильное соотношение воздух/топливо при любых условиях эксплуатации, чтобы свести к минимуму выбросы выхлопных газов при сохранении стабильной работы. В сочетании с системой LEANOX® газовый смеситель Jenbacher уравновешивает колебания теплотворной способности, которые возникают в основном при использовании биогаза. Двигатели Jenbacher известны не только своей способностью работать на газах с чрезвычайно низкой теплотворной способностью, низким метановым числом и, следовательно, степенью детонации, но и на газах с очень высокой теплотворной способностью.
Возможные источники газа варьируются от низкокалорийного газа, получаемого при производстве стали, химической промышленности, древесного газа и пиролизного газа, получаемого при разложении веществ под действием тепла (газификации), свалочного газа, сточных вод, природного газа, пропана и бутана, которые имеют очень высокая теплотворная способность. Одним из наиболее важных свойств, связанных с использованием газа в двигателе, является детонационная стойкость, оцениваемая в соответствии с «метановым числом». Высокая стойкость к детонации Чистый метан имеет метановое число 100. В отличие от этого, бутан имеет число 10 и водородное число 0, которое находится в нижней части шкалы и, следовательно, имеет низкую стойкость к детонации. Высокая эффективность двигателей Jenbacher становится особенно полезной при использовании в ТЭЦ (комбинированное производство тепла и электроэнергии) или в системах тригенерации, таких как системы централизованного теплоснабжения, больницы, университеты или промышленные предприятия.