Газопоршневые установки: Газопоршневые установки, электростанции, станции

Содержание

Газопоршневые установки Jenbacher в Москве

Группа компаний Хайтед более 16 лет занимается строительством «под ключ» систем собственной генерации. Газопоршневые электростанции поставляются нами как в составе решений «под ключ», так и отдельно, в виде базовых агрегатов (ГПУ без системы утилизации тепла и другого вспомогательного оборудования).​

Топливо для газопоршневых электростанций

На территории Казахстана наиболее эффективным и экономичным топливом для газопоршневых установок (мини ТЭЦ) являются магистральный природный газ и попутный нефтяной газ, однако в большинстве случаев оборудование способно работать также на других видах газа – биогазе, сжиженном природном газе или некоторых других. Возможность работы на требуемом газе уточняйте у менеджеров компании.

Варианты исполнения газопоршневых электростанций

Газовые электростанции в открытом исполнении применяются в случаях, когда энергоцентр размещается в существующем здании или в специально возводимом строении.

Выбор этого варианта позволяет получить ряд преимуществ:​

  1. Возможность использования уже имеющихся строений для сокращения затрат на строительство энергоцентра​
  2. Минимальный размер первоначальных вложений в закупку оборудования (цена на газопоршневую электростанцию в открытом исполнении ниже стоимости вариантов в кожухе или контейнере)
  3. Вариативность расположения как основного, так и вспомогательного оборудования
  4. Возможность установки и доустановки любого требуемого вспомогательного оборудования
  5. Удобство в эксплуатации и обслуживании

Газопоршневая установка в кожухе применяется для установки в помещении или на улице (в южных регионах) в тех случаях, когда шумоизоляция помещения является более дорогостоящим занятием, чем доплата за исполнение ГПУ в кожухе.​

Применяется с газопоршневыми электростанциями невысокой мощности (до 500 кВт). ​

Преимущества:

  1. Компактность
  2. Низкий уровень шума
  3. Полностью готовое к работе заводское решение
  4. Мобильность

Ограничения:

  1. Не все производители изготавливают ГПУ в кожухе
  2. Для проведения технического обслуживания необходимо предусмотреть место вокруг кожуха
  3. В условиях отрицательных температур и при желании установить электростанцию на улице, целесообразен выбор контейнерного исполнения ГПУ
  4. Обычно номинальная мощность таких ГПУ не более 500 кВт

Контейнерные газопоршневые электростанции (контейнерные мини ТЭС) – компактные и мобильные решения, которые позволяют запустить энергоцентр в минимальные сроки.

После получения контейнерной электростанции от поставщика вам необходимо лишь подключить вспомогательное оборудование и навесные элементы.​

Преимущества:

  1. Быстрый монтаж на объекте
  2. Легко переместить на другой объект
  3. Высокая заводская готовность
  4. Минимальные затраты на масштабирование
  5. Небольшая занимаемая площадь

Самарский офис ГК «Хайтед» занимается подбором и поставкой газовых электростанций для следующих регионов: Республика Башкортостан, Кировская область, Республика Марий Эл, Республика Мордовия, Нижегородская область, Оренбургская область, Пензенская область, Пермский край, Самарская область, Саратовская область, Республика Татарстан, Удмуртская Республика, Ульяновская область, Чувашская Республика.

Наш офис находится по адресу: ул. 22-го Партсъезда, д. 7А советского района г. Самара. Позвонив по номеру +7&nbsp(800)&nbsp200-41-28 Вас смогут проконсультировать любой из менеджеров Самарского офиса.

Наши специалисты обладают огромным опытом энергообеспечения нефтехимических и машиностроительных отраслей промышленности. А также предоставления сервисной поддержки дизельных электростанций и моторов.

Газопоршневая когенерационная установка

Jenbacher – газопоршневая электростанция производства INNIO Jenbacher & Waukesha Gas Engines (Австрия). Компания является крупнейшим поставщиком промышленных ГПУ в Европе. В настоящее время в России успешно эксплуатируются боле 1000 газовых станций когенерации суммарной мощностью 2 ГВт. ГПЭС в качестве топлива используют разные виды газа: пропан, бутан, попутный газ, биогаз и пр. Системы Йенбахер используются для тепло- и энергоснабжения промышленных предприятий, административных зданий, населенных пунктов. Оборудование востребовано в сфере добычи полезных ископаемых.

Достоинства

Модельный ряд ГПЭС Jenbacher включает 4 серии с мощностью двигателя от 330 до 4404 кВт. Достоинства оборудования:

  • запатентованная система сгорания газового топлива;
  • многофункциональная система управления;
  • низкий объем выбросов в атмосферу;
  • межсервисный интервал 80 тыс. часов;
  • общая КПД (тепло + электроэнергия) – не менее 88%;
  • низкий расход газа и масла.

Покупка и доставка ГПУ

В нашей компании можно заказать газопоршневые установки Jenbacher с доставкой и монтажом в любой регион РФ. Мы выполняем полное постпродажное обслуживание ГПЭС в соответствии с регламентом производителя. Наши преимущества: большой выбор по мощности и исполнению, оперативная доставка, низкие цены.

Газопоршневые установки в контейнерном исполнении в СПб

Современные инновационные методы и мастерство конструкторов, на сегодняшний день позволяют создавать контейнеры, которые вмещают в себе не только газопоршневые электростанции, но и систему управления этим оборудованием. Контейнеры – это специальные конструкции, изготовлены из стали, которые в свою очередь служат лучшим сопротивлением против внешних механических воздействий. Контейнеры газопоршневых установок выполнены из профилированного метала с толщиной листа от 2 до 4 мм.

Особенности и характеристики газопоршневых установок в контейнерном исполнении

Установить газопоршневую электростанцию не просто, важно знать особенности и тонкости этой конструкции. Стенки специальных контейнеров, предназначенных для этого оборудования,  выполнены в соответствии с размерами и особенностями агрегатов. Для того чтобы конструкция была более прочной и надежной, на них создают специальные уголки и так называемые ребра со стали. Преимуществом таких контейнеров являются их эксплуатационные характеристики, которые выдерживают температуру от +55 до -55 градусов.

Отверстия, которые имеют такие контейнеры, оборудованы специальными жалюзи для защиты их от воды и влаги. Конструкция контейнеров имеет специальный вывод для дымовых труб и электрических кабелей. Кроме этого, представленные на рынке газопоршневые установки в контейнерном варианте, соответствуют всем нормам и стандартам безопасности.

Тепловая защита и звукоизоляция контейнеров

Особенностью контейнеров для газопоршневых установок такого вида, является их температурная защита и звукоизоляция, что обеспечиваются стекловолоконными блоками. Использование именно этого материала, обусловлено его высокими огнеупорными характеристиками.


Контейнеры со всеми своими качествами и характеристиками имеют такой набор систем:

  • Защита персонала от удара электрическим током,
  • Пожарная сигнализация общей конструкции,
  • Контейнеры газопоршневых установок имеют современную систему пожаротушения,
  • Высокий уровень охранной сигнализации.

Контейнеры – это оборудование, которое предназначено для эксплуатации в сложных условиях с определенными технологическими требованиями и показателями. При таких характеристиках, они просто и быстро монтируются в необходимом месте, а также, оперативно запускаются в работу.

В сравнении с другими открытыми видами оборудования, контейнерный вид комплектации  имеет следующие преимущества:

  1. Контейнер – это законченный, совершенный и безопасный вид конструкции, спроектирован с соблюдением всех нормативных требований,
  2. Готовая конструкция, которая имеет все необходимые механизмы монтажа и подключения, что ускоряет запуск системы в эксплуатацию,
  3. Система и конструкция полностью соответствует всем техническим нормам и требованиям на мировом уровне,
  4. Контейнер оборудован специальным изолирующим отсеком для установки в нем панели управления и силовой части.

Качества, особенности и характеристики контейнеров полностью удовлетворяют все запросы и требования пользователей.

Газопоршневые электростанции (установки) «OMEGA» 100.

Серийные промышленные электростанции контейнерного типа серии OMEGA 100

Компания «Модульные котельные системы» разрабатывает и производит промышленные электростанции на базе газопоршневых двигателей ведущих мировых производителей в контейнерном исполнении с доступной электрической мощностью модуля до 4,4 МВт и напряжением до 10,5 кВ.

Газовые контейнерные электростанции мы поставляем под торговой маркой «OMEGA», серия 100:

Газопоршневые установки «OMEGA 100» являются самостоятельным полнокомплектным электрогенерирующим устройством, состоящим из газопоршневого двигателя и системы утилизации.

Установки применяются в качестве резервного, вспомогательного или основного источника электроэнергии на предприятиях, в строительстве, в административных и медицинских учреждениях, в аэропортах, гостиницах и т.

п. и могут работать как в автономном режиме, так и совместно с централизованными системами электроснабжения.

Каждый модуль «OMEGA 100» оснащен всеми необходимыми системами, такими как: система утилизации тепла, система аварийного охлаждения, система воздухообмена и система участия в каскаде.

Все электростанции «OMEGA» имеют стопроцентную заводскую готовность. Требуется лишь подключение к коммуникациям на месте. В большинстве случаев достаточно нескольких дней для подготовки к запуску электростанции.

Мощность: 50-4400 кВт Показать детали

Технические характеристики:

Общие параметры  
Электрическая мощность, МВт 0,4-4,3 0,33-4,4 0,054-0,55
Напряжение генератора, кВ 0,4 / 6,3 / 10,5 0,4 / 6,3 / 10,5 0,4
Частота, Гц 50 50 50
Тепловая мощность, МВт 0,427-4,164 0,371-4,087 0,079-0,648
Общая мощность, МВт 0,827-8,464 0,701-8,488 0,133-1,198
Электрический КПД, % 42,3-44,1 38,7-46,3 36,5-41,0
Тепловой КПД, % 45,2-42,7 43,6-43 53,5-48,3
Общий КПД, % 87,5-86,8 82,3-89,3 90,0-89,3
Параметры двигателя  
Тип топлива Газ Газ Газ
Модель двигателя TCG 2016 … TCG 2032 J208 … J624 E0834-E302 … E3262-LE202
Объем двигателя, л 21,9-271,8 16,6-149,7 4,6-25,8
Габаритные размеры
Длина, мм
Ширина, мм
Высота, мм
Прочие параметры
Климатическое исполнение УХЛ1
Срок службы, не менее лет 15

Специальный контейнер

Нашим конструкторским бюро для ГПУ «OMEGA» разработан специальный тяжелый контейнер. Его конструкция учитывает все основные мировые тенденции в области пакетирования газопоршневых установок. Контейнер рассчитан для размещения на нем верхнего модуля с различными системами, а также выхлопной трубы высотой до 10 м.

1. Жесткий каркас — в основе контейнера лежит жесткая каркасная конструкция и 2-миллиметровый гофрированный металл по периметру. Его задача — придать контейнеру максимальную жесткость, которая позволяет сделать установку по-настоящему мобильной, а контейнер – антивандальным.

2. Шумопоглощение — контейнер имеет совершенную систему звукоизоляции с применением звукоизолирующих мембран и перфорированного листа.

3. Оптимальные условия для двигателя — система напорного воздухообмена позволяет не только создать для двигателя оптимальные условия воздухоснабжения, но и максимально обезопасить его от пыли и прочих вредных факторов.

Концепция ALFA&OMEGA

Серия «OMEGA 100» полностью совместима со всей номенклатурой контейнерных котельных серии «ALFA». Их использование возможно в как в качестве пиковой, так и основной котельной.

Кроме котельной доступно использование различных дополнительных модулей «ALFA» – ИТП, аварийного дизельгенератора, топливохранилища и т.п. В результате, Вы получаете полностью независимый комплекс мини-ТЭЦ для основной выработки электроэнергии и тепла на природном газе и аварийной работы на жидком топливе.

Воспользуйтесь преимуществами газопоршневых установок:

  • Возможность полной независимости от центральной энергосети;
  • Быстрая окупаемость газовых электрогенераторов;
  • Снижение себестоимости тепла и электроэнергии;
  • Высокая удельная мощность при низком расходе топлива;
  • Постоянное, стабильное и надежное электро- и теплоснабжение вашего объекта.

Еще больше экономии

Отсутствие платы за проект. ГПУ «OMEGA» уже имеют всю необходимую документацию. В том числе паспорт и все необходимые сертификаты.

Экономия времени. Разработка конструкторской документации модулей «OMEGA» ведется нами постоянно. Поэтому сегодня мы имеем большую библиотеку готовых чертежей и можем приступать к производству модулей буквально на следующий день после подписания контракта.

Экономия площади. Модульная система, а также использование специальных контейнеров позволяет максимально компактно разместить оборудование в рамках энергоцентра. Например, у нас имеется много компоновочных решений, в том числе с установкой части систем на второй ярус генерирующего устройства. В условиях плотной промышленной застройки и значительной стоимости земли, этот фактор имеет немаловажное значение в вопросе снижения капитальных затрат.

Простые фундаменты. Использование жестких контейнеров и систем виброзащиты, позволяет максимально распределить нагрузки на фундамент от модулей газопоршневой установки. Это позволяет значительно упростить требования к устройству фундаментов для электростанции и непосредственно снизить стоимость строительства газопоршневой установки.


Электростанции «OMEGA» в жизни



Газопоршневая электростанция: принцип работы

Газопоршневая генераторная станция — это востребованное в промышленности силовое оборудование, которое может на время заменить основной источник электроэнергии или же обеспечить постоянное автономное электроснабжение. От газового электрогенератора могут запитываться электроприборы, инструменты, освещение, насосы, станки и многое другое.

Особенности газопоршневых генераторов

В газопоршневой установке превосходно сочетается доступность топлива, высокая производительность и экологичность. При работе силовое оборудование не выделяет столь большого количества вредных веществ, как дизельный или бензиновый генератор. Электростанция, работающая на газу, эффективна, и полностью окупает себя: при неполадках с электроснабжением производство, процессы в мастерской, да и просто комфортная жизнь в частном доме будут обеспечены в обычном режиме.

Газопоршневые электростанции считаются более энергоэффективными и экономичными по сравнению с бензиновыми и дизельными моделями. Они также экологичны и получили длительный срок службы: разница с аналогами составляет до 30%. Также они удобны при использовании в жилом доме или закрытом помещении: производят немного шума, к тому же при работе выделяют минимум вредных продуктов сгорания.

Высокий КПД в энергоустановках газопоршневого типа достигается за счёт технологии тригенерации, делающей их одновременно универсальными. Ведь помимо электроэнергии, генераторные установки производят горячую воду для нужд горячего водоснабжения или пар для систем отопления, а при необходимости они могут использоваться в качестве охлаждающих воду или воздух установок — достаточно установить дополнительное абсорбционное оборудование.

Как работает газопоршневой электрогенератор

Даже простейшая газовая электростанция обязательно комплектуется жидкостной системой охлаждения, представляющей собой закрытый контур с охлаждающим радиатором. Одной из особенностей газовых электростанций на двигателях внутреннего сгорания стало выделение тепловой энергии, объёмы которой больше, чем объёмы генерируемого электричества. Поэтому их относят к теплоэлектростанциям — ТЭЦ, обеспечивающим потребителей как электричеством, так и горячей водой для бытовых или производственных нужд.

Принцип работы газопоршневого генератора следующий:

  1. Газообразное топливо подаётся под давлением по топливопроводу к камерам сгорания двигателя.
  2. Необходимый для приготовления топливовоздушной смеси воздух нагнетается в систему турбокомпрессорами, а перед попаданием в камеры сгорания сжатый компрессором воздух охлаждается в интеркулере.
  3. Топливовоздушная смесь сгорает в камерах сгорания двигателя, приводя в движение коленчатый вал газового ДВС.
  4. Крутящий момент от двигателя передаётся на электрогенератор, который, вращаясь, вырабатывает электроэнергию.
  5. Система охлаждения двигателя попутно вырабатывает большое количество тепла.

Принцип работы газопоршневой электростанции аналогичен схеме работы дизельных энергоустановок — отличие заключается в типе основного топлива. Газопоршневые установки значительно мощнее, универсальнее, технологичнее и включают в комплектацию множество инженерных систем:

  • топливоснабжения и дымоудаления;
  • маслоснабжения и вентиляции;
  • пожарной и рабочей автоматики;
  • пожаротушения;
  • тепломеханики.

Газопоршневые электрогенераторные установки традиционно применяются для организации автономного электро- и теплоснабжения на удалённых объектах или в случаях, когда невозможно подключение к централизованным сетям.

Виды топлива для газовых электростанций

В зависимости от конкретной модификации, газопоршневая электростанция может эксплуатироваться на нескольких типах топлива:

  • Природном газе. Превосходный выбор для газифицированных районов — для работы достаточно подключить силовую станцию к газовой магистрали.
  • Сжиженном газе. Учитывая производительность газопоршневых электростанций и низкий расход топлива, для обеспечения их беспрерывной эксплуатации потребуется организация вместительного газгольдера.
  • ПНГ — попутном нефтяном газе. Его используют обычно в нефтегазодобывающих районах. Его применение требует тщательной настройки топливного оборудования генераторной установки.
  • Биогазе — одном из перспективных и недорогих видов топлива. Обычно для минимизации транспортных затрат газовые генераторные установки на двигателе внутреннего сгорания монтируются непосредственно в местах добычи биогаза — мусорных полигонах;
  • Неподготовленном попутном газе. Аналогично ПНГ, неподготовленный газ требует тонкой настройки топливной системы газовой электростанции. Иначе неизбежно снижение общего срока службы станции.
  • Свалочном газе. В основе этого газа лежит метан, который, как и магистральный газ, обеспечивает высокую производительность генераторной установки.

При выборе газопоршневой генераторной установки нужно заранее выбрать конкретный тип основного топлива. Невзирая на то, что перенастроить на газ другого типа можно электростанцию любой модели, неверный изначальный выбор газо-топливной смеси приведёт к повышению затрат, связанных с пуско-наладочными работами.

Как выбрать газопоршневой генератор

При выборе силового оборудования нужно учесть ряд моментов:

  1. Мощность генераторной установки. Для коттеджа или загородного дома достаточно генератора мощностью 10–15 кВт — они компактные и недорогие. Для крупных производственных площадок походят газопоршневые электростанции на 600 кВт и более — при расчёте учитывается, чтобы суммарная мощность потребителей составляла 35–60% от мощности генераторной установки.
  2. Тип топлива. Если на объект подведён магистральный газ, то лучше остановиться на нём в качестве основного топлива — это более безопасно для двигателя и эффективно экономически.
  3. Функции попутного горячего водоснабжения или отопления. Поскольку газовая энергоустановка на ДВС с турбонагнетателем — это ТЭЦ в миниатюре, её применение позволяет одновременно решить все вопросы с жизнеобеспечением объекта.

Промышленная газопоршневая электростанция от 600 кВт и более — это идеальное и экономически оправданное решение для организации автономного энергоснабжения в режиме 24/7 и одновременного отопления объекта.

Возможно, Вас также заинтересует статья про газопоршневые электростанции: особенности и обзор моделей.

Газопоршневые установки

Сердцем мини-ТЭЦ являются электрогенерирующие установки. В нашем случае – газопоршневые электроустановки(ГПУ). От выбора оборудования зависит многое – стоимость, надежность, стоимость обслуживания, простота и удобство эксплуатации. ГПУ является достаточно технологичным решением и представляет собой газовыйпоршневой двигатель внутреннего сгорания жестко совмещенным с электрогенератором на общей раме.

ГПУ могут работать на газах различных типов:
  • Природный газ Пропан
  • Факельный газ
  • Газ сточных вод
  • Биогаз
  • Газ мусорных свалок
  • Коксовый газ
  • Попутный газ

Основным назначением работы ГПУ является выработка электроэнергии (а также когенерация и тригенерация). Себестоимость произведенного при помощи газовой электростанции кВт может быть в 2 и более раз ниже себестоимости сетевой электроэнергии. Электрические КПД газопоршневых установок, в зависимости от мощности установки и производителя разнятся и колеблются от 35 до 42 %. Вторичным продуктом, делающим применение газопоршневых установок еще более выгодным, является использование тепла, выделяемого в процессе работы двигателя (когенерация). Это позволяет довести КПД использования топлива (газа) до 80-90%. Газопоршневые двигатели действуют по принципам Отто и Миллера и являются надежными и простыми в эксплуатации решениями. Кроме того прекрасную ремонтопригодность газопоршневых установок и простоту технического обслуживания обеспечивает отточенная годами конструкция поршневого двигателя внутреннего сгорания. Мощности газопоршневых установок колеблются от десятков кВт до десятков МВт.

Оптимальными по КПД и удельной стоимости являются электростанции от 100 до 2000 кВт. Именно поэтому, если потребность объекта в электроэнергии составляет, скажем 4 МВт, лучше установить на объект 2 ГПУ по 2 МВт, чем одну большую. По ряду технических причин рекомендуется «разбивать» требуемую мощность на еще большее количество установок.
Особенностью газопоршневых двигателей является то, что конструкционные особенности камеры сгорания не позволяют установкам работать при нагрузке менее 30% от номинала. В случае возникновения угрозы работы установок в режиме недогруза (т.е. при работе на нагрузке менее 30%), рекомендуется провести ряд мероприятий для увеличения нагрузки (установка дополнительных потребителей, установка резистивных потребителей и т. п.). Данный момент является критичным для установок большой единичной мощности.
Например, установки в 2 МВт единичной электрической мощности должны быть постоянно загружены на 600 кВт. При применении на таких мощностях двух установок единичной мощностью по 1 МВт минимальная допустимая нагрузка снижается до 330 кВт.

Несколько электростанций обеспечат более надежную работу системы – в случае выхода одной из станций на ТО объект не останется без источника электроснабжения, как было бы в случае установки одной ГПУ. В случае падения нагрузки на объекте менее половины от суммарной максимальной мощности в случае установки двух электростанций одна из них отключается, в то время, как при одной станции она продолжает работать.

Такой вариант:
  • Экономит моторесурс установок
  • одна работает, одна нет и суммарно они прослужат дольше, чем одна большей мощности.
  • Это приведет к экономии на техническом обслуживание.
  • Снижает потребление газа
  • больший двигатель требует больше газа для работы, нежели меньший.
  • Увеличивает КПД использования топлива.

Есть несколько вариантов расположения электростанции, у каждого есть свои параметры и требования:
Контейнер – в одном контейнере размещается только одна электростанция. Ориентировочные габариты контейнера для электростанции мощностью 1 МВт – 6000 х 2300 х 2700 + место под выхлопную трубу (площадка примерно 2*2 м) + по необходимости, дополнительные станции понижения/увеличения давления газа. Контейнер должен быть отдален от других строений на определенное расстояние (определяется при проектировании), обычно 5-20 м. Мини-ТЭЦ на базе контейнерны электростанций состоит из нескольких контейнерных блоков.

Отдельно стоящее здание. Здание должено быть отдалено от других строений на определенное расстояние (определяется при проектировании), обычно 10-20 м.

Пристроенное помещение. Пристройка с установками должна быть отделена от основного здания техническим помещением, в котором постоянно отсутствуют люди (помещение может быть как в самой пристройке, так и в основном здании). Установка в помещении (основном здании) Помещение с установками должно быть отделено от остальных помещений техническими помещениями (как по бокам, так и на этаж выше) в котором постоянно отсутствуют люди. Располагаться в подвальных и полуподвальных помещениях мини-ТЭЦ не может.

Акционерное Общество “Теплогазинжиниринг”, АО “ТГИ”
отопление, вентиляция, водоснабжение, МИНИ-ТЭЦ, газопоршневые установки.
полный спектр услуг, от проектирования до монтажа «под ключ».
410012, Россия, город Саратов,улица Челюскинцев, д. 182, оф. 1
т./ф.: +7 (8452) 26-55-16
т./ф.: +7 (8452) 50-58-88
схема проезда и дополнительная информация

Газопоршневая когенерационная установка, стоимость и цена в «Макс Моторс»

Последние пару десятилетий ситуация в сфере топливной энергетики нестабильна. Связано это с частными перебоями поставок топлива и снабжения энергией пользователей. Из-за данных проблем отрасль малой энергетики становится все более востребованной. Благоволит этому и процесс когенерации, который предполагает выработку электрической и тепловой энергии. Для того чтобы данный процесс был эффективным и безопасным используются газопоршневые когенерационные установки.

Суть и виды ГПУ

Газопоршневая установка – агрегат со сложной конструкцией, без которого невозможна работа малой ТЭЦ. За счет действия двигателя внутреннего сгорания, оборудование генерирует электрическую и тепловую энергию.

Оно бывает 3 видов:

  • газопоршневые;
  • паровые;
  • дизельные.

Экономически выгодными и наиболее безопасными считаются установки, работающие на базе газопоршневого двигателя.

Устройство оборудования

Газопоршневая когенерационная установка состоит из нескольких основных блоков:

  • 1 блок включает в себя газовый двигатель или поршень, работающий с источником энергии;
  • 2 блок – это электрогенератор, благодаря которому осуществляется генерация энергии двигателя в электрическую;
  • 3 блок предполагает систему утилизации тепла, принцип которой заключается в применении энергии горячих узлов;
  • 4 блок – система контроля и управления установкой, состоящая из рычагов и датчиков.

Благодаря автоматизации работы всех узлов ГПУ, можно добиться максимального уровня КПД, равного 90%.

На чем основана работа установки?

Газопоршневый генератор работает на газообразном топливе различных видов: можно использоваться биогаз или более сложное по структуре топливо. Принцип работы двигателя осуществляется в процессе генерации газа в электрическую и тепловую энергию. Они вырабатываются одновременно. Это является одним из главных преимуществ газопоршневых установок. Подобный принцип увеличивает эффективность выработки энергии мини ТЭЦ и снижает расходы на топливо. При этом на газопоршневые установки цена остается достаточно стабильной и доступной.

Систему работы генератора можно разделить на 7 этапов:

  • Подача газообразного топлива в систему.
  • Подача воздуха в турбонагнетатель.
  • Охлаждение воздушной массы и перегонка в топливную систему.
  • Смешение газа и воздуха для образования воздушно-топливной массы.
  • Сжигание топлива и выработка электрической энергии за счет вращения генератора с помощью двигателя.
  • Сбор полученной энергии, состоящей из горячего выхлопного газа.
  • Использование энергии: электрическая направляется по прямому назначению, а тепловая применяется в системах отопления, водоснабжения.

Газопоршневая установка вырабатывает больший объем тепла, нежели электроэнергии. Так, энергия, которую классические ТЭЦ выбрасывают в атмосферу, сохраняется и утилизируется в тепло, необходимое для различных нужд потребителей. Количество потерянной энергии в ГПУ сокращается с 40% до 5%.

Преимущества газопоршневых когенерационных установок

Эксплуатация ГПУ связана с их высокими техническими характеристиками. К основным достоинствам оборудования относят:

  • Высокий уровень эффективности и производительности.
  • Окупаемые затраты на покупку установки и топливо.
  • Надежные топливные камеры, которые отличаются устойчивостью (перед различным качеством топлива) и достаточными объемами.
  • Автоматизированная система работы и управления.
  • Возможность объединения нескольких установок для получения большей производительности.
  • Долговечность и износостойкость узлов.
  • Возможность восстановления и ремонта механизмов.
  • Большой модельный ряд с различными уровнями мощности.
  • Возможность производства и монтажа установок в зависимости от экономических, природных и производственных потребностей.

Применение ГПУ с технологией когенерации является экономически целесообразным. Сравнивая газопоршневые генераторы с турбинными и дизельными агрегатами, следует отметить такие нюансы:

  • Высокий уровень КПД электроэнергии.
  • Устойчивость перед различными условиями работы. КПД ГПУ не зависит от изменений температуры или давления.
  • Запуск поршневого двигателя можно производить множество раз. При этом старт в работе системы происходит в течение 1-2 минут.
  • Продолжительный срок службы – до 80 000 моточасов.
  • Минимум затрат на техническое обслуживание и проведение ремонтных работ.
  • Сокращение затрат на топливо.
  • Экологическая безопасность. Газопоршневые установки выделяют в 2 раза меньше углекислого газа и прочих вредных соединений в атмосферу.

Область применения ГПУ

Когенерационные газопоршневые установки используются для поставки тепловой и электрической энергии на различные объекты. Они незаменимы:

  • Для дополнения мощности основным источникам энергии.
  • Для обеспечения энергией домов и производственных объектов средней мощности. Так, при использовании нескольких установок в единой сети можно добиться большой эффективности КПД и обеспечить крупную сеть промышленных предприятий.
  • При осуществлении строительства, ремонта зданий, работе на шахтах.
  • В качестве резервного источника генерации энергии в сферах здравоохранения, образования, коммуникации, связи и транспорта.
  • Для поставки тепловой и электрической энергии на удаленные промышленные и жилые объекты.
  • ГПУ позволяют наладить систему бесперебойной подачи энергии на участках, где часто происходят сбои в работе основного источника.

В течение 15 лет компания «Макс Моторс» занимается продажей генераторов от марки INNIO Jenbacher, а также предлагает услуги по проектированию, строительству, монтажу, обслуживанию и ремонту ГПУ. В нашем распоряжении достаточно производственных мощностей и большой ассортимент оборудования для выполнения поставленных задач.

На газопоршневые установки стоимость остается вполне доступной, как и на прочее оборудование и комплектующие.

Газопоршневые электростанции | Цена/стоимость строительства газопоршневых электростанций российского производства под ключ в Екатеринбурге

Использование принципа когенерации позволяет потребителю застраховаться от перебоев в снабжении электроэнергии или ее недостатка при одновременном автономном теплообеспечении. Кроме того, строительство газопоршневой электростанции дает значительный экономический эффект – снижение затрат на тепло и электроэнергию до 2,8 раза.

Компания «УГК-Энергетика» осуществляет поставки газопоршневых установок от ведущих мировых производителей MWM (бывший Deutz), MTU, JCB, Guascor, GE Jenbacher, Tedom и AKSA (Турция). Специалисты «УГК-Энергетика» в зависимости от индивидуальных требований заказчика изготовят установки для газопоршневой электростанции как в блочно-модульном исполнении, так и стационарно, с проектной привязкой к уже существующему зданию или объекту. Возможен вариант размещения станции в быстровозводимых зданиях из легких металлоконструкций.

ООО «УГК-Энергетика» оказывает весь спектр работ и услуг по производству мини-ТЭЦ на основе газопоршневых установок:

  1. технико-экономическое обоснование газопоршневой электростанции;
  2. проектирование мини-ТЭЦ на основе газопоршневой установки по техническому заданию заказчика;
  3. поставки газопоршневых электростанций;
  4. работы по монтажу и пуско-наладке газопоршневой установки;
  5. обучение персонала заказчика правилам эксплуатации газопоршневой электростанции.

Основные технические характеристики газопоршневых установок от «УГК-Энергетика»:

  • энергетическая мощность: от 100 КВт до 5 МВт;
  • переменный трехфазный ток частотой 50 Гц, напряжением 0,4; 6,3; 10,5 кВ;
  • количество газопоршневых установок в комплекте – по желанию заказчика.

Газопоршневые электростанции от «УГК-Энергетика» работают в следующих режимах:

  • автономно,
  • параллельно (две и более газопоршневых установок),
  • параллельно с сетью.

В качестве топлива для газопоршневых электростанций от «УГК-Энергетика» используется природный газ по ГОСТ 5542-88 и попутный газ нефтяных месторождений.

Наши газопоршневые установки создают следующий уровень шума:

  • 100-109 Дб – при открытом исполнении на раме,
  • 70 Дб – с применением шумоизолирующего кожуха.

Для оформления заявки на газопоршневую электростанцию вам необходимо заполнить онлайн-форму опросного листа.

По всем остальным вопросам обращайтесь к нашим специалистам:

Екатеринбург Россия, СНГ E-mail
+7 (343) 272-31-80 8 (800) 201-71-60 [email protected]
+7 (343) 272-31-82   [email protected]
Двигатель

Поршни – обзор

3.2 Силовые установки на природном газе с поршневым двигателем

Поршневой двигатель или поршневой двигатель имеет долгую историю в производстве электроэнергии. Некоторые из самых первых угольных электростанций, построенных в 19 веке, использовали паровые поршневые двигатели для привода генераторов. Современные поршневые двигатели используются в основном на транспорте. Малогабаритные двигатели используются в отечественных транспортных средствах, а более крупные – в грузовых автомобилях, локомотивах и кораблях. Эквивалентные двигатели могут быть адаптированы для рынка производства электроэнергии. Что касается выходной мощности, размеры могут варьироваться от 0,5 кВт до 65 МВт.

Есть две основные категории поршневых двигателей, подходящих для выработки электроэнергии, двигатели с искровым зажиганием и двигатели с воспламенением от сжатия, но только первая из них может работать на природном газе. Двигатели с воспламенением от сжатия обычно работают на дизельном топливе. Также существуют разные циклы, в которых может работать поршневой двигатель. Два наиболее распространенных – это двухтактный и четырехтактный двигатель. Двигатели, использующие оба типа цикла, могут работать на природном газе.

Еще одна переменная – это соотношение воздуха и топлива в камере сгорания (цилиндре) двигателя. Некоторые работают с примерно стехиометрическим соотношением кислорода из воздуха и топлива, так что кислорода достаточно для сгорания всего топлива. Такие двигатели относят к двигателям с богатым горением. Эти двигатели, как правило, работают при высоких температурах сгорания, что может привести к образованию относительно высоких уровней оксидов азота, а также других загрязнителей. Альтернативой является двигатель, работающий на обедненной смеси, в котором гораздо больше воздуха (и кислорода), чем требуется для сгорания.Избыточный воздух приводит к более низким температурам сгорания в цилиндрах двигателя и снижению уровня загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателя. В нормальных условиях двигатель с обогащенным топливом обычно обеспечивает более высокий КПД, чем двигатель с обедненным газом. Однако современная конструкция двигателей, работающих на обедненной смеси, позволяет им достигать столь же высокого уровня эффективности при сохранении более низких уровней выбросов.

Как и в случае паротурбинных установок, работающих на природном газе, основным соображением охраны окружающей среды является NO x .Двигатели с интенсивным горением, работающие на природном газе, обычно требуют наличия какой-либо системы каталитического восстановления для удаления NO x и приведения уровня выбросов в соответствие с местными нормативами. Некоторые двигатели, работающие на обедненной смеси, могут соответствовать экологическим нормам без необходимости в дополнительных системах контроля выбросов. Двигатели также выделяют углекислый газ, но маловероятно, что применение технологии улавливания углерода в поршневых двигателях будет рентабельным, за исключением самых крупных установок.

Поршневые двигатели, работающие на природном газе, доступны мощностью от 0,5 кВт до примерно 6 МВт. Для электростанций большего размера обычно требуется несколько двигателей. Хотя могут быть созданы более крупные поршневые двигатели, они обычно работают на тяжелой нефти в качестве топлива, а не на природном газе. Скорость поршневого двигателя зависит от его размера. Двигатели, работающие на природном газе, могут быть либо высокоскоростными двигателями (1000–3000 об / мин), которые доступны мощностью от 0,5 кВт до 6 МВт, либо среднеоборотными двигателями (275–1000 об / мин), которые обычно начинаются с мощности 1 МВт.Более крупные двигатели с меньшей скоростью обычно более надежны и обычно выбираются для непрерывной работы. Там, где требуется прерывистая работа, часто будут выбираться более компактные высокоскоростные двигатели, потому что они, как правило, дешевле, хотя и менее надежны.

Использование двигателей, работающих на природном газе, для выработки электроэнергии разнообразно. Многие из них используются для приложений распределенной генерации, где они поставляют электроэнергию непосредственно местным потребителям. Некоторые из этих двигателей используются в режиме когенерации, в котором отработанное тепло двигателя используется для нагрева воды.Это может привести к очень высокой общей эффективности. Другое распространенное применение – резервная сеть, когда системы спроектированы таким образом, что они запускаются, как только происходит перерыв в электроснабжении. Двигатели, работающие на природном газе, также могут использоваться в сочетании с возобновляемыми источниками энергии, такими как энергия ветра или солнечная энергия, в приложениях типа микросетей, где они также используются в качестве резервного источника питания.

бензиновый двигатель | Британника

бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой.Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты. Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих портативных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана. В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых и цилиндровых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением.Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями. Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневым двигателям возвратно-поступательного действия. Основные компоненты поршневого двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века.Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума. Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня.Во время такта выпуска восходящий поршень вытесняет отработанные продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня – впуска, сжатия, мощности и выпуска – и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость. Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Экспериментальное исследование и анализ воспламенения от сжатия однородного заряда в двухтактном двигателе со свободным поршнем на JSTOR

Абстрактный

РЕФЕРАТ Настоящая работа посвящена экспериментальному исследованию воспламенения от сжатия однородного заряда в свободно колеблющемся двухтактном свободнопоршневом двигателе.Линейный генератор со свободным поршнем (FPLG), который разрабатывается в Немецком аэрокосмическом центре (DLR), представляет собой инновационный двигатель внутреннего сгорания для выработки электроэнергии. Эта концепция может, например, использоваться в гибридных электромобилях, в качестве вспомогательной силовой установки или в комбинированных теплоэнергетических установках. FPLG состоит из трех основных компонентов. В двухтактном блоке сгорания тепло выделяется за счет сжигания топливно-воздушной смеси, и поршень ускоряется. Затем эта энергия преобразуется в электрическую во втором компоненте, линейном генераторе.Эта подсистема состоит из электромагнитных катушек в качестве статора и постоянных магнитов в качестве движителя. Двигатель жестко соединен с поршнем сгорания. Третий компонент, пневматическая пружина, служит промежуточным накопителем энергии и меняет движение поршня, замедляя его. При таком расположении поршень свободно колеблется между камерой сжатия блока сгорания и пневматической пружиной без механической связи, такой как коленчатый вал. Из-за свободного движения поршня верхняя и нижняя мертвые точки и, следовательно, например, степень сжатия больше не фиксируются.Эта свобода и использование полностью регулируемого клапанного механизма обеспечивают возможность фундаментальной оптимизации процесса внутреннего сгорания. Воспламенение от сжатия с однородным зарядом (HCCI) – это один из выгодных процессов сгорания, который приводит к низким исходным выбросам и высокой эффективности. В качестве основы для использования процесса HCCI в документе сначала представлена ​​стратегия перехода между режимом искрового зажигания и режимом HCCI в FPLG с использованием большой вариативности концепции двигателя. Автоматическое зажигание обедненной топливно-воздушной смеси обеспечивается за счет адаптации степени сжатия и внутренней рециркуляции выхлопных газов.Последнее достигается за счет раннего открытия впускного клапана и промежуточного накопления дымовых газов во впускном коллекторе. Кроме того, здесь будут обсуждаться проблемы, связанные со свободно колеблющимся поршнем. При анализе результатов экспериментов будут подробно рассмотрены кривая давления и свободное движение поршня. Благодаря свободному перемещению поршня, стохастические колебания зажигания могут быть уравновешены системой без внешнего управления. Этот эффект и измеренные значения эффективности показывают многообещающий потенциал процесса HCCI в двигателях со свободным поршнем.

Информация о журнале

Международный журнал двигателей внутреннего сгорания (SAE International Journal of Engines) – это научный рецензируемый исследовательский журнал, посвященный науке и технике по двигателям внутреннего сгорания. Журнал освещает инновационные и архивные технические отчеты по всем аспектам разработки двигателей внутреннего сгорания, включая исследования, проектирование, анализ, контроль и выбросы. Стремясь стать всемирно признанным исчерпывающим источником для исследователей и инженеров в области исследований и разработок двигателей, журнал публикует только те технические отчеты, которые считаются имеющими значительное и долгосрочное влияние на разработку и конструкцию двигателей

Информация об издателе

SAE International – это глобальная ассоциация, объединяющая более 128 000 инженеров и технических экспертов в аэрокосмической, автомобильной и коммерческой промышленности.Основные направления деятельности SAE International – обучение на протяжении всей жизни и разработка добровольных согласованных стандартов. Благотворительным подразделением SAE International является SAE Foundation, который поддерживает множество программ, в том числе A World In Motion® и Collegiate Design Series.

Права и использование

Этот предмет является частью коллекции JSTOR.
Условия использования см. В наших Положениях и условиях
Авторские права © 2015 SAE Japan и Авторские права © 2015 SAE International
Запросить разрешения

Введение

Произведенная работа вызвана давлением газа на поршень.Рисунок 3 представляет собой процесс, который испытывает поршень.

Если предположить, что давление в картере двигателя атмосферное, то давление газа будет относиться к давлению в картере.

P = P газ – P картер двигателя

Для небольшого смещения dx работа равна dW. Следующие отношения для dW можно развить:

dW = F dx = PA dx = P dV

Для конечного изменения объема работа определяется по формуле:

Работа также может быть представлена ​​на единицу массы топлива и воздуха, конкретная работа.

Удельный объем также определяется по:

Эта работа, W, называется указанной работой и будет представлена как W i . Трение в кольцах и подшипниках включено в Срок работы трения, W f . Работа на коленчатом валу – это тормозная работа, W b . Тормозная работа определяется как указанная работа. меньше работы трения.

W b = W i – W f

Механический КПД ,, определяется как:

= W b / W i = 1 – W f / W i

Среднее эффективное давление

Давление в цилиндре изменяется во время такта расширения.Первый увеличивается из-за добавления тепла, а затем уменьшается из-за увеличения в объеме цилиндра. Мы можем определить среднее эффективное давление, чтобы определить работа.

Среднее эффективное давление может быть найдено для указанного трения. и тормозная работа.

P среднее, i = W i / V d (i = указано)

P среднее значение, f = W f / V d (f = трение)

P среднее значение, b = W b / V d (b = тормоз)

Безнаддувный двигатель с циклом Отто имеет среднее значение P , b ~ 1000 кПа. Если с турбонаддувом, двигатель P означает, b может увеличиться до выше 1500 кПа.

Поршень двигателя – x-engineer.org

Содержание

Обзор

Поршень является составной частью двигателя внутреннего сгорания. Основная функция поршня – преобразовывать давление, создаваемое горящей топливовоздушной смесью, в силу, действующую на коленчатый вал. Легковые автомобили имеют поршни из алюминиевого сплава, в то время как грузовые автомобили также могут иметь поршни из стали и чугуна.

Поршень является частью кривошипно-шатунного механизма (также называемого кривошипно-шатунным механизмом ), который состоит из следующих компонентов:

  • поршень
  • поршневые кольца
  • шатун
  • коленчатый вал

Изображение: Привод коленчатого вала двигателя (кривошипно-шатунный механизм) Предоставлено: Rheinmetall

Поршень также выполняет второстепенные функции двигателя. утечки газа из нее и проникновение масла в камеру сгорания

  • направляет движение шатуна
  • обеспечивает к непрерывную смену газов в камере сгорания
  • создает переменного объема в камере сгорания
  • Изображение: Kolbenschmidt поршни
    Кредит: Kolbenschmidt

    Вернуться назад

    Детали

    Форма поршня в основном зависит от типа двигателя внутреннего сгорания.Поршни бензиновых двигателей обычно легче и короче по сравнению с поршнями дизельных двигателей. Геометрия поршня имеет множество тонкостей из-за сложности его рабочей среды, но основными частями поршня являются:

    • поршень головка , также называемая верхняя часть или корона : это верхняя часть поршня. который вступает в контакт с давлением газа в камере сгорания
    • кольцевой ремень : верхняя средняя часть поршня, когда поршневые кольца расположены
    • выступ штифта : нижняя средняя часть поршня который содержит поршневой палец
    • юбка поршня : область под кольцевым ремнем

    Изображение: оси поршневого пальца и юбки

    Изображение: Основные части поршня
    Кредит: [3]

    где:

    1. верхняя часть поршня
    2. верхняя фаска
    3. кольцевой ремень
    4. распорки
    5. стопорный зажим пальца
    6. втулка пальца
    7. поршневой палец
    8. поршневые кольца
    9. юбка поршня

    Поршень соединен с шатуном через поршневой палец (7). Штифт позволяет поршню вращаться вокруг оси штифта. Штифт удерживается в поршне с помощью фиксатора пальца (5).

    После днища поршня доходит до кольцевого ремня (также называемого кольцевой зоной) (3). Большинство поршней имеют три кольцевые канавки, в которые устанавливаются поршневые кольца. Верхнее кольцо называется компрессионным кольцом , среднее на нем – скребковое кольцо , а нижнее – кольцо контроля масла . Компрессионное кольцо должно герметизировать камеру сгорания, чтобы предотвратить утечку внутренних газов в блок двигателя.Маслоуправляющее кольцо соскабливает масло со стенок цилиндра, когда поршень находится на рабочем или выпускном такте. Среднее кольцо выполняет комбинированную функцию обеспечения сжатия в цилиндре и удаления излишков масла со стенок цилиндра.

    Юбка поршня (8) удерживает поршень в равновесии внутри цилиндра. Обычно он покрывается материалом с низким коэффициентом трения, чтобы уменьшить потери на трение. В отверстии или бобышке (6) поршня находится поршневой палец (7), который соединяет поршень с шатуном.

    Вернуться назад

    Геометрические характеристики

    Поршни должны правильно работать в широком диапазоне температур, от -30 ° C до 300-400 ° C. В то же время он должен быть достаточно легким, чтобы иметь низкую инерцию и обеспечивать высокие обороты двигателя. Ниже представлена ​​пара геометрических характеристик поршня.

    Овальность поршня

    Из-за процесса сгорания температура внутри цилиндров двигателя достигает сотен градусов Цельсия.Поршень является одним из основных компонентов, который поглощает часть выделяемого тепла и отводит его в моторное масло. Поскольку ось поршневого пальца содержит больше материала, чем ось юбки, тепловое расширение вдоль оси пальца немного выше, чем тепловое расширение вдоль оси юбки. По этой причине поршень имеет овальную форму, диаметр по оси пальца на 0,3-0,8% меньше диаметра по оси юбки [6].

    Изображение: Овальность поршня

    Коническая форма поршня

    Форма поршня не идеальна для цилиндра.При низкой температуре зазор между поршнем и цилиндром двигателя больше по сравнению с высокими температурами. Кроме того, зазор не является постоянным по длине поршня, он меньше вокруг верхней части поршня по сравнению с областью юбки поршня. Это необходимо для большего теплового расширения головки поршня, поскольку она содержит больший объем металла.

    Изображение: Зазор поршня (коническая форма)

    Изображение: Тепловое расширение поршня (если цилиндрическая форма)

    Смещение поршневого пальца

    Движение поршня внутри цилиндра свободы, 1 первичный и 2 вторичных:

    • вдоль вертикальной оси цилиндра, между верхней мертвой точкой (ВМТ) и нижней мертвой точкой (НМТ) (основная, ось Y)
    • вокруг Ось пальца (вторичная, α – угол)
    • вдоль оси юбки (вторичная, ось x)

    Первичное движение создает крутящий момент на коленчатом валу, это желательно с механической точки зрения. Вторичные движения происходят из-за комбинации нескольких факторов: двунаправленного движения шатуна и зазора между поршнем и цилиндром. Оба вторичных движения вызывают трение о стенки цилиндра, а также шум, вибрацию (удар поршня).

    Изображение: Осевое усилие поршня и смещение пальца

    Когда коленчатый вал вращается по часовой стрелке, левая сторона цилиндра называется упорной стороной (TS) , а противоположная сторона – противодействующей стороной (ATS). .Удары поршня могут происходить с любой стороны цилиндра. Удар поршня возбуждает блок двигателя и проявляется в виде поверхностных вибраций, которые в конечном итоге излучаются в виде шума вблизи двигателя [9]. Еще одно неудобство заключается в том, что когда поршень движется через ВМТ и ВТС, на коленчатый вал создается повышенная нагрузка, поскольку поршень совмещен с центром вращения коленчатого вала.

    Смещение поршневого пальца – это несоосность между центром отверстия поршневого пальца и центром коленчатого вала. За счет этого в конструкции улучшаются шумовые характеристики двигателя из-за ударов поршня в ВМТ. Это основная проблема NVH (шумовая вибрация и резкость) для инженеров-технологов, которые хотят устранить тревожные шумы везде, где они могут. Вторая причина – повышение мощности двигателя за счет уменьшения внутреннего трения в TS и ATS.

    Смещение пальца снижает механическое напряжение, возникающее в соединительной штанге, когда она достигает ВМТ или НМТ, потому что шатун не должен толкать поршень в противоположном направлении в конце хода.Это смещение заставляет стержень перемещаться по дуге в ВМТ и НМТ.

    Вернуться назад

    Механическая нагрузка

    Поршень является составной частью двигателя внутреннего сгорания (ДВС) (ДВС) , который должен выдерживать наибольшие механические и термические нагрузки. Из-за поршня мощность ДВС ограничена. В случае очень высокой термической или механической нагрузки поршень выходит из строя первым (по сравнению с блоком цилиндров, клапанами, головкой блока цилиндров). Это связано с тем, что поршень должен быть компромиссом между массой и устойчивостью к механическим и термическим нагрузкам.

    Циклическая нагрузка поршня из-за [6]:

    • сила газа от давления в цилиндре
    • сила инерции от колебательного движения поршня и
    • поперечная сила от опоры силы газа наклонным шатуном, а сила инерции колеблющегося шатуна

    определяет механическую нагрузку .

    Вертикальные силы, действующие на поршень, состоят из: сил давления, , создаваемых расширяющимися газами, и сил инерции, , создаваемых собственной массой поршня [10].

    \ [F_ {p} = F_ {gas} + F_ {ineria} \]

    Силы инерции намного меньше сил давления и имеют наибольшую интенсивность, когда поршень меняет направление, в ВМТ и НМТ.

    Изображение: Напряжение поршня по Мизесу и механическая деформация
    Кредиты: [7]

    Изображение: Вертикальные силы поршня зависят от угла поворота коленчатого вала
    Кредиты: [7]

    Вышеуказанные силы поршня рассчитываются с использованием передовых методов анализа методом конечных элементов для алюминиевого поршня, используемого в легковых автомобилях с дизельным двигателем [7].

    Процесс сгорания имеет разные характеристики для дизельного и бензинового ДВС. В дизельном двигателе пиковое давление газа при сгорании может достигать 150–160 бар. В бензиновом двигателе максимальное давление ниже 100 бар. Из-за более высокого давления поршни дизельного двигателя должны выдерживать более высокие механические нагрузки.

    Чтобы работать без сбоев в таких суровых условиях, поршни дизельных двигателей конструируются более тяжелыми, прочными и имеют большую массу.Недостатком является более высокая инерция, более высокие динамические силы, поэтому максимальная частота вращения двигателя ниже. Одна из причин, по которой дизельные двигатели имеют более низкую максимальную скорость (около 4500 об / мин) по сравнению с бензиновыми двигателями (около 6500 об / мин), – это более тяжелые механические компоненты (поршни, шатуны, коленчатый вал и т. Д.).

    Вернуться

    Тепловая нагрузка

    Головка поршня находится в прямом контакте с горящими газами внутри камеры сгорания, поэтому подвергается высоким термическим и механическим нагрузкам . В зависимости от типа двигателя (дизельный или бензиновый) и типа впрыска топлива (прямой или непрямой) головка поршня может быть плоской или содержать чашу .

    Тепловая нагрузка от температуры газа в процессе сгорания также является циклической нагрузкой на поршень. Он действует в основном во время такта расширения на поршне со стороны камеры сгорания. В других тактах, в зависимости от принципа работы, тепловая нагрузка на поршень уменьшается, прерывается или даже имеет охлаждающий эффект во время газообмена.Как правило, передача тепла от горячих дымовых газов к поршню происходит в основном за счет конвекции, и лишь небольшая часть является результатом излучения.

    Изображение: Рабочие температуры поршня
    Кредиты: [3]

    Тепло, выделяемое при сгорании, частично поглощается поршнем. Большая часть тепла передается через площадь кольца поршня (около 70%). Юбка поршня отводит 25% тепла, а остальное передается дальше на поршневой палец, шатун и масло.Более высокая частота вращения двигателя означает более высокую температуру поршня . Это происходит потому, что накопленное тепло не успевает рассеяться между двумя последовательными циклами сгорания. В то же время более высокая нагрузка на двигатель означает более высокую температуру поршня, потому что при этом сгорает больше воздушно-топливной смеси, которая выделяет больше тепла.

    Изображение: Распределение температуры в поршне бензинового двигателя
    Кредит: [6]

    Изображение: Распределение температуры в поршне дизельного двигателя с каналом охлаждения
    Кредит: [6]

    Изображение: Тепловая нагрузка поршня
    Кредит: [7]

    Что касается такта расширения, продолжительность действия тепловой нагрузки от сгорания очень мала.Следовательно, только очень небольшая часть составляющей массы поршня, вблизи поверхности на стороне сгорания, следует за циклическими колебаниями температуры. Таким образом, почти вся масса поршня достигает квазистатической температуры, которая, однако, может иметь значительные локальные изменения.

    Вернуться назад

    Охлаждение

    По мере увеличения удельной мощности в современных двигателях внутреннего сгорания поршни подвергаются возрастающим тепловым нагрузкам. Поэтому эффективное охлаждение поршня требуется чаще, чтобы обеспечить безопасность эксплуатации.

    Изображение: 2009 Ecotec 2.0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) Головка поршня и масляная форсунка
    Кредит: GM

    Температуру поршня можно снизить с помощью циркуляции масла в средней части поршня. Это может быть достигнуто с помощью маслоструйных устройств, установленных на блоке цилиндров, которые впрыскивают моторное масло через отверстие, когда поршень находится близко к нижней мертвой точке (НМТ).

    Компания Tenneco Powertrain разработала новый стальной поршень для дизельных двигателей с «герметичной на весь срок службы» охлаждающей камерой в головке, что позволяет поршням безопасно работать при температурах в головке более чем на 100 ° C выше действующих ограничений.

    Изображение: технология охлаждения поршня EnviroKool
    Кредит: Tenneco

    Для формирования коронки EnviroKool внутри поршня с помощью сварки трением создается цельный охлаждающий канал, который затем заполняется высокотемпературным маслом и инертным газом. Эта камера постоянно закрыта приварной заглушкой. Согласно Tenneco Powertrain, технология EnviroKool позволяет преодолеть температурные ограничения обычных открытых галерей, в которых в качестве теплоносителя используется смазочное масло.

    Назад

    Типы

    Геометрия поршня ограничена из-за кубатуры ДВС. Поэтому основной способ повышения механического и термического сопротивления поршня – увеличение его массы. Это не рекомендуется, потому что поршень с большой массой имеет большую инерцию, которая преобразуется в высокие динамические силы, особенно при высоких оборотах двигателя. Сопротивление поршня можно улучшить за счет оптимизации геометрии, но всегда будет компромисс между массой, механическим и термическим сопротивлением.

    На первый взгляд поршень кажется простым компонентом, но его геометрия довольно сложна:

    Изображение: Техническое описание дизельного поршня
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Техническое описание бензинового поршня
    Кредит: Kolbenschmidt

    Условные обозначения:

    1. Диаметр чаши
    2. днище поршня
    3. камера сгорания (чаша)
    4. кромка днища поршня
    5. верхняя площадка поршня
    6. канавка поршня
    7. 9018 выемка под кольцо
    8. стороны канавки
    9. канавка маслосъемного кольца
    10. отверстие возврата масла
    11. выступ поршневого пальца
    12. удержание на расстоянии канавки
    13. канавка для стопорного кольца
    14. расстояние до ступицы поршня
    15. ступенчатое расстояние до ступицы поршня
    16. диаметр поршня 90 ° C снова отверстие поршневого пальца
    17. отверстие поршневого пальца
    18. глубина чаши
    19. юбка
    20. зона кольца
    21. высота сжатия поршня
    22. длина поршня
    23. канал маслоохладителя
    24. держатель кольца
    25. втулка болта
    26. диаметр развал короны

    Как видите, между дизельными и бензиновыми поршнями есть существенные различия.

    Поршни дизельного двигателя должны выдерживать более высокие давления и температуры, поэтому они больше, крупнее и тяжелее. Они могут быть изготовлены из алюминиевых сплавов, стали или их комбинации. Поршень дизеля содержит часть камеры сгорания в головке поршня. Из-за формы поперечного сечения головки поршня поршень дизельного двигателя также называют поршнем с головкой омега.

    Поршни бензиновых двигателей легче, предназначены для более высоких оборотов двигателя.Они изготавливаются из алюминиевых сплавов и обычно имеют плоскую головку. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском (DI) имеют специальные головки, чтобы направлять поток топлива качающимся движением.

    Ниже вы можете увидеть несколько изображений дизельных и бензиновых (бензиновых) двигателей в высоком разрешении.

    Изображение: LS9 6.2L V-8 SC поршень (алюминий, бензин / бензиновый двигатель с непрямым впрыском)
    Кредит: GM

    Изображение: Ecotec 2. 0L I-4 VVT DI Turbo (LNF) поршень (алюминиевый, бензиновый / бензиновый двигатель с прямым впрыском)
    Кредит: GM

    Изображение: Поршень дизельного двигателя автомобиля с кольцами (алюминий, дизель)
    Кредит: Kolbenschmidt

    Изображение: Поршень из моностали (сталь, дизель) )
    Кредит: Tenneco

    Вернуться

    Материалы

    Большинство поршней для автомобильной промышленности изготавливаются из алюминиевых сплавов .Это потому, что алюминий легкий, обладает достаточной механической прочностью и хорошей теплопроводностью. Есть тяжелые применения, коммерческие автомобили, в которых используются поршни из стали , которые более устойчивы к более высоким давлениям и температурам в камере сгорания.

    Алюминиевые поршни производятся из литых или кованых жаропрочных алюминиево-кремниевых сплавов. Есть три основных типа алюминиевых поршневых сплавов. Стандартный поршневой сплав представляет собой эвтектический сплав Al-12% Si, содержащий дополнительно ок.По 1% каждого из Cu, Ni и Mg [3].

    Основными алюминиевыми сплавами для поршней являются [3]:

    • эвтектический сплав (AlSi12CuMgNi): литой или кованый
    • заэвтектический сплав (AlSi18CuMgNi): литой или кованый
    • специальный эвтектический сплав (только AlSi212418N,

      ,

      )

    • специальный эвтектический сплав (только AlSi212418N,

      ) алюминиевый сплав имеет более низкую прочность, чем чугун, поэтому необходимо использовать более толстые секции, поэтому не все преимущества легкого веса этого материала реализуются. Кроме того, из-за более высокого коэффициента теплового расширения алюминиевые поршни должны иметь больший рабочий зазор.С другой стороны, теплопроводность алюминия примерно в три раза выше, чем у железа. Это, вместе с большей толщиной используемых секций, позволяет алюминиевым поршням работать при температурах примерно на 200 ° C ниже, чем чугунные [8].

      В некоторых случаях прочность и износостойкость поршней из алюминиевого сплава недостаточны для удовлетворения требований по нагрузке, поэтому используются черные материалы (например, чугун, сталь). Существует несколько методов использования черных металлов в производстве поршней:

      • в качестве местного армирования, вставок из черных металлов (т.е.g., опоры колец)
      • в виде удлиненных частей поршней из композитных материалов (например, днища поршня, болтов)
      • поршни, полностью изготовленные из чугуна или кованой стали

      Изображение: композитный поршень для тяжелого двигателя – поперечное сечение
      Кредит: [8]

      Изображение: Поршень композитной конструкции для судовых дизельных двигателей
      Кредит: Warstila

      В поршнях и поршнях используются два типа черных металлов компоненты [6]:

      • чугун :
        • аустенитный чугун для держателей колец
        • чугун с шаровидным графитом для поршней и юбок поршней
      • сталь
        • хром-молибденовый сплав (42Cr)
        • хромомолибден-никелевый сплав (34CrNiMo6)
        • молибден-ванадиевый сплав (38MnVS6)

      Cas • Железные материалы обычно имеют содержание углерода> 2%. Поршни в высоконагруженных дизельных двигателях и другие высоконагруженные компоненты двигателей и конструкции машин преимущественно изготавливаются из сферолитического чугуна M-S70. Этот материал используется, например, для изготовления цельных поршней и юбок поршней в композитных поршнях [6].

      Сплавы железа, обозначенные как стали, обычно имеют содержание углерода менее 2%. При нагревании они полностью превращаются в ковкий (пригодный для ковки) аустенит. Поэтому сплавы железа отлично подходят для горячей штамповки, такой как прокатка или ковка.

      Изображение: Стальной поршень против алюминиевого поршня
      Кредит: Kolbenschmidt

      По сравнению с алюминиевыми поршнями, стальные поршни обладают большей механической прочностью при гораздо меньшем размере. По этой причине они в основном предпочтительны для дизельных двигателей, которыми оснащаются грузовые автомобили.

      Вернуться назад

      Технологии

      Существует несколько передовых поршневых технологий, каждая из которых имеет цель увеличения механического и / или термического сопротивления, снижения коэффициента трения или уменьшения общей массы (сохраняя в то же время механические и термические свойства. ).

      Ниже вы можете найти примеры современных поршней, производимых на заводе Kolbenschmidt , каждый из которых отличается уникальными технологиями.

      Изображение: Поршень бензинового двигателя в облегченной конструкции LiteKS® с держателем кольца
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Поршень дизеля с охлаждающим каналом, втулкой болта и держателем кольца
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Шарнирно-сочлененный поршень дизеля с кованой верхней стальной частью и алюминиевой юбкой
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Литые держатели колец из чугуна многократно увеличивают долговечность первой кольцевой канавки дизельных поршней.Kolbenschmidt является лидером в разработке соединения Alfin с держателем кольца
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Канавки под кольцо с твердым анодированием предотвращают износ и микросварку в поршнях для бензиновых двигателей
      Кредит: Kolbenschmidt

      Поршни KS Kolbenschmidt имеют специальное покрытие LofriKS®, NanofriKS® или графит на юбке поршня. Они уменьшают трение внутри двигателя и обеспечивают хорошие характеристики при аварийной работе. Покрытия LofriKS® также используются по акустическим причинам.Их использование сводит к минимуму шумы от хлопка поршня. NanofriKS® является дальнейшим развитием испытанного и испытанного покрытия LofriKS® и дополнительно содержит наночастицы оксида титана для повышения износостойкости и долговечности покрытия.
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Юбки поршней с железным покрытием (Ferrocoat ®) гарантируют надежную работу при использовании в алюминиево-кремниевых поверхностях цилиндров (Alusil®).
      Кредит: Kolbenschmidt

      Изображение: Отверстия поршневого пальца специальной формы (Hi-SpeKS®) повышают динамическую нагрузочную способность станины поршневого пальца, тем самым увеличивая долговечность поршня
      Кредит: Kolbenschmidt

      Ниже вы можете найти примеры современных поршней, производимых компанией Tenneco Powertrain (ранее Federal Mogul) , каждый из которых основан на уникальных технологиях.

      Изображение: Поршень Elastothermic® (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких транспортных средств)

      Характеристики: Поршень с охлаждающим каналом
      улучшает мощность и расход топлива уменьшенных бензиновых двигателей
      – Галерея эластотермического охлаждения снижает температуру днища поршня на около 30 ° C.
      – снижение температуры первой кольцевой канавки примерно на 50 ° C, что, в свою очередь, снижает отложения нагара и износ канавок и колец для увеличения срока службы; низкий расход масла и удар на
      ; – снижение риска неконтролируемого возгорания, например, при низкой скорости предварительного нагрева. зажигание

      Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Алюминиевые дизельные поршни

      Характеристики:
      – оптимизированное расположение каналов для максимального охлаждения может привести к снижению температуры обода барабана до 10%
      – улучшенный боковой заброс методы значительно улучшают конструктивную устойчивость (даже с тонкостенными конструкциями)
      – реструктуризация камеры сгорания wl обод и основание чаши могут обеспечить увеличение усталостной долговечности до 100%

      Поршень Monosteel® обеспечивает прочность и охлаждающую способность, чтобы удовлетворить самые жесткие требования к двигателям на рынках тяжелых и промышленных двигателей, включая новое поколение давлений срабатывания двигателя, необходимых для дорожных правил Euro VI и выше.

      Прочная конструкция, состоящая из сваренных с помощью инерционной сварки кованых стальных секций, образующих большие охлаждающие галереи, позволяет поршням Monosteel выдерживать возрастающие механические нагрузки. Эволюция Monosteel включает в себя последние разработки для промышленных двигателей с большим диаметром цилиндра, а также использование тонкостенных легких поковок и отливок для дизельных двигателей легковых автомобилей.

      Основные характеристики продукта:
      – большая закрытая структурная галерея с превосходным охлаждением обода чаши и кольцевой канавки, уменьшающим деформацию канавки и улучшающим контроль масла и газового уплотнения
      – профилированное отверстие под палец без втулки
      – юбка по всей длине для стабильного поршня динамика, снижение риска кавитации гильзы и улучшение кольцевого уплотнения.
      – процесс обеспечивает гибкость материала с возможностью выбора материала коронки для уменьшения коррозии или окисления и / или выбора материала юбки для повышения технологичности.

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Поршни с покрытием EcoTough® (алюминиевый поршень для бензиновых легких или тяжелых автомобилей)

      Поршень с покрытием EcoTough® обеспечивает важные преимущества, которые помогают удовлетворить потребности клиентов в более эффективные конструкции двигателей, в том числе сниженный расход топлива и выбросы CO 2 . Он сочетает в себе низкий износ и низкое трение в одном применении и снижает расход топлива на 0,8% по сравнению с обычными покрытиями поршней.

      Ключевые преимущества:
      – совместима с существующей и усовершенствованной отделкой отверстий цилиндров и может быть беспрепятственно внедрена в серийное производство двигателей в качестве рабочих изменений
      – состав обеспечивает большую толщину, чем поршни с обычными покрытиями, обеспечивая дополнительную защиту
      – соответствует строгим экологическим стандартам ; не содержит токсичных растворителей.
      – запатентованное усовершенствованное покрытие юбки поршня с твердыми смазочными материалами и армированием углеродными волокнами, специально разработанное для тяжелых условий работы с бензином.
      – Снижение трения в силовом цилиндре (поршень + кольца) на 10% по сравнению сстандартные покрытия, повышение экономии топлива до 0,4% / CO 2 сокращение в европейских испытаниях ездового цикла
      – уменьшение износа на 40% по сравнению со стандартными бензиновыми покрытиями, повышенная надежность современных бензиновых двигателей с наддувом DI
      – EcoTough® – это запатентованное покрытие FM

      Предоставлено: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Поршень DuraBowl® (алюминиевый поршень для дизельных легких или тяжелых автомобилей)

      Усиление поршня DuraBowl® Частичное переплавление кромки чаши :
      – чрезвычайное улучшение структуры алюминиевого материала, созданное локализованным переплавом с использованием технологии TIG.
      – до 4 раз улучшенная долговечность в двигателях с высокой удельной мощностью по сравнению с поршнями без переплавки барабана.Допускает форму камеры сгорания, подвергающуюся высоким нагрузкам.
      – Технология FM DuraBowl® расширяет пределы алюминиевых поршней в наиболее сложных условиях за счет увеличения усталостной прочности (циклов) поршня

      Авторы и права: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Изображение: Elastoval II сверхлегкие поршни (алюминиевый поршень для бензиновых / бензиновых легких транспортных средств)

      Технология бензиновых поршней Avanced Elastoval® II основана на:
      – глубоких карманах под короной
      – наклонных боковых панелях
      – облегченной конструкции опоры пальца
      – тонких стенках 2.5 мм
      – оптимизированная площадь юбки и гибкость
      – Высокоэффективный сплав FM S2N

      Особенности и преимущества:
      – снижение веса на 15% по сравнению с бензиновыми поршнями предыдущего поколения
      – обеспечивает удельную мощность до 100 кВт / л
      – оптимизировано характеристики шума и трения
      Совместимость с опцией держателя кольца alfin для увеличения пикового давления в цилиндре и устойчивости к ударам

      Кредит: Tenneco Powertrain (Federal Mogul)

      Вернуться назад

      Часто задаваемые вопросы

      Какие используются поршни за?

      Поршни используются в двигателях внутреннего сгорания для передачи усилия на шатун и коленчатый вал, создавая крутящий момент двигателя. Поршни преобразуют давление газа из камеры сгорания в механическую силу.

      Что такое поршень и как он работает?

      Поршень – это компонент двигателя внутреннего сгорания, сделанный из алюминия или стали, используемый для преобразования давления газа из камеры сгорания в механическую силу, передаваемую на шатун и коленчатый вал.

      Из чего сделан поршень?

      Поршень может быть изготовлен из цветного материала, алюминия (Al) или черных металлов, например, чугун или сталь .

      Какие бывают два типа поршневых колец?

      Два типа поршневых колец: компрессионные, кольца и масляные кольца .

      Какие два основных типа поршневых двигателей?

      Двумя основными типами поршневых двигателей являются: дизельный , поршневой двигатель и бензиновый двигатель , поршень . Функция материала, два основных типа поршня: алюминиевый поршень и стальной поршень .

      Каков срок службы поршней?

      Поршень должен служить в течение всего срока службы автомобиля, если условия эксплуатации являются номинальными (нормальная смазка, регулярное обслуживание двигателя, отсутствие чрезмерной нагрузки, отсутствие чрезмерной температуры). В нормальных условиях эксплуатации поршень должен прослужить не менее 300000 км до 500000 км и более.

      Что вызывает отверстия в поршнях?

      Обычно из-за аномально высоких температур поршни плавятся, а детонация двигателя может вызвать трещины в поршнях.Неисправные форсунки могут подавать чрезмерное количество топлива в цилиндры, что может вызвать аномально высокую температуру сгорания и частичное оплавление поршней.

      Как узнать, повреждены ли поршни?

      Если поршень поврежден, наиболее вероятными симптомами являются: потеря мощности из-за потери сжатия, чрезмерный дым в выхлопе или необычный шум двигателя.

      Можно ли починить сломанный поршень?

      Сломанный поршень не подлежит ремонту, его необходимо заменить.Поршни имеют очень жесткие геометрические допуски, которые, скорее всего, не будут соблюдены после ремонта. Кроме того, их механические и термические свойства будут изменены после ремонта, что приведет к дальнейшим повреждениям. Сломанный поршень может вызвать серьезные повреждения блока цилиндров, шатуна, клапанов и т. Д. И требует немедленной замены.

      Можно ли водить машину с неисправным поршнем?

      Вы можете ездить с плохим поршнем, но это не рекомендуется. Повреждение поршня может привести к значительному выходу из строя блока цилиндров, коленчатого вала, шатунов, клапанов и т. Д.Если не заменить поврежденный поршень, это может привести к полному отказу двигателя.

      Повредит ли мой двигатель удар поршня?

      Удар поршня повредит двигатель. Оставить без присмотра. Удар поршня в течение длительного времени приведет к повреждению гильзы цилиндра и самого поршня.

      Уходит ли поршень при нагревании?

      Поршень частично уходит, когда двигатель прогрет. Удар поршня возникает из-за чрезмерного износа гильзы цилиндра или самого поршня.Когда двигатель нагревается, поршень имеет тепловое расширение, и зазор между поршнем и цилиндром уменьшается, что приводит к уменьшению ударов поршня.

      Могу ли я ехать с хлопком поршня?

      Можно ездить с хлопком поршня, но долго водить не рекомендуется. Удар поршня вызовет износ самого поршня и гильзы цилиндра. Удар поршня также может вызвать трещины в поршне, что может привести к полному отказу двигателя, если его оставить без присмотра.

      Что вызывает износ юбки поршня?

      Износ юбки поршня вызван недостаточной смазкой гильзы цилиндра маслом.В нормальном рабочем состоянии система смазки разбрызгивает масло на цилиндры, чтобы избежать прямого контакта между юбкой поршня и цилиндром. При неисправности системы смазки или недостаточном уровне масла на стенках цилиндра будет недостаточно масла, и юбка поршня будет значительно изнашиваться.

      Для любых вопросов, замечаний и запросов по этой статье используйте форму комментариев ниже.

      Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

      Назад

      Ссылки

      [1] Клаус Молленхауэр, Хельмут Чоеке, Справочник по дизельным двигателям, Springer, 2010.
      [2] Хироши Ямагата, Наука и технология материалов в автомобильных двигателях, Woodhead Publishing in Materials, Кембридж, Англия, 2005.
      [3] The Aluminium Automotive Manual, European Aluminium Association, 2011.
      [4] Heisler, Heinz , Технология транспортных средств и двигателей, Общество автомобильных инженеров, 1999.
      [5] QinZhaoju et al., Моделирование термомеханической муфты поршня дизельного двигателя и многопрофильная оптимизация конструкции, Примеры из теплотехники, Том 15, ноябрь 2019 г.
      [6] Испытания поршней и двигателей, Mahle GmbH, Штутгарт, 2012 г.
      [7] Скотт Кеннингли и Роман Моргенштерн, Термическая и механическая нагрузка в области камеры сгорания легковых дизельных поршней из AlSiCuNiMg; Пересмотрено с акцентом на расширенный анализ методом конечных элементов и инструментальные методы тестирования двигателей, Federal Mogul Corporation, SAE Paper 2012-01-1330.
      [8] T.K. Гаррет и др., Автомобиль, 13-е издание, Баттерворт-Хайнеманн, 2001.
      [9] Н. Долатабади и др., Об идентификации событий удара поршня в двигателях внутреннего сгорания с использованием трибодинамического анализа, Механические системы и обработка сигналов, Том 58 –59, июнь 2015 г., страницы 308-324, Elsevier, 2014.
      [10] Клаус Молленхауэр и Гельмут Чоеке, Справочник по дизельным двигателям, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010.

      Исследование на основе моделирования системы поршень-кольцо-цилиндр морского двухтактного двигателя: Трибологические исследования: Том 57 , No 4

      9025 9025

      Co C D

      902 63 (м)

      12 910 p
      A

      Площадь поперечного сечения щели (м 2 )

      A c

      Реальная площадь контакта (на единицу окружности) (м 2 / м)

      a p

      Ускорение поршня (м / с 2 )

      C c

      Коэффициент расхода диафрагмы

      c imc

      Окружность кольца (м)

      C v

      Коэффициент потери скорости

      D

      Диаметр цилиндра (м)

      d10
      E

      Модуль упругости композитного материала (для гильзы цилиндра и кольца) (Па)

      E fri

      Потери энергии из-за трения о стенку )

      F c

      Радиальная сила (на единицу окружности) из-за неровности контакта (Н / м)

      F cx

      Силы трения (на единицу силы трения) окружности) из-за неровности контакта (Н / м)

      F пт

      Сила трения (на единицу окружности) за счет вязкого сдвига (Н / м)

      F газ

      Газовое усилие (на единицу окружности) (Н / м)

      F gi

      014

      боковая газовая сила (на единицу окружности) (Н / м)

      F gi + 1 (2)

      Задняя боковая газовая сила (на единицу окружности) (Н / м)

      F h

      Радиальная гидродинамическая сила (на единицу окружности) (Н / м)

      F spr

      Сила упругого натяжения кольца (на единицу окружности) (Н / м )

      F ygi

      Сила газа на передней кромке (на единицу окружности) (Н / м)

      F ygi + 2

      Сила газа на задней кромке за единицу окружности erence) (Н / м)

      г

      Ускорение свободного падения (м / с 2 )

      г масло

      Подача смазочного масла на цилиндр / кВтч)

      ч

      Номинальная толщина масляной пленки (м), удельная энтальпия газа (Дж / кг)

      ч мин

      Минимальный зазор между кольцом и гильзы цилиндра (м)

      Среднее расстояние (зазор между поверхностью кольца и гильзой цилиндра) (м)

      K

      Жесткость кольца на кручение (на единицу окружности) (Н / рад)

      k

      Коэффициент теплоемкости

      м

      Масса (кг)

      910 12 n

      Частота вращения двигателя (об / мин)

      P цилиндр

      Эффективная мощность двигателя на цилиндр (кВт)

      p ,

      Давление, давление торможения (Па)

      Среднее гидродинамическое давление (Па)

      Q

      Тепло (Дж)

      постоянная (Дж / (кг · К))

      R x

      Осевая сила реакции (на единицу окружности) между кольцом и канавкой поршня (Н / м)

      T , T o

      Температура, температура застоя (K)

      T C

      Температура (° C)

      т

      Время (с)

      u

      Осевая скорость поршневого кольца (м / с), удельная внутренняя энергия газа (Дж / кг)

      V

      Объем (м 3 )

      v sq

      Вертикальная скорость поршневого кольца (или сжатие) (м / с)

      9105

      Координата по гильзе цилиндра (м)

      x лев

      Распределение масла для верхнего или нижнего уровня смазки гильзы цилиндра (%)

      12 910 r

      Осевое перемещение кольца в канавке поршня (м)

      α 2

      Коэффициент смешанной силы трения

      β

      Радиус кривизны неровностей (м)

      η

      Плотность неровностей (м −2 )

      θ 9025 угол поворота поршня
      μ

      Динамическая вязкость масла (Па · с)

      ν

      Кинематическая вязкость масла (сСт)

      ρ

      Плотность смазочного материала 918 (кг / м 3)

      σ

      Среднеквадратичная шероховатость составных поверхностей обеих сопрягаемых поверхностей (м)

      τ A

      Напряжение сдвига в поверхностной пленке, возникающее в результате взаимодействия шероховатостей (Па)

      Индексы

      In

      Приток газа

      i

      Количество инфло w канал

      j

      Количество выходных каналов

      k

      Количество анализируемых объемов газа

      Выход Выход и инсульт

      Диаметр цилиндра и ход поршня
      Гленн

      Исследовательский центр

      На этой странице мы представляем некоторые технические определения, которые используются описать двигатель внутреннего сгорания. На рисунке показана компьютерная анимация одного цилиндра братьев Райт. Авиадвигатель 1903 года. Небольшой раздел коленчатый вал показан красным, поршень и шток показаны серым, а цилиндр, в котором находится поршень, показан синим цветом. Мы сократили цилиндр, чтобы мы могли заметить движение поршня.

      Коленчатый вал делает один оборот при движении поршня. сверху цилиндра (внизу слева на рисунке) вниз (вверху справа) и обратно вверх.Поскольку поршень соединен с коленчатым валом, можно отметить движение поршня по углу поворота коленчатого вала.

      Нулевые градусы возникают, когда поршень находится в верхней части цилиндра. С тех пор составляют 360 градусов за один оборот, поршень находится внизу, когда угол поворота коленвала составляет 180 градусов. Расстояние, пройденное поршнем от нуля градусов до 180 градусов называется ходом – S поршня. Это объясняет, почему двигатель Райта и современные автомобильные двигатели называют четырехтактные двигатели.2/4

      Этот объем называется объемом рабочего тела , потому что Работа выполняется движущимся газом под давлением, равным давлению газа, умноженному на объем перемещаемого газа.

      Добавить комментарий