Для обеспечения циркуляции жидкости в системе охлаждения двигателя автомобиля применяется центробежный насос, или помпа. Он может иметь механический или электрический тип привода. Если помпа неисправна, вся система охлаждения будет находиться в нерабочем состоянии, что приведет к перегреву двигателя.
Устройство насоса системы охлаждения
Насос (помпа) системы охлаждения двигателяКонструктивно помпа представляет собой классический центробежный насос для перекачки воды и неагрессивных жидкостей. Она состоит из следующих деталей:
- Герметичный корпус. Он имеет сложную форму и чаще всего изготавливается из алюминиевых сплавов. Для подключения в систему в корпусе выполнены два патрубка – всасывающий и напорный. Первый подключается к магистрали, идущей от радиатора, а второй к магистрали рубашки охлаждения двигателя.
- Вал – осуществляет передачу вращения от привода к крыльчатке помпы.
- Крыльчатка, или рабочее колесо. Имеет лопасти специальной формы, с помощью которых осуществляет нагнетание охлаждающей жидкости в систему.
- Приводной шкив.
- Уплотнители (сальники) – предотвращает утечку охлаждающей жидкости в местах крепления насоса к магистралям.
- Подшипники.
Располагается помпа в системе охлаждения двигателя между радиатором и рубашкой. Чаще всего – это передняя часть мотора.
Изначально в качестве охлаждающей жидкости применялась просто очищенная вода, а потому такой насос нередко называют помпа водяного охлаждения двигателя. Сейчас этот термин неактуален, поскольку для охлаждения применяют не чистую воду, а водные растворы с ингибиторами коррозии (в теплом климате) и антифризы (в зимнее время), в состав которых также входит этиленгликоль.
Принцип работы помпы охлаждения двигателя
Расположение помпы системы охлажденияГлавной задачей насоса системы охлаждения является создание избыточного давления для обеспечения принудительной циркуляции жидкости в контурах. С практической стороны это ускоряет процесс теплообмена между узлами двигателя и охлаждающей жидкостью.
При запуске двигателя автомобиля привод насоса через ременную передачу и вал передает вращательное движение рабочему колесу. В этот момент на входе (всасывающем патрубке) создается разрежение, способствующее всасыванию жидкости в помпу. Жидкость при этом находится в охлажденном состоянии, так как поступает из радиатора системы охлаждения.
Попадая в центральную часть помпы, жидкость движется по лопастям крыльчатки и под действием центробежной силы нагнетается через выходной патрубок в рубашку системы охлаждения двигателя (к головке блока цилиндров). Под действием высокого давления охлаждающая жидкость проходит по контуру через основные узлы и выполняет отвод тепла. После этого она вновь возвращается к радиатору, где остужается и всасывается насосом для нового цикла охлаждения.
Виды насосов охлаждающей системы
Виды насосов системы охлажденияИспользуемые в современном автомобилестроении насосы охлаждающей жидкости не имеют принципиальных конструктивных отличий. Но они могут разделяться в зависимости от типа привода, назначения и конструкции корпуса. Привод насоса может осуществляться двумя способами:
- Механический – вал помпы соединен при помощи ременной передачи с коленвалом или распредвалом мотора. В этом случае она приводится в движение синхронно с запуском двигателя.
- Электрический – в такой схеме вал насоса приводится в движение дополнительным электродвигателем, работа которого контролируется электронным блоком управления двигателя (ЭБУ).
По назначению помпа автомобильного двигателя может быть:
- Основной. Такой насос выполняет непосредственную перекачку жидкости в системе охлаждения.
- Дополнительной. Устанавливается не на всех автомобилях и может предназначаться для вспомогательного охлаждения в регионах с очень жарким климатом, снижения температуры отработавших газов, охлаждения турбонагнетателя в моторах с турбонаддувом, дополнительного охлаждения двигателя после остановки. В отличие от основного насоса, дополнительный приводится в работу индивидуальным электродвигателем.
Сроки эксплуатации насоса для перекачки охлаждающей жидкости зависят от типа конструкции его корпуса. По этому параметру различают:
- Разборные. Этот тип применяется в старых и отечественных автомобилях. Такая конструкция позволяет выполнить ремонт и промывку помпы.
- Неразборные. В большинстве стран помпа двигателя считается недорогой расходной запчастью, а потому многие производители перешли к изготовлению неразборных насосов. Их необходимо полностью заменять каждые 60 тысяч километров пробега автомобиля. При установке нового насоса обязательно выполняется замена приводного ремня.
Помимо описанных выше конструкций, также существуют отключаемые насосы. Они позволяют отключать поступление охлаждающей жидкости, пока она не прогреется до температуры 30°С. Это позволяет обеспечить более быстрый прогрев двигателя и улучшить показатели расхода топлива.
Возможные неисправности помпы системы охлаждения
Поломка насоса охлаждающей жидкости может привести к остановке всей системы. Это может серьезно отразиться на состоянии двигателя. Наиболее частыми проблемами помпы являются:
- Износ уплотнителя (сальника). В этом случае происходит утечка охлаждающей жидкости.
- Поломка рабочего колеса. При разрушении крыльчатки нагнетание жидкости становится хуже (падает давление) или вовсе прекращается.
- Заклинивание подшипников. Если смазка насоса ухудшается, что также может быть следствием подтекания жидкости охлаждения, помпа начинает работать с перебоями.
- Увеличение люфта между крыльчаткой и валом насоса. В процессе работы рабочее колесо, закрепленное на валу, может разболтаться, что приводит к нестабильной работе помпы и другим поломкам.
- Химическая коррозия. Чаще всего эта проблема затрагивает рабочее колесо насоса и возникает, если используются жидкости низкого качества.
- Разрушение под действием кавитации. Пузырьки воздуха, которые могут возникать при работе насоса, интенсивно разрушают его изнутри, что приводит к ломкости деталей и их поражению коррозией.
- Загрязнение системы. Химические отложения и просто грязь, попадающая внутрь насоса, со временем образуют твердый налет на его деталях, что затрудняет вращение рабочего колеса и прохождение жидкости.
- Разрушение подшипников. В этом случае при работе насоса появляется характерный свист. Заменить такие подшипники сложно, а потому в этом случае насос просто меняют.
- Обрыв ремня привода. При использовании некачественного ремня или несвоевременной его замене может произойти разрыв или проскальзывание.
При остановке рабо
Добрый день, дорогие друзья. Помпа – водяной насос, установленный в автомобили, предназначенный для циркуляции охлаждающей жидкости в системе охлаждения двигателя. Она качает тосол или антифриз из радиатора (большой круг) и печки салонного отопителя, и закачивает его в рубашку охлаждения мотора. Таким образом, происходит циркуляция жидкости в системе.
Благодаря помпе жидкость «забирает» тепло от двигателя и отдает его сотам радиатора, охлаждаясь и возвращаясь вновь в ДВС, чтобы забрать очередную порцию тепла. Кроме этого, помпа прокачивает тосол через радиатор салонного отопителя, что дает Вам возможность прогревать салон автомобиля.
Где находится помпа
Ее местоположение не сложно определить. К ней подключены шланги системы охлаждения, вращение приводится с помощью ремня ГРМ или навесного оборудования. На разных моделях авто ее месторасположение может отличаться. Например, на ВАЗ 2101-07 она расположена в передней части моторного отсека, в районе термостата. Привод осуществляет ремнем от коленвала двигателя.
Принцип работы помпы автомобиля
Как говорилось выше – это водяной насос, центробежного действия. Он перекачивает рабочую жидкость из теплообменников (радиаторов) в камеру двигателя (рубашку охлаждения). Эта камера устроена так, что огибает все цилиндры, часть ее проходит через головку блока мотора. Жидкость, проходя по ней, отбирает часть тепла из камер сгорания, нагревается и за счет давления, создаваемого помпой, направляется в радиаторы.
Хочется заметить, что именно в такой последовательности циркулирует жидкость. Насос берет охлажденную жидкость и качает ее в двигатель, а не наоборот. Это обусловлено критериями надежности и долговечности. Если горячий тосол будет попадать в помпу, а затем качаться в теплообменники, то срок службы насоса будет минимален. Потому что в его конструкции есть сальники, подшипники, не рассчитанные на такие температуры. Об этом поговорим ниже.
Устройство водяного насоса автомобиля
Его конструкция максимально упрощена. Все простое – гениально и меньше ломается. Он состоит из вала, который держится в корпусе двумя подшипниками. На валу, внутри насоса, закреплена крыльчатка, которая заставляет циркулировать антифриз в системе. Она бывает из металла или пластика. Первая надежнее, вторая – дешевле.
Между рабочей камерой и подшипниками расположен сальник. Он предотвращает попадание ОЖ в подшипники и вытекания ее наружу под капот автомобиля. Корпус вылит из алюминия или чугуна, способного выдерживать перепады температур и вибрацию. Он состоит из двух частей. Между ними установлена резиновая прокладка. Благодаря такой конструкции можно осуществлять замену помпы без ее демонтажа из корпуса двигателя.
На противоположной стороне вала, снаружи, находится приводной шкив. Который прочно закреплен на валу и приводится во вращение ремнями навесного оборудования или ГРМ (все зависит от модели автомобиля). Например, на ВАЗ 2107 – ремень генератора, Опель Кадет – ГРМ. Поэтому, скорость циркуляции жидкости зависит от скорости вращения коленвала двигателя, чем выше обороты, тем быстрее движется ОЖ по системе.
Слабым звеном в конструкции являются сальник и подшипник. Первый начинает пропускать тосол, который, попадая в рабочую полость подшипников, вымывает смазку из них. Как следствие – повышенный шум, а потом заклинивание помпы. Бывают случаи, когда подшипники начинают «выть» раньше, чем изнашивается сальник. Это невысокое качество деталей дает о себе знать. Ресурс механизма от 60 до 100 тыс. км. В некоторых случая он требует замены и на 30 тыс., а некоторые экземпляры выхаживали 160 тыс. км.
Признаки поломки помпы
- Лужа антифриза под машиной в районе насоса. Это связано с механическим износом сальника и протечкой охлаждающей жидкости через дренажное отверстие в корпусе насоса.
- Повышенный шум, гул при работе двигателя, исходящий от помпы – износ подшипников.
- Двигатель перегревается или печка салона дует холодным воздухом. Есть две причины – воздушная пробка в системе, как от нее избавится, я рассказывал в статье про смену охлаждающей жидкости или поломка крыльчатки помпы. Она может рассыпаться от старости или грязи в системе охлаждения.
- Повышенный люфт шкива. Его можно ощутить руками, если пошатать за него в разные стороны. В исправной помпе его не должно быть. Люфтить начинает из-за поломки подшипников, когда его обойма ломается и шарики высыпаются в полость подшипника. Как следствие – скорое заклинивание помпы.
Причины выхода из строя автомобильной помпы
Главная причина – механический износ деталей. Часто «вырабатывается» сальник вала. Антифриз из рабочей полости просачивается в места нахождения подшипников. Со временем смазка из них вымывается, они начинают «гудеть» и заклинивать.
Примеси, грязь в системе охлаждения приводят к разрушению и заклиниванию крыльчатки. Поэтому нужно следить за качеством охлаждающей жидкости и вовремя промывать систему охлаждения.
Использование воды в качестве хладагента или некачественного тосола приводит к образованию коррозии в системе. Это тоже прямой путь к клину насоса. По поводу качества жидкости. Она тоже имеет свой срок службы. Со временем ее состав меняется, вымываются специальные присадки. Вследствие чего в ней могут образовываться пузырьки воздуха, который лопаются, и образовывать в металлических частях помпы круглые отверстия.
Кроме негерметичного сальника подшипники могут прийти в негодность из-за повышенного натяга ремня привода шкива. Если его перетянуть, то подшипники разрушаться, появится значительный люфт. Как следствие – заклинивание водяного насоса авто.
Качество литья корпуса помпы или его элементов. В результате могут образовываться трещины, сальник течет через 5-10 тыс. км, подшипник может «загудеть» еще раньше. Ремонт помпы не даст гарантии ее долгой и надежной работы. Рекомендуется не заниматься ее ремонтом, а покупать качественную деталь проверенных производителей.
Водяной насос — это неотъемлемая часть системы охлаждения двигателя внутреннего сгорания, любого транспортного средства. Устройство этого узла достаточно простое, а предназначение понятно с самого названия.
Описание и устройство помпы
Помпа охлаждения двигателя или водяной насос — это часть системы, которая охлаждает нагретый мотор. Без работоспособности системы или выхода со строя компонентов, моторы перегреваются и приносят много бед своим владельцам.
Водяной насос или помпа системы охлаждения двигателя обеспечивает циркуляцию жидкости через силовой агрегат к охладительным элементам, чем обеспечивает постоянную рабочую температуру внутри конструкции.
Прежде чем приступить непосредственно к разбору основных элементов водяного насоса, стоит понимать общую систему охлаждения движка. Для этого стоит рассмотреть, какие элементы в нее входят, и как проходит процесс циркуляции охлаждающей жидкости:
- Радиатор.
- Расширительный бачок.
- Водяной насос.
- Термостат.
- Водяная рубашка внутри двигателя.
- Комплект патрубков.
- Сливные краны и заглушки.
К расширенному кругу деталей системы охлаждения двигателя стоит отнести также: радиатор печки и патрубки печки.
Помпа системы охлаждения двигателя проводит циркуляцию охлаждающей жидкости по системе. Таким образом, стоит понимать, что и как любой насос, она состоит из деталей, а именно:
- Корпус.
- Крыльчатка.
- Приводной вал.
- Подшипник.
- Уплотнительное кольцо.
- Пружинка зажимная (на старых моделях отечественных автомобилей).
- Шкив (на большинстве моделей съемная часть помпы).
Как работает изделие? При помощи приводного ремня, который зацеплен за шкив система приводится в работу. Движение со шкива передается на вал, а затем и на крыльчатку, которая уже и проводит циркуляцию охлаждающей жидкости.
Стоит отметить, что больше обороты коленчатого вала, тем больше греется двигатель, поэтому шкив коленвала спарен при помощи ремня со шкивом водяного насоса.
Таким образом, чем быстрее крутится главный вал силового агрегата, тем большие обороты помпы, а поэтому циркуляция охлаждающей жидкости проводится быстрее. Проще говоря, чем быстрее крутится коленчатый вал, тем быстрее нужно проводить охлаждение, поэтому и спаривают обороты к/вала и помпы.
Основные неисправности
Неисправный водяной насос может принести немало бед для владельца своего автомобиля, поскольку нарушается система циркуляции охлаждающей жидкости, что ведет к перегреву мотора. Таким образом, нужно знать и понимать, как определить неисправность помпы, а также вовремя заменить деталь.
Стоит отметить, что большинство современных автомобилей оснащены неразборными помпами. Поскольку стоимость детали низкая, и нет смысла проводить переборку элемента. В таких странах, как США и Германия, такой элемент, как водяной насос системы охлаждения считается расходным материалом.
Итак, как распознать неисправность водяного насоса:
- При запуске двигателя на холодную слышен глухой звук с подкапотного пространства. Стоит отметить, что это может быть связано с другими неисправностями, такими как генератор или приводной ремень.
- Из-под шкива помпы видны подтеки охлаждающей жидкости. Это означает, что появился люфт между валом и корпусом, или износился резиновый уплотнитель.
- При проведении диагностики слышен люфт подшипника водяного насоса, но не видно подтеков охлаждающей жидкости. В данном случае, если помпа разборная достаточно заменить подшипник, если нет — придется менять весь элемент.
Методы устранения неисправностей
Устранение поломки водяного насоса зависит от конструктивных особенностей автомобиля. Так, если водяной насос разборной (для старых моделей автомобилей), есть возможность его перебрать, а вот для неразборных придется менять элемент в сборе.
Ремонт разборной помпы
Ремонт разборного водяного насоса стоит доверить профессионалам, поскольку они знают допустимые зазоры между валом и корпусом, а также могут определить ремонтнопригодность элемента. Так, если было решено, что насос пригодный для ремонта, необходимо провести следующие действия:
- Снимаем ремень со шкива насоса.
- Демонтируем сам шкив (обычно закреплен на 3 или 4 болтах).
- Откручиваем корпус и снимаем помпу в сборе.
- С внутренней части демонтируем крыльчатку и стопорные кольца вала.
- Проводим выпрессовку приводного вала.
- Выпрессуем подшипник, который наверняка остался в корпусе.
- Теперь необходимо заменить детали, которые были изношены.
- Сборка проводится в обратном порядке.
Конечно, для каждой модели автомобиля этот процесс будет проводиться по-разному, все зависит от конструктивных особенностей транспортного средства и силового агрегата.
Замена неразборного водяного насоса
Процесс замены неразборного водяного насоса достаточно типичный для всех автомобилей. Так, нет необходимости снимать шкив, поскольку он идет в сборе. Итак, рассмотрим, последовательность действий направленные на замену помпы:
- Снимаем приводной ремень со шкива водяного насоса.
- Откручиваем болты крепления корпуса от блока цилиндров.
- Вынимаем водяной насос.
- Сборку проводим в обратном порядке.
Стоит отметить, что большинство автомобилистов не знают, что между водяным насосом и корпусом двигателя есть прокладка, которая в комплекте с новой деталью зачастую не идет и ее необходимо покупать отдельно.
Последствия несвоевременной замены водяного насоса
После того, как были рассмотрены основные вопросы, которые касаются устройства, работы и неисправностей водяного насоса стоит рассмотреть вопрос последствий несвоевременной замены изделия.
Многие автомобилисты после появления свиста или подтекания помпы продолжают ездить в таком неисправном техническом состоянии, при этом, не задумываясь, чем это ожжет грозить. Таким образом, появляются косвенные признаки того, что ситуация подошла к критической отметке.
Например, постоянно работающий вентилятор охлаждения может не только указывать на неработоспособный термостат, а и о недостатке «охлаждайки» в системе, из-за того, что она вытекает из-под шкива.
Итак, рассмотрим, к каким последствиям стоит готовиться автомобилисту при несвоевременном ремонте узла:
- Постоянные подтекания жидкости снижают уровень охлаждающей жидкости в системе, что приводит сначала к постоянной работе термостата и доливке жидкости, а затем к перегреву.
- В свою очередь, перегрев чреват серьезными последствиями, такими, как повреждением внутренних элементов головки блока цилиндров. Самым страшным вариантом становится прогиб и деформация плоскости ГБЦ, что тянет за собой другие страшные последствия.
- Также, постоянные перегревы способствуют тому, что в корпусе головки блока и блока цилиндров появляются трещины, которые достаточно тяжело устранить.
- Самым страшным последствием является то, что после деформации ГБЦ охлаждающая жидкость может пойти вовнутрь камер сгорания, а это гидроудар, последствием которого становится полный и бесповоротный капитальный ремонт силового агрегата или замена движка вовсе. Это может серьезно ударить по карману владельца.
На основании выше изложенного, ремонт водяного насоса системы охлаждения стоит проводить вовремя, при обнаружении первых признаков неисправности. Если это не сделать последствия могут стать плачевными для двигателя и владельца транспортного средства.
Вывод
Насос системы охлаждения двигателя — неотъемлемая часть системы охлаждения силового агрегата. Неисправность данного элемента может привести к тому, что двигатель начнется перегреваться, а это в свою очередь может привести к негативным последствиям. Первыми признаками выхода со строя помпы является глухой свист после запуска на холодную и подтеки со шкива.
Зачем нужна мотопомпа?
Мотопомпа представляет собой центробежный насос для перекачки жидкости, работающий от двигателя внутреннего сгорания. Большая мощность двигателя обеспечивает высокую производительность насоса, а отсутствие привязки к электросети – автономность. Поэтому мотопомпы применяются там, где требуется быстро перекачать большой объем жидкости или там, где нужен насос, а электричества нет:
— наполнение-осушение бассейнов и искусственных водоемов;
— удаление воды из котлованов и траншей;
— откачка воды из затопленных помещений, осушение погребов и колодцев;
— тушение пожаров;
— откачка воды на плавательных средствах;
— откачка сточных вод из септиков и выгребных ям;
— заполнение и осушение резервуаров для полива и водоснабжения.
Непосредственно для полива или водоснабжения мотопомпы применяются редко: производительность даже маломощных помп составляет сотни литров в минуту, что слишком много для большинства частных домов и хозяйств. Кроме того, мотопомпа не может продолжительное время работать в автономном режиме. Поэтому при организации водоснабжения и полива она чаще используется для заполнения промежуточного резервуара; раздача воды потребителям уже производится с помощью другого насоса.
Опять же, в большинстве частных хозяйств есть электричество, поэтому использование погружныхили поверхностныхнасосов будет оправданнее. А вот при археологических и иных раскопках, копании колодцев и траншей, строительстве и обслуживании искусственных водоемов – мотопомпа может оказаться незаменимым помощником. Следует только определиться с условиями работы и подобрать технику с соответствующими характеристиками.
Характеристики мотопомп
По назначениюмотопомпы делятся на три вида:
— для чистой воды: это техника, предназначенная для перекачки «прозрачной» воды с небольшим количеством загрязнений. Такие помпы можно использовать для заполнения и осушения бассейнов, резервуаров питьевой воды и воды для полива.
— для слабозагрязненной воды – подходят для откачки воды из затопленных помещений и искусственных водоемов. Такие помпы способны перекачивать замутненную воду с включениями твердых частиц размером до 10 мм.
— для сильнозагрязненной воды – подходят для осушения траншей, раскопов и откачки сточных вод. Могут справиться с грязной водой, содержащей включения размером 30 мм и более.
Мощностьдвигателя мотопомпы прямо влияет на её производительность, глубину всасывания, создаваемый напор (высоту подъема) и цену. Но многое также зависит и от конструкции насоса — две помпы с одинаковой мощностью могут сильно различаться по напору и производительности.
Поэтому, при выборе помпы на мощность следует смотреть уже после подбора остальных характеристик – чем выше мощность у подобранной техники, тем скорее она обеспечит заявленные значения напора и производительности.
И наоборот, если среди помп примерно одинаковых характеристик какая-то выделяется низкой мощностью, то, скорее всего, заявленных характеристик в реальных условиях она показать не сможет. Впрочем, это не всегда плохо – некоторые владельцы неэлектрофицированных участков намеренно покупают маломощные дешевые мотопомпы для полива. Выдавай такая помпа заявленные 130-150 л/мин, это было бы слишком много. Но, при ненулевых глубине всасывания и высоте подъема, реальная производительность таких помп составляет 30-80 л/мин, поэтому их вполне можно использовать для ручного полива.
Тип двигателя.
Бензиновыемотопомпы получили наибольшее распространение благодаря простоте конструкции, невысокой цене и небольшому весу. Для большинства задач бензиновые помпы предпочтительнее.
Дизельныемотопомпы экономичнее и имеют больший ресурс двигателя. Но весят они намного больше бензиновых. Дизельная мотопомпа будет предпочтительнее, если часто переносить её не требуется, но работать ей придется долго и помногу.
Производительностьпоказывает, за какое время помпа перекачает определенный объем жидкости. Чем производительность выше, тем быстрее помпа справится со своей задачей.
С другой стороны, чем выше производительность, тем больше мощность, вес и цена техники. Поэтому производительность следует подбирать в соответствии с задачами, которые придется решать мотопомпе.
Для осушения колодцев, наполнения/осушения резервуаров объемом до 5000 л будет вполне достаточно помпы с производительностью 150-170 л/мин.
Для откачки воды из затопленных помещений площадью до 10 м2, заполнения/осушения небольших бассейнов и искусственных водоемов потребуется производительность в 300-500 л/мин.
Наибольшая производительность (от 1000 л/мин и больше) потребуется при перекачке больших объемов воды – из бассейнов, искусственных и естественных водоемов, котлованов и пр.
При подборе производительности следует иметь в виду, что в характеристиках помпы приводится её значение для нулевой глубины всасывания и нулевого же подъема. Чем с большей глубины откачивается вода и чем на большую высоту она поднимается, тем производительность ниже. В руководстве по эксплуатации помпы обычно приводятся графики зависимости производительности от глубины всасывания и высоты подъема – ознакомьтесь с ними перед покупкой техники.
Напор(высота подъема/высота водяного столба) показывает, на сколько метров помпа способна поднять откачиваемую воду. У разных насосов этот параметр варьируется от 20 до 70 м. С одной стороны, этого достаточно для большинства задач. С другой стороны, производительность помпы падает с увеличением высоты подъема и на максимальной высоте подъема производительность будет близка к 0. Поэтому лучше подбирать помпу с запасом по напору.
Глубина всасыванияпоказывает, с какой максимальной глубины помпа способна поднимать воду. Имейте в виду, что при всасывании с этой глубины, производительность помпы будет много ниже паспортной. Глубина всасывания большинства помп составляет 7-8 метров. При необходимости откачивания воды с большей глубины (осушение колодцев, глубоких подвалов и пр.) помпу придется опустить ближе к поверхности воды с соответственным увеличением высоты подъема – обратите на это внимание при расчете требуемого напора.
При подборе производительности, глубины всасывания и высоты подъема обратите внимание также на диаметр патрубков шланга. Имейте в виду, что максимальных значений по производительности и напору помпа достигает при использовании её со шлангами, соответствующими диаметру патрубка. Использование шлангов меньшего диаметра приведет к увеличению сопротивления и снижению производительности. Шланг большего диаметра увеличит массу столба воды и также снизит производительность.
Обратите также внимание надопустимый диаметр твердых частиц – это особенно важно на помпах для грязной воды, не оснащенных фильтрами. Если диаметр частиц превысит допустимый, это может привести к поломке насоса.
Запуск двигателя.
Большинство мотопомп оборудовано веревочным стартером для ручного пуска. При соблюдении условий эксплуатации, пуск двигателя с помощью такого стартера затруднений не вызывает. Но если запускать двигатель приходится часто, то наличие электростартера может заметно облегчить работу с помпой. С другой стороны, электростартер заметно увеличивает цену и вес мотопомпы.
Объем топливного бака подбирается в соответствии с требуемой продолжительностью работы помпы. Обычно производитель рассчитывает объем бака таким образом, чтобы его хватило на 1-2 часа непрерывной работы. Чаще всего время работы на одной заправке приводится в паспорте, если его нет, ориентировочно время непрерывной работы можно рассчитать, поделив объем бака на расход (л/ч). Четырехтактные бензиновые мотопомпы производительностью до 300 л/мин потребляют около 0,5-0,7 литров топлива в час, 300-700 л/мин – 0,7-1,2 л/ч, 700-1200 л/мин – 1,2-2 л/час и т.д. Дизельные мотопомпы потребляют примерно вдвое меньше.
На вес мотопомпы следует обратить внимание не в последнюю очередь. Мощные производительные помпы могут весить 50 кг и более. Если предполагается, что помпу придется поднимать и переносить в одиночку, ориентируйтесь на модели с весом не более 30 кг.
Варианты выбора мотопомп
Мотопомпы, вообще-то, не предназначены для организации ручного полива, но если вам необходим полив при отсутствии электричества, для этой цели можно использовать [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9d76816404e77/motopompy/?p=1&mode=list&f=1.1-1.7&f=130-150]маломощные низкопроизводительные мотопомпы. Стоят они недорого, весят немного, а при ненулевой высоте подъема и использовании тонких садовых шлангов, производительность будет вполне подходящей для ручного полива.
Если вы занимаетесь земляными работами, копкой колодцев, погребов и траншей, вам наверняка приходилось сталкиваться с проблемой грунтовых вод. Для решения этой проблемы потребуется [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9d76816404e77/motopompy/?p=1&mode=list&f=6f17&f=26ikj-6f1m]мотопомпа для грязной воды с большой глубиной всасывания.
В «глухих углах», которых немало по России, пожар может принести огромный вред – ведь пока ближайшая пожарная машина туда доедет, может пройти слишком много времени. Предусмотрительным домовладельцам в таких местах следует подумать о покупке пожарной помпы – [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9d76816404e77/motopompy/?p=1&mode=list&f=6f16-6f15&f=30.8-76]высокопроизводительной мотопомпы с большим напором.
При обслуживании бассейнов не обойтись без [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9d76816404e77/motopompy/?p=1&mode=list&f=6f15&f=400-1800]высокопроизводительной помпы для чистой воды.
Для откачки ливневых и грунтовых вод из затопленных помещений вам потребуется [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9d76816404e77/motopompy/?p=1&mode=list&f=6f16&f=400-1800]производительная помпа для слабозагрязненной воды.
Если вам требуется стационарная мотопомпа для частой и продолжительной откачки воды – выбирайте среди [url=»https://www.dns-shop.ru/catalog/17a9d76816404e77/motopompy/?p=1&mode=list&f=4wpri]моделей с дизельным двигателем.
г. Москва, Айвазовского, 2Ас2, АЗС «Роснефть» г. Москва, Академика Королева, 12А, АЗС «Роснефть» г. Москва, Верейская, 7, стр. 2 г. Москва, Волгоградский проспект, 24, стр. 1, АЗС «BP» г. Москва, Волоколамское шоссе, 79, АЗС «Роснефть» г. Москва, Героев Панфиловцев, 26 г. Москва, Декабристов, 49Б, АЗС «Роснефть» г. Москва, Дмитровское шоссе, 91А г. Москва, Загородное шоссе, 7, корп. 1 (Севастопольский проспект) г. Москва, Ижорская, 8Б г. Москва, Куликовская, 20, стр. 1 г. Москва, Ленинский проспект, 137А, АЗС «BP» г. Москва, Люблинская, 92, АЗС «Роснефть» г. Москва, Маршала Катукова, 1 г. Москва, Мичуринский проспект, 21, корп. 2 г. Москва, Можайское шоссе, 43, АЗС «BP» г. Москва, Молдавская, 4 г. Москва, Нахимовский проспект, 24А, АЗС «BP» г. Москва, Пришвина, 2А г. Москва, Проспект Мира, 94, АЗС «Роснефть» г. Москва, Профсоюзная, 84А, стр. 2, АЗС «BP» г. Москва, Рязанский проспект, 26, корп. 2, АЗС «Роснефть» г. Москва, Свободы, 79 г. Москва, Северодвинская, 20А г. Москва, Скульптора Мухиной, 13 г. Москва, Тимирязевская, 38А, АЗС «Роснефть» г. Москва, Шипиловская, 28Г г. Москва, Щелковское шоссе, 2/1, АЗС «BP» г. Москва, Щелковское шоссе, 98/57 г. Москва, шоссе Энтузиастов, 63, АЗС «BP» г. Москва, Ярославское шоссе, 38, стр. 1 г. Москва, Ясеневая, 13, АЗС «BP» г. Москва, Зеленоград, 1812 г. Москва, Зеленоград, 514, стр. 1 г. Москва, Зеленоград, 4801, д. 3, АЗС «BP» г. Москва, 55-й км МКАД, авторынок ТК «АвтоМОЛЛ» г. Москва, 62-й км МКАД, вл. 7, АЗС «Роснефть» г. Москва, 80-й км МКАД, авторынок «Тэнек» МО, Балашиха, шоссе Энтузиастов, 1/2 МО, Балашиха, шоссе Энтузиастов, 84 МО, Балашиха, Щелковское шоссе, 1Б МО, Балашиха, деревня Черное, Агрогородок, вл. 77 МО, Красногорск, Знаменская, 9, АЗС «BP» МО, Красногорск, Ленина, 5 МО, Мытищи, Олимпийский проспект, 31А МО, Подольск, Правды, 40 МО, Солнечногорский район, деревня Черная Грязь МО, Электроугли, Железнодорожная, 29, стр. 1 МО, г. Орехово-Зуево, Малодубенское шоссе, 3
Подавляющее большинство автомобилей (легковых и коммерческих автомобилей), которые продаются сегодня, оснащены двигателями внутреннего сгорания . В этой статье мы расскажем, как работает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с двигателем .
Двигатель внутреннего сгорания классифицируется как тепловой двигатель . Он называется внутренним , потому что сгорание топливовоздушной смеси происходит внутри двигателя, в камере сгорания, и некоторые из сгоревших газов являются частью нового цикла сгорания.
По сути, двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию горючей воздушно-топливной смеси в механическую энергию . Он называется , 4 такта, , потому что поршню требуется 4 такта для выполнения полного цикла сгорания. Полное название двигателя для легкового автомобиля: 4-х поршневой двигатель внутреннего сгорания , сокращенно ICE (Двигатель внутреннего сгорания).
Теперь давайте рассмотрим, какие из них являются основным компонентом ICE.
Изображение: детали двигателя внутреннего сгорания (DOHC) | Условные обозначения:
TDC — верхняя мертвая точка BDC — нижняя мертвая точка |
Головка цилиндра (8 ) обычно содержит распределительный вал (ы), клапаны, клапанные ковши, возвратные пружины клапана, свечи зажигания и форсунки (для двигателей с прямым впрыском).Через головку цилиндров протекает охлаждающая жидкость двигателя.
Внутри блока двигателя (12) мы можем найти поршень, шатун и коленчатый вал. Что касается головки цилиндров, то через блок цилиндров протекает охлаждающая жидкость, помогающая контролировать температуру двигателя.
Поршень движется внутри цилиндра от BDC до TDC. Камера сгорания — это объем, создаваемый между поршнем, головкой цилиндров и блоком цилиндров, когда поршень находится близко к ВМТ.
На рисунке 1 мы можем рассмотреть полный набор механических компонентов ДВС.Некоторые компоненты зафиксированы (например, головка цилиндра, блок цилиндров), а некоторые из них движутся. На рисунке ниже мы рассмотрим основную движущуюся часть ДВС, которая преобразует давление газа внутри цилиндра в механическую силу.
Изображение: движущиеся части двигателя внутреннего сгорания
Условные обозначения:
- Звездочка распределительного вала
- Поршень
- Коленчатый вал
- Шатун
- Клапан Клапан
- Клапан
- Распределительный вал
Вращение распределительного вала Синхронизация вращения с вращением коленчатого вала через зубчатый ремень или цепь.Положение впускного и выпускного клапанов должно быть точно синхронизировано с положением поршня, чтобы циклы сгорания происходили соответствующим образом.
Полный цикл двигателя для 4-тактного ДВС имеет следующие фазы (такты):
- впуск
- компрессия
- мощность (расширение)
- выпуск
Ход — это движение поршня между двумя мертвыми центры (снизу и сверху).
Теперь, когда мы знаем, какие компоненты ДВС, мы можем исследовать, что происходит в каждом такте цикла двигателя.В таблице ниже вы увидите положение поршня в начале каждого хода и подробную информацию о событиях, происходящих в цилиндре.
Ход 1 — INTAKE
Ход впуска двигателя внутреннего сгорания | В начале такта впуска поршень находится вблизи ВМТ. Впускной клапан открывается, поршень начинает двигаться в направлении BDC. Воздух (или воздушно-топливная смесь) втягивается в цилиндр. Этот ход называется INTAKE, потому что свежий воздух / смесь забирается в двигатель.Ход впуска заканчивается, когда поршень находится в BDC. Во время такта впуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов). |
Ход 2 — СЖАТИЕ
Ход сжатия двигателя внутреннего сгорания | Ход сжатия начинается с поршня в BDC, после завершения такта впуска. Во время такта сжатия оба клапана, впускной и выпускной, закрыты, и поршни движутся в направлении ВМТ.Когда оба клапана закрыты, воздух / смесь сжимаются, достигая максимального давления, когда поршень приближается к ВМТ. До того, как поршень достигнет ВМТ (но очень близко к нему), во время такта сжатия:
Во время такта сжатия двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов) больше, чем ход впуска. |
Stroke 3 — POWER
Рабочий ход двигателя внутреннего сгорания | Рабочий ход начинается с поршня в ВМТ.Оба клапана, впускной и выпускной, все еще закрыты. Сгорание воздушно-топливной смеси начинается в конце такта сжатия, что вызывает значительное повышение давления внутри цилиндра. Давление внутри цилиндра толкает поршень вниз к BDC. Только во время рабочего хода двигатель вырабатывает энергию. |
Ход 4 — ВЫХЛОП
Ход выхлопа двигателя внутреннего сгорания | Ход выхлопа начинается с поршня на BDC, после окончания рабочего хода.Во время этого хода выпускной клапан открыт. Движение поршня от BDC к TDC выталкивает большую часть выхлопных газов из цилиндра в выхлопные трубы. Во время такта выпуска двигатель потребляет энергию (коленчатый вал вращается из-за инерции компонентов). |
Как видно, для полного цикла сгорания (двигатель) поршень должен выполнить 4 такта. Это означает, что один цикл двигателя занимает двух полных оборотов коленчатого вала (720 °).
Единственный ход, который производит крутящий момент (энергию), это , рабочий ход , все остальные потребляют энергию.
Линейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала через шатун.
Для лучшего понимания мы суммируем начальное положение поршня, положение клапана и энергетический баланс для каждого хода.
| Ход хода | Название хода | Начальное положение поршня | Состояние впускного клапана | Состояние выпускного клапана | Энергетический баланс | В энергетическом балансе 9284 | В наличии | Энергетический баланс | TDC | Открыто | Закрыто | Расходы |
| 2 | Сжатие | BDC | Закрыто | Закрыто | Расход | |||||||
| 3 | Мощность | Закрыто | Закрыто | Закрыто | Закрыто | Производит | ||||||
| 4 | Выхлоп | BDC | Закрыто | Открыто | Расходует |
В анимации ниже вы можете ясно увидеть, как работает двигатель внутреннего сгорания.Обратите внимание на положение поршня, положение клапана, момент, когда происходит воспламенение, и последовательность ударов.
Анимация двигателя внутреннего сгорания
В следующих статьях мы подробнее рассмотрим параметры, характеристики и компоненты двигателя внутреннего сгорания. Если у вас есть вопросы или комментарии по поводу этой статьи, используйте форму ниже для размещения.
Не забудьте лайкать, делиться и подписываться!
Проверьте свои знания в области двигателей внутреннего сгорания, пройдя тест ниже:
Викторина! (нажмите, чтобы открыть)
.Двигатели внутреннего сгорания — Wikiversity
Двигатели внутреннего сгорания (или IC Двигатели или ICE, как их можно также назвать) используются в повседневной жизни и могут быть найдены в: автомобилях; грузовики; мотоциклы; легкие самолеты; строительная техника и транспортные средства; железнодорожные локомотивы; стационарные энергосистемы; и лодки и корабли всех размеров. Изучение двигателей превратилось в отрасль машиностроения.
Существует два типа двигателей IC,
- Четырехтактный двигатель и
- Двухтактный двигатель
Также двигатели могут быть классифицированы по циклам, которые они следуют, приведенные ниже
- Дизельный двигатель
- бензиновый двигатель
Четырехтактные двигатели, как следует из названия, имеют четыре различных цикла, а именно
a.впуск
б. сжатие
гр. зажигание / расширение
d. выхлоп
В двухтактном режиме всего два цикла, и каждый из них имеет два цикла, работающих одновременно.
впуск / выпуск
б. воспламенение / сжатие
Несколько определений:
TDC: верхняя мертвая точка. Это самая верхняя часть, которую поршень может достичь в вертикальном двигателе.
BDC: нижняя мертвая точка. Это самая нижняя часть, которую поршень может достичь в вертикальном двигателе.
Коэффициент сжатия Двигатель внутреннего сгорания в основном представляет собой насос, который сжимает воздушно-топливную смесь (или просто «воздух» в случае двигателей с непосредственным впрыском) и затем зажигает ее, чтобы она расширялась и производила механическую энергию. Степень сжатия в основном говорит о том, насколько сильно двигатель сжимает определенный объем воздуха, который он всасывает. Двигатель со степенью сжатия 12: 1 означает, что на каждые 12 единиц всасываемого воздуха поршень сжимает этот воздух до объема 1 единицы.Чем больше воздуха вытесняется в камеру сгорания, тем больше энергии вырабатывается на мощность двигателя в ходе такта расширения.
Одним из ограничивающих факторов в увеличении степени сжатия называется детонация (известная как детонация или пинг двигателя), когда вместо контролируемого горения смесь воздуха и топлива взрывается, что потенциально может повредить двигатель. Кроме того, двигатель с более высокой степенью сжатия имеет тенденцию к меньшему зазору между поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ) и полностью открытыми клапанами, а работа на высоких оборотах может привести к смещению клапана, что может привести к контакту между клапанами и поршнем.
Коэффициент сжатия = (Рабочий объем + объем зазора) / Объем зазора
Рабочий объем = объем поршня, пройденного за один полный ход от ВМТ до ВМТ
Объем свободного пространства = объем камеры сгорания, когда поршень находится в ВМТ
Бензиновый двигатель Бензиновые двигатели, также известные как двигатели с искровым зажиганием, нуждаются во внешнем источнике энергии для зажигания топлива как для запуска, так и для работы двигателя. Как следует из обоих названий, этот двигатель использует свечи зажигания для обеспечения искры зажигания и бензин (бензин) в качестве топлива.
Системы бензинового двигателя
1. Топливная система подает топливо из бензобака в карбюратор. Там он смешивается с воздухом и всасывается в цилиндры двигателя. С электронным впрыском топлива, он идет прямо из бака в цилиндры с помощью электронного компьютера.
2. Система зажигания подает искры для зажигания топливной смеси в цилиндрах. С помощью катушки зажигания и размыкателя контактов он заряжает 12-вольтовую батарею, которая, в свою очередь, генерирует импульсы 20000 вольт.Они проходят через распределитель к свечам зажигания в цилиндрах, где они создают искры. Зажигание топлива в цилиндрах дает температуру 700 ° C и более.
3. В системе водяного охлаждения, при которой вода циркулирует через каналы в блоке цилиндров, отводя тепло. Он течет по трубам в радиаторе, которые охлаждаются продуваемым воздухом вентилятором.
4. Система смазки также снижает тепловыделение, но ее функциональная задача заключается в покрытии движущихся частей маслом, которое под давлением подается к распределительному валу, коленчатому валу и приводному клапану.
5. Карбюратор — это сердце бензинового / бензинового двигателя. Он измеряет топливно-воздушную смесь в точных пропорциях. Старые карбюраторы производят опережение, измеряя разницу давления между внешней и внутренней частью карбюратора. Количество продвижения дросселя также измеряется. Останки двигателя, которые могут быть окисью углерода или несгоревшими углеводородами, показывают, насколько хорошо работает карбюратор.
Классификация бензиновых двигателей
Поршневые двигатели классифицируются по нескольким направлениям.Некоторые из них как:
1. В зависимости от способа охлаждения,
а. Двигатели с воздушным охлаждением: тепло от двигателя излучается в окружающий воздух. Обычно предусмотрены алюминиевые ребра, так как они являются хорошими проводниками тепла. Ребра увеличивают общую площадь контакта с окружающим воздухом, обеспечивая максимальное рассеивание тепла.
б. Двигатели с водяным охлаждением: эти двигатели циркулируют охлаждающую жидкость / воду через рубашки, предусмотренные на цилиндре, для проведения тепла
2. В зависимости от количества ударов,
а. 2-тактные двигатели: завершает термодинамический цикл за два хода поршня (один оборот коленчатого вала).
б. 4-тактные двигатели: завершает термодинамический цикл за четыре такта поршня (два оборота коленчатого вала).
3. в соответствии с расположением цилиндров,
а. Встроенное расположение цилиндров: все цилиндры расположены по прямой линии.
б. V-цилиндровый двигатель или V-образный двигатель: два цилиндра наклонены друг к другу на 90 градусов.
4. В соответствии с расположением клапанов, а. Распределительный вал с одним верхним расположением (SOHC)
б. Двойной распредвал с верхним расположением цилиндров (DOHC)
Детали бензинового двигателя
Ниже приведены важные части бензинового двигателя: 1. цилиндров 2. Блок цилиндров 3. Поршень и шатуны 4. Головка блока цилиндров 5. Клапаны 6. Коленчатый вал Маховик 7. Выхлопная система 8. Распределительный вал Топливная система 9. Система смазки 10. Система зажигания
Работа бензинового двигателя
Как правило, автомобили, использующие бензиновый / бензиновый двигатель, имеют четыре такта, поскольку они более эффективны, чем двухтактный двигатель, и обеспечивают оптимальное использование полного сгорания топлива. Четырехтактный двигатель имеет четыре такта, а именно впуск, сжатие, мощность, и выхлопные удары.
1. Ход всасывания или впуска — первоначально при запуске двигателя поршень движется вниз в направлении BDC цилиндра, что создает низкое давление в верхней части. Благодаря этому открывается впускной клапан, и смесь, содержащая пары бензина и воздух, всасывается цилиндром. Именно через карбюратор смешивается соотношение бензин / бензин и воздух.
2. Ход сжатия — после этого хода впускной клапан закрывается. Теперь поршень движется к верхней части (ВМТ) цилиндра, сжимая топливную смесь до одной десятой своего первоначального объема.Температура и давление внутри цилиндра увеличивается за счет сжатия.
3. Рабочий ход — во время этого хода впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. Когда поршень достигает ближнего верхнего положения (ВМТ), свеча зажигания производит электрическую искру. Сжигание запускается системой зажигания, которая зажигает искру высокого напряжения через сменный воздушный зазор, называемый свечой зажигания. Возникшая искра вызывает взрыв топливовоздушной смеси. Горячие газы расширяются и заставляют поршень двигаться вниз.Поршень связан с штоком поршня, а шток поршня с коленчатым валом. Все они движутся друг с другом из-за связи между ними. Коленчатый вал соединен с колесами автомобиля. Когда коленчатый вал движется, колеса вращаются и перемещают автомобиль.
4. Ход выпуска — при этом ходу выпускной клапан остается открытым при запуске. Поршень вынужден двигаться вверх из-за полученного импульса. Это заставляет газы перемещаться через выпускной клапан в атмосферу.Теперь выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается. После этого четыре такта двигателя повторяются снова и снова.
Эти двигатели широко используются в транспортных средствах, портативных электростанциях для питания насосов и другой техники на фермах. Много маленьких лодок, самолетов, грузовиков и автобусов также используют это.
Future Scope: Проводятся постоянные исследования, чтобы повысить эффективность использования топлива, уменьшить количество загрязняющих веществ и сделать его более легким и компактным.Недавно инженеры из Бирмингемского университета создали самый маленький бензиновый двигатель, который может заменить обычные аккумуляторы. Двигатель настолько мал, что его можно держать на кончике пальца.
Дизельный двигатель
Как и бензиновый двигатель, дизель — это двигатель внутреннего сгорания, который преобразует химическую энергию топлива в механическую энергию, которая вызывает возвратно-поступательное движение внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом двигателя, который обеспечивает движение, необходимое для движения колес автомобиля.В бензиновых и дизельных двигателях энергия выпущен в серии небольших взрывов, известных как горение. Топливо химически реагирует с кислородом из воздуха, который забирается во время такта впуска двигателя. Зажигание в бензиновых двигателях происходит из-за искр от свечей зажигания, тогда как в дизельных двигателях топливо воспламеняется из-за высокой температуры сжатия. Воздух нагревается при сжатии.
Типы дизельных двигателей
Дизельные двигатели могут быть четырехтактными или двухтактными.
Четырехтактный дизельный двигатель
Работа четырехтактного дизельного двигателя заключается в следующем:
1. Ход впуска или всасывания начинается, когда поршень втягивает воздух в цилиндр через впускной клапан. Когда поршень достигает нижней части цилиндра, впускной клапан закрывается, задерживая воздух внутри цилиндра.
2. Ход сжатия начинается, когда поршень перемещается вверх по цилиндру, сжимая захваченный воздух.Давление поднимается между 32 бар-50 бар и температура до 600 градусов по Цельсию.
3. Ход впрыска начинается где-то около ВМТ такта сжатия, топливо распыляется в горячий воздух, зажигается и сгорает контролируемым образом из-за тепла сжатия, что приводит к силовому такту. 4. Выпускной ход начинается, когда поршень BDC, поршень вытесняет все сгоревшие газы через открытый выпускной клапан. В верхней части такта выпуска выпускной клапан закрывается, а впускной клапан открывается, готовый принять свежий заряд воздуха, который возвращает двигатель к начальной точке.Цикл повторяется снова.
Двухтактный дизель
Дизельный двигатель работает так же, как и четырехтактный дизельный двигатель, но сокращает четырехтактный ход поршня до двухтактного, один раз вверх и один раз вниз цилиндра.
1. Когда поршень находится наверху своего цилиндра, он находится на такте сжатия. Баллон заполнен сжатым, сильно нагретым воздухом. Дизельное топливо впрыскивается и загорается. Поршень перемещается вниз по цилиндру для его рабочего хода.Когда поршень приближается к нижней части рабочего хода, выпускные клапаны открываются, и большая часть сгоревших газов выбрасывается из цилиндра. Теперь, когда поршень продолжает двигаться вниз по цилиндру, он открывает ряд отверстий в стенке цилиндра. Сжатый воздух подается через эти отверстия, выталкивая оставшиеся сгоревшие газы. из цилиндра и заправки свежим воздухом.
2. По мере продвижения поршня вверх он блокирует впускные отверстия, задерживая заряд свежего воздуха в цилиндре.Хотя поршень покрыл чуть более одного хода, он уже завершил свой рабочий ход, процесс выпуска и цикл впуска. Когда поршень возвращается в цилиндр во второй раз, он сжимает свежий воздух. Когда он достигает В верхней части цилиндра происходит впрыск и сгорание, начиная цикл снова. Двухтактный двигатель производит один рабочий ход за каждый полный цикл, а четырехтактный — один рабочий ход за четыре такта.
Смотрите также [править]
,Оценка работы двигателя внутреннего сгорания
Рис. 1 — Давление и температура окружающего воздуха могут влиять на мощность двигателя. Обратите внимание, что в случае более высоких температур снижение характеристик начинается уже на малых высотах. Это показывает, насколько важно использовать полную информацию об условиях сайта. (Нажмите на изображение для полного просмотра.)
Нагрузка
Очевидно, что эффективность двигателя зависит от его нагрузки.Это особенно важно для установок, которые не должны работать при полной нагрузке в течение значительного периода времени. К счастью, в случае более крупных установок, силовая установка с двигателем внутреннего сгорания позволяет достигать частичной нагрузки, отключая отдельные генераторные установки, в то же время поддерживая остальные как можно ближе к полной нагрузке. Тем не менее, иногда будет необходимо эксплуатировать двигатели при частичных нагрузках из-за других соображений (например, поддержания резерва вращения), и эффективность неизбежно будет снижаться.Тем не менее, можно отметить, что кривая эффективности двигателя, как правило, намного более плоская, чем у других машин.
Рис. 2 — Одной из выдающихся особенностей технологии двигателей внутреннего сгорания является плоская кривая эффективности нагрузки. Эта диаграмма показывает такие кривые для завода с десятью двигателями, работающего двумя различными способами. Оранжевая кривая представляет управление нагрузкой путем выключения отдельных двигателей, в то время как остальные работают при почти номинальной нагрузке. Черная кривая представляет ситуацию, когда все двигатели разгружаются вместе, как в случае с установками, которые должны поддерживать запас при вращении. (нажмите на картинку для полного просмотра.)
Коэффициент мощности
Генератор переменного тока генерирует не только активную мощность, но и определенное количество реактивной мощности. Обычно это описывается значением, называемым коэффициентом мощности (или, п.ф.). П.Ф. это соотношение между активной мощностью и полной мощностью. Наибольшее значение p.f. 1,0 и соответствует чисто резистивной нагрузке. Это также значение, когда генератор и, следовательно, генераторная установка достигает максимальной эффективности.Во многих случаях коэффициент мощности, равный 1,0, используется в качестве точки для определения номинальных параметров, опубликованных в технических паспортах оборудования. С другой стороны, в некоторых других данных каталога производительность определяется для относительно низкого значения 0,8, что является типичным параметром конструкции генератора.
К сожалению, в реальной жизни коэффициент мощности никогда не соответствует этим идеализированным значениям. В большинстве приложений это где-то между 0,90 и 0,95. Это означает, что если номинальная эффективность для генераторной установки определена в p.е. = 1.0, фактическое значение всегда будет ниже. И, если номинальное значение определено в п.ф. = 0,8, то в реальных ситуациях будет выше, чем указано в листах каталога. Здесь очевидно, что если значения для двух разных машин определены для двух разных коэффициентов мощности, они не будут сопоставимы.
Оптимизация выбросов
Как и в случае любой другой технологии сжигания топлива, двигатели внутреннего сгорания выделяют определенное количество загрязняющих веществ.В контексте производительности наиболее важной группой загрязняющих веществ являются оксиды азота или NOx.
Образование NOx является неизбежным побочным продуктом процесса сгорания и поэтому не может быть полностью устранено. Однако есть способы уменьшить его. На самом деле, самые последние экологические нормы требуют от нас принятия таких мер. Есть два способа сделать это: основной и дополнительный методы. Основные методы направлены на предотвращение образования загрязняющих веществ, а второстепенные — очистку выхлопных газов.
Современные двигатели внутреннего сгорания могут использовать как первичные, так и вторичные меры по снижению выбросов NOx. Вторичные методы не влияют на производительность генераторной установки. Первичные из них делают, поскольку оптимизация процесса сгорания для снижения выбросов несет определенную потерю эффективности.
Обычно данные каталога для генераторной установки приведены для машин, оптимизированных для достижения максимальной эффективности и, следовательно, относительно высокого выброса NOx. Газовые двигатели, как правило, рассчитаны на достижение целевого показателя NOx 500 мг / м³, определенного при эталонном содержании кислорода 5%, также иногда называемом уровнем «TA-Luft» из названия немецкого стандарта выбросов 2002 года.К сожалению, этот стандарт уже устарел, и во многих юрисдикциях необходим более строгий контроль выбросов.
Большинство конструкций газовых двигателей могут быть оптимизированы для соответствия более строгим уровням выбросов первичными методами, как правило, вплоть до ½ TA-Luft или даже ниже, до 200 мг / м³ при 5% O2 (75 мг / м³N, если выражено 15% уровень кислорода). Это соответствует действующей Директиве ЕС по промышленным выбросам. Такая оптимизация выбросов обычно приводит к снижению эффективности примерно на 1.0-1,5 процентного пункта. Конечно, также можно использовать двигатель с более высокой эффективностью и очистку дымовых газов от SCR. Или определенная комбинация обеих мер. Оптимальное решение выбирается на основе технико-экономического анализа для конкретного проекта, где увеличение стоимости генерации, вызванное оптимизацией двигателя, сопоставляется с инвестиционными и эксплуатационными затратами системы SCR.
Рис. 3 — Снижение характеристик газового двигателя связано с более низкой теплотворной способностью топливного газа.Обратите внимание, что в некоторой степени падение LHV может быть компенсировано более высоким давлением подачи газа. (нажмите на картинку для полного просмотра.)
Износ
Как и любая другая техника, двигатели внутреннего сгорания также страдают от износа, и производительность двигателя ухудшается во время работы. К счастью, это ухудшение, в большинстве случаев, полностью обратимо во время капитальных ремонтов, когда двигатели возвращаются к своим номинальным параметрам.Здесь важно отметить, что в большинстве конструкций ухудшение качества влияет только на эффективность, а объем производства остается на номинальном уровне. Тем не менее, помните, что средняя эффективность моторного завода будет несколько ниже, чем номинальные значения, указанные для фактических условий на площадке. Величина этого ухудшения зависит от конструкции двигателя и его программы обслуживания.
Свойства топлива
Как правило, двигатели внутреннего сгорания могут выдерживать широкий спектр свойств и свойств топлива.Тем не менее, есть ограничения. Некоторые из них являются абсолютными, и в этом случае невозможно или безопасно эксплуатировать двигатель ниже или выше определенного значения. Другие условны, что означает, что их превышение разрешено, но это может привести к некоторому снижению или снижению эффективности двигателя. Типичные случаи включают теплотворную способность или метановое число. Превышение минимальных значений приведет к определенному снижению производительности или эффективности.
Таким образом, крайне важно проверить, соответствует ли рассматриваемое топливо стандартной спецификации.В противном случае обратитесь к поставщику за показателями производительности, которые действительны для конкретного типа топлива.
Допуск
Это самая сложная проблема, с которой даже многие инженеры могут быть незнакомы. Часто в таблицах данных или каталогах среди условий, для которых указываются данные, вы можете встретить такие утверждения, как «допуск ISO», «допуск согласно ISO 3046» или «допуск 5%». Он напрямую связан со стандартом ISO 3046 «Поршневые двигатели внутреннего сгорания — рабочие характеристики».Этот стандарт предусматривает, что «если не указано иное, более высокий расход [топлива] + 5% разрешается для удельного расхода топлива, заявленного при заявленной мощности».
Это означает, что если какое-либо значение расхода топлива указано «с допуском ISO 3046», то на самом деле двигатель может иметь расход топлива на 5% выше и при этом технически соответствовать указанному значению. Таким образом, любая эффективность, заявленная с «допуском ISO», может быть на 5% ниже (примечание: не в процентах, а в процентах).Например, генераторная установка с заявленной эффективностью 48,0% «с допуском ISO» может фактически достигать только 48,0 / 1,05 = 45,7%. На самом деле, более чем вероятно, что он достигнет только такого значения. Исторически этот допуск действительно предоставлялся для учета различий между отдельными двигателями, покидающими производственную линию. Однако при современных методах производства эти различия по большей части остались в прошлом. Теперь, к сожалению, концепция толерантности используется для обеспечения преувеличенных значений эффективности во многих публикациях.К сожалению, это также подводный камень для тех, кто не знаком с особенностями моторного бизнеса. Это также создает угрозу сравнения яблок с апельсинами, когда один лист данных содержит 5% допуска, а другой — нет. Таким образом, всякий раз, когда значение допуска явно не указано, рекомендуется попросить поставщика предоставить явное заявление о допусках, как разница 5% (то есть около 2,0-2,5 процентных пункта, в зависимости от конструкции). далеко не незначительный.
Рис.4 — Некоторые более крупные конструкции двигателей, такие как Wärtsilä 50SG или другие конструкции Wärtsilä, оснащены масляными и водяными насосами, приводимыми в движение непосредственно от вала двигателя. В некоторых других конструкциях, где насосы приводятся в действие электрическим током, это приводит к увеличению внутреннего расхода топлива установки.
Чистая мощность и оборудование с приводом от двигателя
В случае технологии двигателя, собственное потребление электроэнергии не очень велико.Однако значительные различия могут быть вызваны разными конструкциями. Это в основном из-за насосов. Каждый двигатель нуждается в некоторых насосах для работы: обычно это насосы смазочного масла, насосы охлаждающей воды и — если топливо жидкое — топливные насосы. Разница заключается в том, что в некоторых конструкциях двигателей, как правило, более крупных среднеоборотных двигателей, насосы приводятся в движение механически валом двигателя. Это означает, что об их потреблении энергии «заботятся» еще до выработки электроэнергии. Но для некоторых других двигателей, особенно для небольших высокоскоростных конструкций, в которых используются электрические насосы, это увеличит собственное потребление установки.
На собственное потребление также могут влиять условия окружающей среды. Это связано с тем, что на большинстве силовых установок отработанное тепло выбрасывается через радиаторы, приводимые в действие электрическими вентиляторами. Те вентиляторы, которые обычно являются крупнейшими потребителями электроэнергии на такой установке, управляют скоростью, чтобы обеспечить надлежащее охлаждение охлаждающей воды. Чем выше температура окружающего воздуха, тем выше необходимый поток воздуха, что также увеличивает потребление электроэнергии. Поскольку фактическое потребление зависит от конкретных условий на месте и конфигурации установки, обычно это не параметр, указанный в каталогах.Поэтому рекомендуется запрашивать оценочную стоимость у поставщиков.
Заключение
Суть в том, что «номинальные» параметры, взятые прямо из каталога, почти никогда не представляют значения, которые достижимы в реальных условиях объекта, даже когда все оборудование новое.
Хотя в некоторых случаях (умеренный климат, работа при полной нагрузке, нет необходимости в оптимизации выбросов в процессе сгорания), сравнительно легко преобразовать параметры каталога в значения, достижимые в условиях объекта без дополнительных знаний.В других приложениях это будет невозможно без обращения к поставщикам за дополнительной информацией.
Это означает, что более высокая эффективность каталога определенного типа двигателя не обязательно означает, что эффективность сайта для проекта будет выше, чем у его конкурентов, даже если параметры каталога выражены для идентичных условий.
В конце концов, производительность должна быть определена для конкретных условий эксплуатации. Поэтому рекомендуется запросить дополнительные данные на стадии технико-экономического обоснования электростанции.Это обеспечит реалистичность ожидаемой производительности оборудования для рассматриваемой площадки.
Отказ от ответственности
Все значения, приведенные в этой статье, особенно на диаграммах, предназначены только для иллюстрации определенных явлений. Они не представляют какой-либо конкретный продукт или дизайн.
Автор: Адам Раевски , Менеджер по развитию бизнеса, Отдел продаж в Европе, Wärtsilä Energy Solutions mail: [email protected]
,Руководство по выбору двигателей внутреннего сгорания| Engineering360
Товары и услуги
- Все
- Новости & Аналитика
- Продукты и услуги
- Библиотека стандартов
- Справочная библиотека
- Сообщество
ЗАРЕГИСТРИРОВАТЬСЯ
АВТОРИЗОВАТЬСЯ
Я забыл свой пароль.
У вас нет аккаунта?
Зарегистрируйтесь здесь. Домой Новости & Аналитика Последние новости и аналитика Аэрокосмос и Оборона автомобильный Строительство и Строительство потребитель электроника Энергия и природные ресурсы Окружающая среда, здоровье и безопасность Еда и напитки Естественные науки морской Материалы и химикаты Цепочка поставок Pulse360 Спонсированный дайджест сварочных работ AWS Товары Строительство и Строительство Сбор данных и формирование сигнала Электротехника и электроника Контроль потока и передача жидкости Жидкость Оборудование для обработки изображений и видео Промышленное и инженерное программное обеспечение Промышленные компьютеры и встраиваемые системы Лабораторное оборудование и научные приборы Производственное и технологическое оборудование Погрузочно-разгрузочное и упаковочное оборудование Материалы и химикаты Механические Компоненты Движение и управление Сетевое и коммуникационное оборудование Оптические компоненты и оптика Полупроводники Датчики, преобразователи и детекторы Специализированные промышленные товары Испытательное и измерительное оборудование Все каталоги продукции Сервисы Строительство и строительные услуги Бизнес-услуги Услуги по калибровке и тестированию Контрактное производство и изготовление Электротехническое и электронное подрядное производство Инженерно-технические услуги Услуги промышленной автоматизации Промышленное обслуживание Услуги по обработке и упаковке материалов Специализированные промышленные услуги Библиотека стандартов Справочная библиотека сообществоСправочник поставщиков Каталог продукции Справочник Технические статьи Календарь вебинаров ,