Что такое нагрузка на двигатель внутреннего сгорания

Электрификация MAHLE: сокращение выброса вредных веществ

Взгляд в будущее: использование электрооборудования сокращает выбросы CO2.

  • HOME
  • Новости и пресса
  • Актуальная информация

Электрификация автомобилей – усиливающаяся тенденция последних лет. Она привнесла значительный вклад в защиту окружающей среды и климата. Даже для классического силового агрегата выбросы CO2 могут быть уменьшены за счет использования различных систем электрификации. Этот результат обеспечивается не только поддержкой двигателя с помощью технологий турбонаддува, систем «стоп-старт» или гибридных силовых установок. Такие инструменты, как термоменеджмент и электрические вспомогательные компоненты, также влияют на объёмы выбросов.

MAHLE заботится об эффективности

Если говорить о производительности, даже малейшие улучшения в системе электрификации произведут мощное воздействие на работу современного двигателя внутреннего сгорания с традиционной электрической системой. Например, электрический привод обеспечивает более быстрый и точный контроль.

Простая замена пневматического регулятора давления наддува электрическим аналогом позволяет достичь сокращения выбросов СО2 на 2%. С 2009 года MAHLE успешно поставляет данные электрические компоненты для широкого спектра применения.

Кроме того: электрификация снимает нагрузку

Электрифицированные вспомогательные элементы еще больше поддерживают двигатель внутреннего сгорания: не допускают механических потерь, энергия для работы электрических вспомогательных элементов фактически бесплатна благодаря рекуперации (восстановлению энергии). Они работают вне зависимости от скорости двигателя и давления, так как сконструированы c небывалой точностью для соответствия специфическим требованиям. Приведем простой пример: главный электрический охлаждающий насос может практически полностью остановить поток охлаждающей жидкости во время прогрева двигателя просто оставаясь выключенным.

Перечислим главные преимущества:

· Двигатель внутреннего сгорания достигает оптимальной температуры быстрее.

· Количество выхлопных газов при холодном запуске значительно сокращается.

· После запуска работа охлаждающего насоса осуществляется в зависимости от условий вождения.

Все вместе приводит к сокращению выбросов CO2 на 5%.

MAHLE постоянно расширяет ассортимент электрических вспомогательных компонентов, таких как электрические охладительные насосы, компрессоры кондиционеров и другие инновационные решения. Согласно последним тенденциям, эти системы становятся все популярнее, в особенности вместе с электрической системой 48 Вольт.

Требуется: высококачественное управление темпеатурой

Что же касается термоменеджмента в автомобилях: работая над гибридными и электрическими автомобилями, инженеры сталкиваются с новыми вызовами. Например, литий-ионные батареи должны постоянно находиться в определенном температурном режиме. MAHLE – первопроходец в этой области: компания первой произвела хладагентную систему охлаждения батарей еще в 2009 году. А сегодня? Термоэлектрическое охлаждение батарей почти готово к серийному выпуску.

Однако температурный контроль компонентов двигателя является не единственным критическим фактором высоковольтных приложений. Еще одной важной задачей становится климат-контроль в кабине в то время, когда двигатель внутреннего сгорания отключен. Ассортимент продукции MAHLE включает необходимые решения: базовые системы, такие как высоковольтные обогреватели салона и электрические компрессоры кондиционеров.

MAHLE: лидер в борьбе за энергию

В одном можно быть уверенными на 100% — степень электрификации будет все больше возрастать в зависимости от класса автомобиля и чувствительности покупателя к цене. Не стоит забывать, что системы электрификации крайне важны для улучшения эффективности работы машины! И здесь MAHLE также обходит многих конкурентов: широчайший спектр изделий для термоменеджмента, электроприводов и вспомогательных компонентов. В частности, можно похвастаться наличием электрических трансмиссий и электроники в большом количестве устройств с давних пор. В контексте дальнейшей электрификации трансмиссий MAHLE уже предпринимает самые определенные и эффективные шаги.

Что такое нагрузка на двигатель внутреннего сгорания

Ссылка для цитирования этой статьи:

Дискин М.Е. Высокотемпературное охлаждение двигателей внутреннего сгорания на режимах частичных нагрузок // Вестник Евразийской науки, 2018 №2, https://esj.today/PDF/79SAVN218.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.

Высокотемпературное охлаждение двигателей внутреннего сгорания на режимах частичных нагрузок

Дискин Марк Евгеньевич
Кандидат технических наук
E-mail: markdiskin@yandex.ru

Аннотация. В системе охлаждения двигателей внутреннего сгорания большое значение имеет температура охлаждающей жидкости. Она влияет на количество теплоты, передаваемой от стенки к охлаждающей жидкости. Чем выше температура охлаждающей жидкости, тем меньше теплоты передается стенке и больше теплоты передается рабочему телу. Следовательно, высокотемпературное охлаждение двигателей внутреннего сгорания является эффективным средством улучшения параметров их работы.

Читать еще:  Двигатель fe6 расход топлива

По данным литературных источников рассмотрены плюсы и минусы перевода двигателей внутреннего сгорания на высокотемпературное охлаждение. Накопленный опыт эксплуатации дизелей с системами высокотемпературного охлаждения показывает, что их применение способствует повышению эффективного КПД ηе и снижению нагрузок наиболее теплонапряженных деталей за счет уменьшения колебаний их температур.

Но применение высокотемпературного охлаждения двигателей внутреннего сгорания на режиме номинальной мощности ограничено температурным уровнем деталей, обеспечивающих их работоспособность.

Предварительные расчеты на основе опубликованных экспериментальных данных показывают, что применение ВТО, обеспечивающей поддержание на всех режимах работы ДВС температуры наиболее нагретых деталей, ограждающих камеру сгорания на уровне температуры на режиме номинальной мощности, приводит к повышению эффективного КПД на режимах частичных нагрузок и значительному повышению требуемого давления в системе охлаждения.

Предложено, что система ВТО должна обеспечивать поддержание на всех режимах работы ДВС температуры наиболее нагретых деталей, ограждающих камеру сгорания на оптимальном уровне, обеспечивающем повышение эффективного КПД при допустимом уровне повышения давления в системе охлаждения, за счет ограничения допустимой температуры охлаждающей жидкости на режимах малых нагрузок.

Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания; высокотемпературное охлаждение; режим номинальной мощности; режим частичной нагрузки; эффективный КПД; давление в системе охлаждения


Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.

ISSN 2588-0101 (Online)
Уважаемые читатели! Комментарии к статьям принимаются на русском и английском языках.
Комментарии проходят премодерацию, и появляются на сайте после проверки редактором.
Комментарии, не имеющие отношения к тематике статьи, не публикуются.

Когенерационные установки на основе двигателей внутреннего сгорания

При использовании двигателей внутреннего сгорания (поршневых двигателей) возможна утилизация тепла смазочного масла, охлаждающей воды, а также выхлопных газов, как показано на рис.

В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) энергия химических связей топлива преобразуется в тепловую энергию в результате сжигания. Образующиеся при сгорании газы расширяются в цилиндре, приводя в движение поршень. Механическая энергия движения поршня передается маховику посредством коленчатого вала, а затем преобразуется в электроэнергию при помощи генератора переменного тока. Благодаря непосредственному преобразованию энергии высокотемпературного теплового расширения в механическую, а затем электрическую энергию двигатели внутреннего сгорания характеризуются наибольшим тепловым КПД (производством электроэнергии на единицу использованного топлива) среди одноступенчатых (первичных) двигателей. Как следствие, они отличаются и наименьшими удельными выбросами CO2 на единицу произведенной энергии.

Мощность существующих установок на основе двухтактных двигателей с низкими оборотами ( 1500 об./мин.) имеют мощность 3 МВтэ и обычно используются в качестве пиковых источников.

Наиболее распространенными типами двигателей внутреннего сгорания являются дизель, двигатель с искровым зажиганием и двухтопливный двигатель. Установки внутреннего сгорания могут использовать широкий диапазон видов газообразного и жидкого топлива, включая природный, попутный, и шахтный газы, газ, образующийся на полигонах ТБО, биогаз, продукты пиролиза, жидкое биотопливо, дизельное топливо, сырую нефть, тяжелый мазут, топливные эмульсии и отходы нефтепереработки.

Рисунок. Когенерационная установка на основе двигателя внутреннего сгорания

Как правило, стационарная ДВС-электростанция (т.е., станция, не являющаяся передвижным генератором) состоит из нескольких энергоблоков, работающих параллельно. Ряд независимо работающих установок в сочетании с высоким КПД в условиях неполной нагрузки обеспечивают надежность и гибкость энергоснабжения, позволяя наилучшим образом удовлетворять быстро меняющиеся потребности. Время запуска подобных систем из холодного состояния невелико по сравнению с аналогичной характеристикой парогазовых или паровых электростанций на угольном, нефтяном или газовом топливе. Запущенная система на основе ДВС способна оперативно реагировать на изменения нагрузки, при необходимости обеспечивая быструю стабилизацию параметров сети.

С двигателями внутреннего сгорания могут использоваться замкнутые системы водяного охлаждения, что делает водопотребление соответствующих электростанций крайне низким.

Компактная конструкция ДВС-систем делает их пригодными для организации распределенного производства тепла и электроэнергии в непосредственной близости от конечных потребителей в городских и промышленных районах. Это позволяет снизить связанные с распределением потери в трансформаторах, линиях электропередач и трубопроводах. Типичные потери в распределительных и передающих сетях при централизованном производстве электроэнергии составляют 5-8% произведенной энергии; потери тепла в муниципальных сетях централизованного теплоснабжения составляют менее 10%. Следует иметь в виду, что наибольшие потери имеют место в сетях низкого напряжения, а также в соединениях на уровне

Читать еще:  Глохнет двигатель на матизе на холостых оборотах

конечного потребителя. С другой стороны, производство электроэнергии на крупных централизованных электростанциях, как правило, является более эффективным.

Высокий КПД одноступенчатой генерации на основе ДВС в сочетании с относительно высокой температурой выхлопных газов и охлаждающей воды делает эту технологию идеальным решением для когенерации. Как правило, в выхлопных газах содержится около 30% энергии, выделяющейся при сжигании топлива, а в потоках охлаждающей воды — около 20%. Энергия выхлопных газов может быть утилизирована при помощи котла-утилизатора или теплобоменника, используемых для производства пара, горячей воды или горячего масла. Кроме того, горячие выхлопные газы могут быть непосредственно или косвенно (при помощи теплообменника) использованы в различных технологических процессах, например, для сушки. Потоки охлаждающей воды могут быть разделены на высокотемпературный и низкотемпературный контуры. Потенциал утилизации энергии воды зависит от минимальной температуры, отвечающей потребностям потребителя тепла. Потенциал охлаждающей воды может быть использован практически полностью в централизованной системе теплоснабжения с низкими температурами возврата. Утилизация тепла, отводимого при охлаждении двигателя, в сочетании с котлом-утилизатором энергии выхлопных газов и экономайзером, способна обеспечить использование (в форме электроэнергии и тепла) до 85% энергии жидкого топлива и до 90% энергии газообразного топлива.

Тепловая энергия может поставляться конечному потребителю, в зависимости от его потребностей, в форме пара (вплоть до перегретого пара с давлением до 20 бар), горячей воды или горячего масла. Тепло может также использоваться в абсорбционном процессе охлаждения для производства охлажденной воды.

Возможно также использование абсорбционных тепловых насосов для повышения температуры охлаждающей воды низкотемпературного контура до более высокого уровня, позволяющего использовать эту воду в системах централизованного теплоснабжения с высокой температурой возврата.

Для компенсации краткосрочных рассогласований между графиком потребностей в электроэнергии и тепле/холоде могут использоваться аккумуляторы горячей и холодной воды.

Типичный КПД (по отношению к энергии топлива) при использовании двигателей внутреннего сгорания для производства электроэнергии находится в диапазоне 40-48%; в схемах когенерации с эффективной утилизацией тепла КПД может достигать 85 — 90%. В схемах тригенерации необходимая гибкость может быть достигнута за счет поддержания запасов горячей и охлажденной воды, а также резервных (пиковых) мощностей — компрессорных холодильных установок и работающих за счет непосредственного сжигания топлива резервных водогрейных котлов.

Принципиальное решение об использовании когенерации и выбор конкретного метода определяются рядом факторов; даже предприятия с аналогичными потребностями в энергии не могут считаться абсолютно одинаковыми в этом отношении. Во многих случаях принципиальное решение о внедрении когенерации определяется следующими факторами:

  • принципиальным является наличие достаточных потребностей в тепле, отвечающих возможностям когенерации с точки зрения количества, температуры и т.п.;
  • наличие у предприятия базисной нагрузки, т.е. уровня, ниже которого потребление электроэнергии опускается редко;
  • сходный характер графиков потребностей в тепловой и электрической энергии;
  • соотношение цен на топливо и тарифов на электроэнергию, обеспечивающее экономическую эффективность когенерации;
  • высокий ожидаемый уровень загрузки (желательно более 4-5 тыс. час. работы при полной нагрузке в год).

В целом, применение когенерации оправдано на тех предприятиях, где имеются значительные потребности в тепле при температурах, соответствующих низкому или среднему давлению пара. При оценке потенциала производства с точки зрения когенерации важно убедиться в том, что нет оснований ожидать существенного сокращения потребностей в тепле. В противном случае эксплуатация системы, рассчитанной на производство избыточного тепла, окажется неэффективной.

Использование когенерационных систем на основе двигателей внутреннего сгорания может быть целесообразно на предприятиях, где выполняются следующие условия:

  • потребность в энергии носит циклический характер или не является постоянной;
  • существует потребность в паре низкого давления или горячей воде средней/низкой температуры;
  • требуется высокое значение соотношения электрической и тепловой энергии;
  • если доступен природный газ, предпочтительным является использование двигателей внутреннего сгорания на этом виде топлива;
  • если природный газ недоступен, могут использоваться дизельные двигатели на мазуте или сжиженном нефтяном газе;
  • при электрической нагрузке менее 1 МВтэ — искровое зажигание (доступны системы мощностью от 0,003 до 10 МВтэ);
  • при электрической нагрузке более 1 МВтэ — воспламенение от сжатия (доступны системы мощностью от 3 до 20 МВтэ).
Читать еще:  D5244t какой это двигатель

По материалам «Справочного документа по наилучшим доступным технологиям обеспечения энергоэффективности»

Статьи на данную тему:

Здесь мы можем разместить контактную информацию о Вашей компании и ссылку на Ваш сайт
Как разместить контактную информацию

Для того чтобы добавить описание энергосберегающей технологии в Каталог, заполните опросник и вышлите его на c пометкой «в Каталог».
Скачать опросник

Ремонт двигателя внутреннего сгорания: просто о сложном

Сибирский Филиал компании «Сумитек Интернейшнл» включает в себя не только головной офис в Красноярске, но и представительства в Абакане, Бодайбо, Братске, Еруде, Иркутске, Саган-Нуре, Улан-Удэ, Усть-Куте и Чите.

Кроме поставок техники брендов Komatsu, Komatsu Forest, Bomag, Sennebogen, на территории Сибирского Филиала «Сумитек Интернейшнл» осуществляется ее гарантийное и послегарантийное обслуживание. Филиал компании укомплектован всем необходимым сертифицированным оборудованием для оказания технической поддержки заказчикам. На складах всегда в наличии оригинальные масла, смазочные материалы и запасные части, необходимые для поддержания стабильной и эффективной работы машин. Парк сервисных автомобилей «Сумитек Интернейшнл» обеспечивает эффективное обслуживание клиентов. Специалисты своевременно выезжают на место для проведения диагностики и ремонта. Таким образом максимально сокращается время простоя техники. Квалифицированные механики компании проводят качественное сервисное обслуживание для поддержания работоспособности и исправности машин клиента.

Двигатель – «сердце» любой машины, ее средоточие сил и основная мышца. Если он выходит из строя, необходим квалифицированный ремонт. И такую процедуру невозможно провести самостоятельно: попробуйте-ка просто снять двигатель с карьерного самосвала Komatsu рабочим объемом 50 литров! А ведь спецтехника – это машины, которые работают в горнодобывающей отрасли, на карьерах, в строительной и дорожной сферах.

Ремонт двигателя спецтехники – одна из самых ответственных процедур. Квалифицированный ремонт двигателя предотвращает более серьезную поломку, экономит средства и время. В противном случае длительный период простоя может привести к серьезному нарушению сроков выполнения работ. Только обращение к надежному партнеру с безупречной репутацией и хорошей материально-технической базой может гарантировать своевременный и качественный ремонт и восстановление агрегата.

В своей работе мы используем только практический опыт, который наши сотрудники приобретают на площадках по всей России, где эксплуатируется техника ведущих мировых производителей. Сергей Зыков

Сервисно-технический центр «Сумитек Интернейшнл» в Сибирском Филиале предоставляет полный комплекс услуг по ремонту узлов и агрегатов техники и промышленных машин для карьерных, горных и строительных работ, располагая современным и постоянно растущим станочным парком (станки Rottler, Robbi различных модификаций). Ремонтная зона включает в себя цех металлообработки, агрегатного ремонта, моторный участок. Кроме капитального ремонта ДВС, на базе Филиала оказываются такие услуги, как: капитальные ремонты силовых передач, механизмов отбора мощности, ремонт гидравлических насосов, гидравлических цилиндров, ремонт гидромоторов, всех компонентов ходовой части, ремонт блоков цилиндров, коленчатых валов, головок блока цилиндров, ремонт штоков гидроцилиндров, шестерней ГРМ, ремонт шатунов, продлевая их рабочий ресурс на длительный срок. Отремонтированные компоненты ничем не уступают новым по качеству, зато позволяют экономить по сравнению с покупкой нового агрегата. В цехе напыления и обкатки ДВС при необходимости осуществляется сварка оборудования, обкатка ДВС без нагрузки и под нагрузкой, напыление блоков цилиндров: особая технология восстановления всех посадочных поверхностей блока до номинального размера с гарантированным послеремонтным ресурсом.

Компания постоянно инвестирует в новое оборудование, персонал и развитие для получения наилучших результатов.

С полным перечнем поставляемой техники Komatsu можно ознакомиться на сайте ООО «Сумитек Интернейшнл» или направить запрос в отдел продаж Сибирского Филиала.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector