Двигатель характеристики: Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Справочная и техническая информация о деталях двигателей

Характеристики автомобильных двигателей.

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — это наиболее распространенный источник энергии для транспортных средств.

Этот двигатель вырабатывает мощность за счет преобразования химической энергии топлива в теплоту, которая затем преобразуется в механическую работу.
Преобразование химической энергии в теплоту осуществляется при сгорании топлива, а последующий переход теплоты в механическую работу осуществляется за счет внутренней энергии рабочего тела, которое, расширяясь, выполняет работу. В качестве рабочих тел в ДВС используются газы, давление которых возрастает за счет сжатия. Если процесс сгорание топлива происходит внутри цилиндра двигателя, этот процесс называется внутренним сгоранием. Если процесс сгорания происходит вне цилиндра, то он называется внешним сгоранием. По количеству тактов различают двигатели с двухтактным и четырехтактным рабочим циклом.  Двухтактный двигатель

это двигатель, в котором присутствуют два рабочих такта: сжатие и расширение. В двухтактном двигателе весь рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. Газообмен происходит в конце такта расширения и в начале такта сжатия. Продолжительность впуска и выпуска определяется самим поршнем, когда он при перемещении вверх после НМТ последовательно перекрывает продувочные и выпускные окна. К недостаткам двухтактного двигателя относится повышенный расход топлива и высокий уровень выбросов, плохая работа на холостом ходу и повышенные тепловые нагрузки.

 Четырехтактный двигатель это двигатель с четырьмя рабочими циклами:

ВПУСК СЖАТИЕ РАБОЧИЙ ХОД ВЫПУСК
  • Впуск — впуск воздуха или топливной смеси.
    В процессе первого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ) и через впускной клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.
  • Сжатие — сжатие поршнем рабочей смеси в камере сгорания. Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая полученную рабочую смесь.
  • Рабочий ход (сгорание и расширение) – движение поршня при сгорании рабочей смеси; смесь поджигается искрой от свечи зажигания или давлением (дизель). Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень.
  • Выпуск — очищение камеры сгорания от отработавших газов. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается, и цикл начинается сначала.

Преимуществом четырехтактного двигателя является высокий коэффициент наполнения во всем диапазоне частот вращения коленчатого вала, низкая чувствительность к падению давления в выпускной системе, возможность управления кривой наполнения путем подбора фаз газораспределения и конструкцией впускной системы.

Почти все автомобильные двигатели это четырехтактные поршневые двигатели внутреннего сгорания. Они обладают множеством характеристик – такие как крутящий момент, мощность, степень сжатия, расход топлива, выброс вредных веществ и т. д., которые во многом зависят от их конструктивных особенностей.

Кратко мы разберем основные характеристики и отличия поршневых автомобильных двигателей внутреннего сгорания:

  • Тип (код) двигателя.

Каждый производитель автомобилей присваивает своим силовым агрегатам буквенно-цифровые коды, позволяющие подобрать запасные части в зависимости от комплектации конкретной модели автомобиля. Тип двигателя наносится методом выдавливания на отфрезерованный, технологический отлив блока цилиндров или выдавливается на специальной табличке, которая прикрепляется к блоку цилиндров. Как правило, там же содержится информация и о номере двигателя. Некоторые производители наносят эти данные на головку блока цилиндров (например, AUDI двигатель AAN).

В подавляющем большинстве случаев можно прочесть нанесенные данные о типе двигателя, без подъемных механизмов или снятия агрегата с автомобиля.

Пример расположения площадки с выбитым типом двигателя Mitsubishi 4G64
  Пример расположения таблички
с типом двигателя MAN D 0226 MKF
  • Диаметр цилиндра ( D )

Диаметр цилиндра — это размер отверстия в блоке цилиндров (гильзе цилиндра), в котором поступательно двигается поршень. Это конструктивный параметр блока цилиндров влияющий на рабочий объем двигателя. Помимо этого от диаметра цилиндра зависит общая габаритная ширина и длинна двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Данные размере номинального диаметра цилиндра указываются при комнатной температуре ( 20 градусов Цельсия). Измерения производятся нутромером или аналогичным по точности инструментом.

  • Ход поршня ( S )

Ход поршня — это расстояние между положением любой точки поршня в верхней мертвой точке (В.М.Т.) и положение поршня в нижней мертвой точке (Н.М.Т). Это конструктивный параметр коленчатого вала, влияющий на рабочий объем двигателя. Размер указывается, как правило, в миллиметрах или дюймах с точностью до сотых долей. Измерения производятся штангель-циркулем или аналогичным по точности инструментом. Как правило, измерения производятся непосредственно на коленчатом валу. От размера, хода поршня зависит габаритная высота двигателя .

  • Количество цилиндров двигателя ( z )

Количество цилиндров является важнейшей конструктивной характеристикой двигателя. В зависимости от количества цилиндров рассчитывается и проектируется и система охлаждения двигателя. Количество цилиндров самым прямым образом влияет на общие габаритные размеры и вес автомобиля. Например: c увеличением количества цилиндров при одном и том же литраже двигателя размеры его цилиндров уменьшаются. Это уменьшение вследствие увеличения отношения внутренней поверхности цилиндра к его объему сопровождается усилением охлаждения двигателя. Уменьшение диаметра цилиндра позволяет создавать камеру сгорания улучшенной формы и вместе с обстоятельством усиления охлаждения позволяет производителем создавать более экономичные двигатели. Но есть и обратная сторона, увеличение количества цилиндров ведет к общему удорожанию силового агрегата. В современном автомобильном моторостроении получили распространение 2-х, 3-х , 4-х , 5-и , 6-и , 8-и , 10-и , 12-и , 16 –и цилиндровые двигатели.

  • Объем двигателя ( V )

Как правило, в справочниках и каталогах указывается рабочий объем двигателя. 

Рабочий объем двигателя ( VH(литраж двигателя) складывается из рабочих объемов всех цилиндров. То есть, это произведение рабочего объема одного цилиндра Vp на количество цилиндров Z.  

Рабочий объем цилиндра ( Vp ) —

это пространство, которое освобождает поршень при перемещении из верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точки (НМТ).

Полный объем цилиндра ( Vo ) — это сумма рабочего объема одного цилиндра Vp и объема одной камеры сгорания в головке блока Vk.

Объем камеры сгорания ( Vk ) — объем полости цилиндра и камеры сгорания в головке блока цилиндров над поршнем, находящимся в верхней мертвой точке (ВМТ) — т.е. в крайнем положении и в наибольшем удалении от коленчатого вала. Параметр, прямо влияющий на степень сжатия двигателя. В гаражных условиях измерение камеры сгорания производится с помощью измерения объема жидкости заполняющего камеру.

  • Количество клапанов на один цилиндр

В современном автомобилестроении все чаще и чаще применяются двигатели с мульти клапанным газораспределительным механизмом. Увеличение количества клапанов является важнейшим параметром позволяющим получать большую мощность при одном и том же объеме двигателя, за счет увеличения объема смеси или воздуха попадающего в цилиндры на такте впуска. Увеличение количества клапанов позволяет получать, лучшее наполнение цилиндров свежей рабочей смесью и быстрее освобождать камеру сгорания от отработанных газов.

По типу топлива двигатели разделяются на следующие группы:

Бензиновые двигатели (Petrol) — имеют принудительное зажигание топливовоздушной смеси искровыми свечами. Принципиально различаются по типу системы питания:
В карбюраторных системах питания смешение бензина с воздухом начинается в карбюраторе и продолжается во впускном трубопроводе. В настоящее время выпуск таких двигателей практически прекращено из-за высокого расхода топлива и несоответствия предъявляемым современным экологическим требованиям.
Во впрысковых ( инжекторных ) двигателях топливо может распылятся одним инжектором (форсункой) в общий впускной трубопровод (центральный, моновпрыск) или несколькими инжекторами перед впускными клапанами каждого цилиндра двигателя (распределенный впрыск). В этих двигателях, возможно, небольшое увеличение максимальной мощности и снижение расхода топлива и уменьшение токсичности отработавших газов за счет рассчитанной дозировки топлива блоком электронного управления двигателем;

Двигатели с непосредственным впрыскиванием бензина в камеру сгорания , который подается в цилиндр несколькими порциями, что оптимизирует процесс сгорания, позволяет двигателю работать на обедненных смесях, соответственно максимально уменьшается расход бензина и выброс вредных веществ в атмосферу.

Дизельные двигатели (Diesel) — поршневые двигатели внутреннего сгорания с внутренним смесеобразованием, в которых воспламенение смеси дизельного топлива с воздухом происходит от возрастания ее температуры при сжатии. По сравнению с бензиновыми, дизельные двигатели обладают лучшей экономичностью (примерно на 15-20%) благодаря более чем в два раза большей степени сжатия, значительно улучшающей процессы горения топливо - воздушной смеси. Неоспоримым достоинством дизелей является конструктивное отсутствие дроссельной заслонки, которая создает сопротивление движению воздуха на впуске и в связи с этим увеличивает расход топлива.

Максимальный крутящий момент дизели развивают на меньшей частоте вращения коленчатого вала.

Гибридные двигатели — двигатели совмещающие характеристики дизеля и двигателя с искровым зажиганием.

  • Компоновка поршневых двигателей (тип расположения)

Значительное разнообразие компоновок поршневых двигателей связано с их размещением в автомобиле и необходимостью уместить определенное количество цилиндров в ограниченном объеме моторного отсека.

    • Рядный двигатель (R) — компоновка, при которой все цилиндры находятся в одной плоскости. Применяется для небольшого количества цилиндров (R2, R3, R4, R5 и R6). Рядный шестицилиндровый двигатель легче всего поддается уравновешиванию (снижению вибраций), но обладает значительной длиной (рис. 1).
    • V-образный двигатель(V) — цилиндры у него расположены в двух плоскостях, как бы образуя латинскую букву V. Угол между этими плоскостями называют углом развала двигателя.
      V-образные двигатели выпускаются, по понятным причинам, только с четным количеством цилиндров. Такая компоновка позволяет значительно уменьшить длину двигателя, но увеличивает его ширину. Наиболее распространенными являются двигатели с компоновкой V6 и V8, реже встречаются V4, V10, V12, V16. (рис. 2)
    • Оппозитный двигатель имеет угол развала 180°, благодаря этому у него высота агрегата наименьшая среди всех компоновок. Противолежащие друг другу цилиндры располагаются горизонтально. Как правило, выпускаются 4-х и 6-и цилиндровые варианты оппозитных двигателей. (рис. 3)
    • VR-образный двигатель — обладает небольшим углом развала (порядка 15°), что позволяет уменьшить как продольный, так и поперечный размеры агрегата. Получили распространение компоновки VR5 и VR6. (рис. 4)
    • W-образный двигатель имеет два варианта компоновки — три ряда цилиндров с большим углом развала (рис. 5) или как бы две VR-компоновки (рис. 6). Обеспечивает хорошую компактность даже при большом количестве цилиндров. В настоящее время серийно выпускают W8 и W12.

    В современной мировой практике для уточнения типа клапанного механизма применяются следующие сокращения:

      • OHV     обозначает верхнее расположение клапанов в двигателе. 
      • OHC     обозначает верхнее расположение распредвала.
      • SOHC    обозначает один распределительный вал верхнего расположения.
      • DOHC    обозначает конструкцию газораспределительного механизма с двумя распределительными валами расположенными сверху.
      • Степень сжатия двигателя, компрессия

      Понятие степени сжатия не следует путать с понятием «компрессия», которое указывает максимальное давление создаваемое поршнем в цилиндре при данной степени сжатия (например: степень сжатия для двигателя 10:1, значение «компрессии» при этом соответствует значению в 14 атмосфер).

        • Степень сжатия ( ε ) — отношение полного объема цилиндра двигателя к объему камеры сгорания. Этот параметр показывает, во сколько раз уменьшается полный объем цилиндра при перемещении поршня из нижней мертвой точки в верхнюю мертвую точку. Для бензиновых двигателей степень сжатия определяет октановое число применяемого топлива. Для бензиновых двигателей значение степени сжатия определяется в пределах от 8:1 до 12:1, а для дизельных двигателей в пределах от 16:1 до 23:1. Общая мировая тенденция в двигателестроении это увеличение степени сжатия как у бензиновых так и у дизельных двигателей, вызванное ужесточением экологических норм.

          • Компрессия (давление в цилиндре в конце такта сжатия) ( p c ) является одним из показателей технического состояния (изношенности) цилиндропоршневой группы и клапанов. У двигателей с серьезным пробегом, как правило, уже имеется неравномерный износ гильзы цилиндра и поршневых колец, в связи, с чем поршневое кольцо не плотно прилегает к поверхности цилиндра. Также изнашивается клапанный механизм, а точнее стержень клапана и направляющая втулка клапана. Вследствие перечисленных причин возникают потери герметичности камеры сгорания.

          Где:
          p0 - это начальное давление в цилиндре в начале такта сжатия.
          ε- степень сжатия двигателя.

          • Мощность двигателя ( P )
          • Мощность — это физическая величина, равная отношению произведенной работы или произошедшего изменения энергии к промежутку времени, в течение которого была произведена работа или происходило изменение энергии. Обычно мощность измеряется в Лошадиных силах (Horse Power – англ). Значение 1 л.с. (HP) = 0,735 кВт) или в Киловаттах (1 кВ) = 1,36 л.с. (HP). Максимальное значение мощности и максимальный крутящий момент достигаются при различных оборотах двигателя.

          Где:
          M – это крутящий момент ( Н * м )
          ω - угловая скорость ( рад / сек )
          n - частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин -1)

          Как правило, во всех справочных автомобильных источниках, а также технических документации на транспортное средство, указывается эффективная мощность.

          • Эффективная мощность двигателя — это мощность, снимаемая с коленчатого вала двигателя. Не путать с номинальной мощностью двигателя.

          Где:
          VH – рабочий объем двигателя ( см 3)
          pe - среднее эффективное давление ( бар )
          n - частота вращения коленчатого вала двигателя. ( мин -1)
          K - тактовый коэффициент ( K=1 для двухтактного ; K= 2 для четырехтактного двигателя )

          • Номинальная мощность двигателя — это гарантируемая изготовителем мощность двигателя в режиме полного дросселя и заданной частоты вращения, то есть, при работе двигателя на номинальной частоте вращения при полной подаче топлива.
          • Охлаждение двигателя

          Чтобы избежать тепловых перегрузок, сгорание смазочного масла на направляющей поверхности поршня и неуправляемого сгорания из-за перегрева отдельных деталей, все части двигателя располагаемые вокруг камеры сгорания должны интенсивно охлаждаться. Используются две принципиальные схемы охлаждения: 

            • Непосредственное воздушное охлаждение. Охлаждающий воздух напрямую контактирует с нагретыми частями двигателя и обеспечивает отвод от них теплоты. В основе способа лежит принцип пропуска воздушного потока через оребренную охлаждаемую поверхность. Преимущества: надежность и почти полное отсутствие технического обслуживания. Удорожание стоимости отдельных деталей.
            • Непрямое (жидкостное или водяное) охлаждение, т.к. вода или другие охлаждающие жидкости обладают высокой теплоемкостью и обеспечивают эффективный отвод теплоты от нагретых поверхностей, большинство современных двигателей имеют жидкостные системы охлаждения. Система содержит замкнутых охлаждаемый контур, позволяющий применять антикоррозионные и низкозамерзающие присадки. Охлаждающая жидкость принудительно прокачивается насосом через двигатель и охлаждающий радиатор.
          • Система питания двигателя

          Двигатели внутреннего сгорания выпускаются с различными системами питания, самые известные из них:

          Система Ecotronic  это система электронного управления работой карбюратора состоящая из дроссельной и воздушной заслонок, поплавковой камеры, системы холостого хода, переходной системы и системы управления подачей воздуха на холостом ходу. Двигатели с этой системой являются более экономичными по сравнению с карбюраторными, но уступают впрысковым двигателям.

          Система Mono - Jetronic это электронно-управляемая одноточечная система центрального впрыска высокого давления, особенностью, которой является наличие топливной форсунки центрально расположения, работой которого управляет электромагнитный клапан. Распределение топлива по цилиндрам осуществляется во впускном коллекторе. Различные датчики контролируют все основные рабочие характеристики двигателя, они используются для расчета управляющих сигналов для форсунок и других исполнительных устройств системы.

          Система K- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она является механической системой, которая не требует применения топливного насоса с приводом от двигателя. Она осуществляет непрерывное дозирование топлива пропорционально количеству воздуха, всасываемого при такте впуска. Так как система производит прямое измерение расхода воздуха, она может учитывать изменения в работе двигателя, что позволяет использовать ее вместе с оборудованием для снижения токсичности отработавших газов.

          Система KE- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она является усовершенствованным вариантом системы K-Jetronic. Она содержит электронный блок управления для повышения гибкости работы и обеспечения дополнительных функций. Дополнительными компонентами системы являются: датчик расхода всасываемого в цилиндры воздуха; исполнительный механизм регулирования качества рабочей смеси; регулятор давления, поддерживающий постоянство давления в системе и обеспечивающий прекращение подачи топлива при выключении двигателя.

          Система L- Jetronic  это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Она сочетает в себе преимущества систем с непосредственным измерением расхода воздуха и возможности, представляемые электронными устройствами. Также как система K-Jetronic данная система распознает изменения в условиях работы двигателя (износ, нагарообразование в камере сгорания, изменение в зазорах клапанов), что обеспечивает постоянный оптимальный состав отработавших газов.

          Система L2- Jetronic — это электронно-управляемая система распределенного впрыска топлива. Эта система обладает дополнительными функциями по сравнению с теми, которые предлагает аналоговое устройство L-Jetronic.

          Система LH- Jetronic  схожа с L- Jetronic , различие заключается в методах измерения расхода всасываемого воздуха, так как в системе LH- Jetronic используется тепловой измеритель массового расхода воздуха. Поэтому результаты не зависят от плотности воздуха, которая изменяется в зависимости температуры и давления. 

          Система L3-Jetronic обладает дополнительными функциями по сравнению с теми, которые предлагает аналоговое устройство L-Jetronic. В электронном блоке управления системы L-Jetronic применяется цифровая обработка для регулирования качества смеси на базе анализа зависимости нагрузка / частота вращения коленчатого вала двигателя. 

          Система Motronic состоит из ряда подсистем. Принцип системы основан на том что зажигание и впрыск топлива объединены в одну систему. И поэтому отдельные элементы системы обладают повышенной гибкостью и возможностью управлять огромным количеством характеристик работы двигателя. 

          Система ME-Motronic эта система объединяет в себе систему впрыска топлива LE2-Jetronic , в которой помимо клапана дополнительной подачи воздуха в дополнительном воздушном канале, имеется повторный регулятор холостого хода, и систему полностью электронного зажигания VSZ.

          Система Mono-Motronic является скомбинированной системой зажигания и впрыска топлива на базе дискретного центрального впрыска топлива Mono-Jetronic. 

          Система KE-Motronic  является комбинированной системой зажигания и впрыска топлива на базе непрерывного впрыска топлива KE-Jetronic. 

          Система Sport-Motronic  является усовершенствованной комбинированной системой зажигания и впрыска топлива обладает повышенной гибкостью и позволяет эксплуатировать двигатель в условиях с максимальной скоростной нагрузкой.  

          Система впрыска CR (Common Rail) — это система питания дизельного двигателя, это так называемая аккумуляторная топливная система, которая делает возможным объединение системы впрыскивания топлива дизеля с различными дистанционно выполняемыми функциями и в тоже время позволяют повышать точность управления процессом сгорания топлива. Отличительная характеристика системы с общим трубопроводом заключается в разделении узла, создающего давление и узла впрыскивания. Это позволяет повысить давление впрыскивания топлива.

          • Количество коренных опор

          Количество коренных опор это параметр, влияющий на жесткость блока и на сопротивление различным нагрузкам коленчатого вала. Количеству коренных опор соответствует количество коренных подшипников скольжения. Количество шатунных подшипников скольжения равняется количеству цилиндров двигателя. 

          • Привод распредвала

          В мировом автомобилестроении получили распространение два типа привода распределительных валов:

            • Ременной привод — это привод, осуществляемый с помощью эластичного, но прочного ремня, имеющего поперечные насечки (зубчатый ремень) для улучшения зацепления. Преимуществом ременного привода является невысокая шумность работы, простота конструкции, и как следствие меньшая стоимость и невысокая масса узлов газораспределительного механизма.
            • Цепной привод — это привод, осуществляемый с помощью металлической цепи, которая своими звеньями приводит вращение зубчатых шестерен на коленчатом валу и распредвала. Основным преимуществом цепного привода является длительный ( по сравнению с ременным приводом) срок службы и повышенная надежность работы газораспределительного механизма.

          характеристики, бензиновые и дизельные, лучшее масло

          Серийное производство двигателей Z22SE началось в 2000 году. Этот агрегат пришел на смену 2-литровому X20XEV и представлял собой совместную разработку General Motors, ITDC, GM Powertrain и SAAB. Над окончательной доводкой двигателя работали уже в Британии, в инжиниринговом корпусе Lotus. Читать больше проДвигатель Opel Z22SE …

          Двигатель Opel Z22YH – это мощный мотор, способный выдерживать большие нагрузки. Был выпущен в качестве замены мотору Z22SE, который в компании посчитали устаревшим. Однако предшественника до сих пор используют, чего нельзя сказать про Z22YH. Читать больше проДвигатель Opel Z22YH …

          Двигатель Z16SE – 84-сильный 1.6-литровый мотор, который появился с выходом Opel Astra G, работает в паре с автоматической и механической коробкой. По сравнению с предшественником в Z16SE совсем другой впускной коллектор, изменена ГБЦ, новая прокладка клапанной крышки, совсем другие поршня и полностью изменена цилиндро-поршневая группа. Читать больше проДвигатель Opel Z16SE …

          Двигатель Opel Z14XEP является 1.4-литровым 4-тактным атмосферным бензиновым малолитражным двигателем второго поколения семейства Ecotec Family 0, разработанным Opel (в то время дочкой GM). Двигатель выпускался с 2003 по 2010 год. Читать больше проДвигатель Opel Z14XEP …

          Двигатель Z12XEP является 1.2-литровым, 4-тактным атмосферным бензиновым малолитражным двигателем второго поколения семейства Ecotec Family 0, разработанным Opel (в то время дочкой GM). Двигатель выпускался с 2002 года. Читать больше проДвигатель Opel Z12XEP …

          Двигатель Z10XEP — 3-цилиндровый рядный мотор с водяным охлаждением разработанный компанией General Motors. Мощность двигателя составляет 60 л.с. (44 кВт) при объеме двигателя 998 куб.см (1 литр). ДВС накрыли адаптированной под 3 цилиндра 2-вальной 12-клапанной ГБЦ от Z14XEP. Читать больше проДвигатель Opel Z10XEP …

          Дизельный двигатель K9K однорядный, серии K — разработка Renault-Nissan 2001 года, имеет 4 цилиндра, 8 клапанов. Это экономичный и недорогой мотор с объемом 1.5 литра и системой впрыска dCi. Читать больше проДвигатель K9K …

          Двигатель 4D56 был разработан в 1986 году японской автомобильной компанией Mitsubishi. После чего на протяжении 10 лет японские инженеры его дорабатывали. Основной задачей для конструкторов было увеличить мощность и эксплуатационный ресурс, обеспечить нормальную ремонтопригодность. Читать больше проДвигатель Mitsubishi 4D56 …

          Двигатель Mitsubishi 4B11T — первый двигатель для Lancer Evolution, в котором используется блок цилиндров из литого алюминия, а не чугунный блок, использовавшийся в предыдущем двигателе 4G63T. Вес двигателя был уменьшен на 12 кг по сравнению с предшественником, даже с учетом добавления цепи ГРМ вместо ремня. Читать больше проДвигатель Mitsubishi 4B11T …

          Двигатель Mitsubishi 4М41 — 4-цилиндровый рядный мотор с водяным охлаждением. Мощность двигателя составляет от 160 л.с. до 200 л.с. при объеме двигателя 3200 куб.см. Первое время мотор оснащался распределительным насосом и лишь с 2006 года Common Rail. Читать больше проДвигатель Mitsubishi 4М41 …

          Двигатель 4М40 — дизельный, рядный, 4-цилиндровый. С верхним расположением распределительного вала. Блок цилиндров 4М40 выполнен из чугуна, головка блока — из алюминиевого сплава. Предлагался в атмосферной и турбо версии, с механическим и электронным ТНВД. Читать больше проДвигатель Mitsubishi 4М40 …

          Двигатель 1VD-FTV является первым дизелем Тойота с конфигурацией V8. Пришел на смену старой и проверенной «шестерки» 1HD-FTE. Чтобы соответствовать стандартам Евро-5, двигатель комплектуется системой рециркуляции отработавших газов (EGR) с водяным охлаждением, каталитическим нейтрализатором и сажевым фильтром. Читать больше проДвигатель Toyota 1VD-FTV …

          В 1993 году был создан и запущен в серийное производство двигатель 1KZ-TE. До настоящего времени считается самой удачной версией дизельного двигателя. Этот мотор компании Toyota за короткое время смог вытеснить с рынка дизельные моторы 2L-TE. Читать больше проДвигатель Toyota 1KZ …

          Новый 3-литровый дизель 1KD-FTV очень заметно прибавил в характеристиках, вплотную приблизившись к бензиновым двигателям того же объема по мощности и значительно превосходя их по моменту. Однако надо сразу отметить, что по динамическим показателям машина с таким мотором по-прежнему им ощутимо уступает. Читать больше проДвигатель Toyota 1KD-FTV …

          Двигатель Toyota 1HZ был разработан в начале 90-х годов для внедорожников Land Cruiser. Это 4.2-литровый дизельный двигатель с одним распредвалом на 12 клапанов. Читать больше проДвигатель Toyota 1HZ …

          Характеристики двигателя — Энциклопедия журнала "За рулем"

          В двигателе внутреннего сгорания выделяющиеся при сгорании топлива газы давят на поршень, и через преобразующий механизм выполняют механическую работу по вращению коленчатого вала двигателя. Затем эта работа используется для вращения ведущих колес автомобиля. Любой двигатель обладает определенной мощностью и крутящим моментом. Большинство людей при оценке автомобиля в первую очередь обращают внимание на мощность его двигателя и не очень интересуются крутящим моментом, хотя его значение существенно влияет на поведение автомобиля на дороге. Крутящий момент на вале двигателя представляет собой произведение величин силы и длины плеча ее действия.
          Современной единицей измерения крутящего момента является ньютонометр (Н•м). Крутящий момент, создаваемый двигателем, зависит от рабочего давления внутри цилиндра двигателя, площади поршня, радиуса кривошипа коленчатого вала и ряда других параметров. Поскольку время воздействия давления газов на поршень изменяется при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя, крутящий момент также изменяется. Если умножить величину крутящего момента, соответствующую определенной частоте вращения вала двигателя, на его угловую скорость, получим значение мощности двигателя, развиваемой при этой скорости. Начиная с XVIII в., единицей измерения мощности была лошадиная сила. Современной международной единицей измерения мощности является киловатт(кВт). При этом лошадиную силу (л. с. ) довольно часто продолжают указывать в технических характеристиках автомобильных двигателей. Для того, чтобы перевести мощность, указанную в киловаттах, в лошадиные силы, нужно умножить ее значение на 1, 34.

          Внешняя скоростная характеристика ДВС:
          Ne — эффективная мощность;
          Me — эффективный крутящий момент;
          Mmax — максимальный крутящий момент;
          Nmax — максимальная мощность;
          МN — крутящий момент, соответствующий максимальной мощности;
          ω — угловая скорость вала двигателя

          Профессиональные автомобилисты для оценки работы двигателя используют скоростные характеристики, которые представляют собой зависимость крутящего момента двигателя и его мощности от угловой скорости или частоты вращения его вала, они называются «скоростные характеристики двигателя». Скоростные характеристики реальных двигателей получают при их испытаниях на специальных стендах. Очевидно, что значения показателей двигателя будут зависеть от количества поступающего в двигатель топлива, то есть от положения педали «газа». Зависимость скорости автомобиля, полученная при максимальной подаче топлива в цилиндры двигателя, называется «внешней скоростной характеристикой» (ВСХ).
          На графике скоростной характеристики отмечаются минимальные и максимальные обороты коленчатого вала двигателя. Как можно заметить из приведенной скоростной характеристики ДВС, крутящий момент достигает своего максимального значения при средних оборотах вала, а затем, при дальнейшем увеличении частоты вращения, снижается. Хорошо это или плохо? Давайте представим себе автомобиль, который движется по ровной горизонтальной дороге с максимальной скоростью, а его двигатель имеет такую кривую изменения крутящего момента. Максимальная скорость наступает при оборотах двигателя, близких к наибольшим, когда сила, приложенная к ведущим колесам автомобиля и соответствующая крутящему моменту двигателя при этих оборотах, увеличенному с помощью трансмиссии, уравняется с силами сопротивления движению, действующими на автомобиль. Если на дороге перед этим автомобилем возникнет даже небольшой подъем, сила сопротивления увеличится, а обороты двигателя уменьшатся. Что же произойдет при этом с крутящим моментом двигателя?
          Из скоростной характеристики можно заметить, что уменьшение оборотов двигателя приведет к небольшому увеличению крутящего момента. Если подъем на дороге не очень велик, то этого увеличения крутящего момента, подводимого к ведущим колесам, может хватить для его преодоления без перехода на более низкую передачу в трансмиссии автомобиля. Другими словами, двигатель с падающей характеристикой крутящего момента хорошо приспосабливается к увеличению сопротивления движению автомобиля. Причем, чем круче опускается кривая момента на скоростной характеристике при увеличении угловой скорости вращения вала двигателя, тем лучшей приспосабливаемостью он обладает.
          Электрический двигатель имеет максимальное значение крутящего момента при минимальных оборотах, и при их увеличении крутящий момент постоянно снижается. Поэтому у электромобиля трансмиссия значительно упрощается — ему не нужна коробка передач. Любой автомобильный двигатель представляет собой совокупность механизмов и систем. Основными механизмами четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания являются

          пять фактов о новом российском двигателе

          На прошлой неделе на иркутский авиазавод были доставлены первые турбореактивные двигатели ПД-14 производства ОДК. Они будут впервые установлены на новейший российский лайнер МС-21. Ожидается, что самолет с двигателями ПД-14 поднимется в небо уже в этом году.

          Испытания МС-21 с двигателями ПД-14 – знаковое событие для отечественного авиастроения. В чем же их уникальность и почему ПД-14 считают одним из самых прорывных проектов в гражданской авиации за последние десятилетия?

          1/ Первый постсоветский авиадвигатель

          ПД-14 – первый турбовентиляторный двигатель, созданный в современной России. Последней аналогичной разработкой был авиадвигатель четвертого поколения ПС-90А, выпущенный в СССР в конце 1980-х.

          Идея создания двигателя нового поколения появилась в начале 2000-х годов. Российской двигателестроительной отрасли требовался проект, который стимулировал бы ее развитие и помог устранить накопившееся технологическое отставание от стран-лидеров.


          Конечно, подобный глобальный проект не мог быть реализован одним конструкторским бюро или заводом. Изначально закладывалось участие практически всех отечественных двигателестроительных предприятий и профильных НИИ. В 2006 году было подписано соглашение о создании двигателя, который получил название ПД-14 (перспективный двигатель тягой 14 т). Головным разработчиком стало пермское конструкторское бюро «ОДК-Авиадвигатель», а головным изготовителем «ОДК-Пермские моторы».

          Первые наземные испытания ПД-14 прошли в 2012 году, первые летные – в 2015-м. В 2018 году Росавиация выдала двигателю сертификат типа, подтверждающий готовность изделия к серийному производству и эксплуатации.
           

          2/ Новый двигатель для нового самолета

          Первым самолетом, который ПД-14 поднимет в воздух, станет перспективный российский лайнер МС-21. Он относится к самому массовому сегменту пассажирских самолетов − ближне- и среднемагистральным узкофюзеляжным авиалайнерам. Как и новый двигатель, МС-21 является первым самолетом подобного типа, полностью разработанным и выпущенным в современной России.

          МС-21 («Магистральный самолет XXI века») – самолет нового поколения, который объединяет в себе передовую аэродинамику, современную силовую установку и продвинутые системы управления, а также новые решения для комфорта пассажиров. МС-21 создавался для замены устаревшего Ту-154.


          Работы над самолетом велись параллельно с разработкой двигателя. Недавно первые ПД-14 были переданы компании «Иркут» для установки на МС-21-300. На данный момент собрано четыре опытные машины. Пятый самолет, предназначенный для полетов с ПД-14, находится в сборке. Летные испытания двигателя в составе МС-21-300 должны пройти в 2020 году.

          Вместе с такими перспективными моделями отечественного и совместного производства, как Ил-114, SSJ100 и CR929, самолет МС-21 обеспечит полноценное присутствие нашего авиапрома на мировом рынке гражданских лайнеров. По прогнозам экспертов, МС-21 может занять от 5 до 10% мирового рынка в своем сегменте.
           

          3/ Один из немногих в мире

          В мире существует всего четыре государства, способные по полному циклу создавать современные турбовентиляторные двигатели: Россия, США, Великобритания и Франция. И каждое из них строго охраняет результаты исследований и свои ноу-хау в двигателестроении. Например, Франция производит горячие части двигателей SaM‑146 только на своей территории.


          Одним из показателей уровня двигателестроения в стране является собственное производство лопаток турбин для авиадвигателей. В нашей стране такое производство есть. А в декабре 2019 года на базе рыбинского предприятия «ОДК-Сатурн» открылся крупнейший в России центр по изготовлению лопаток турбин с годовой мощностью в 2 тыс. комплектов. 

          Проект ПД-14, помимо создания самого двигателя, включает в себя важнейший элемент – обеспечение послепродажного обслуживания. Планируется большой объем работы по этому направлению: создание центра поддержки с круглосуточной работой 365 дней в году, открытие сети полевых представительств, станций обслуживания двигателей, обеспечение замены модулей в эксплуатации. Ожидается, что это все в совокупности должно увеличить зарубежные перспективы нового российского двигателя.
           

          4/ Новые технологии и материалы

          Разработка современного турбореактивного двигателя – более длительный процесс, чем разработка самого самолета. ПД-14 разрабатывался на основе проверенных временем конструкторских решений с применением современных технологий. При этом ставилось условие использовать только отечественные материалы. Конструкторами было разработано и внедрено 16 ключевых технологий, например, лопатки турбины из легчайшего интерметаллида титана или продвинутая система охлаждения, позволяющая турбине работать при температуре до 2000 °К.


          При создании двигателя применяются новые российские сплавы титана и никеля. Конструкция мотогондолы на 65% состоит из отечественных полимерных композитов, благодаря чему достигается необходимый уровень шумоизоляции и снижается масса двигателя. Всего в двигателе задействовано около 20 новых российских материалов, при этом все они прошли сертификацию по международным нормам.  

          Внедренные инновации позволили снизить расход топлива, сделав ПД-14 более экологичным и экономичным. Предполагается, что эксплуатационные расходы ПД-14 будут ниже на 14-17%, чем у существующих аналогичных двигателей, а стоимость жизненного цикла ниже на 15-20%.   
           

          5/ Не один двигатель, а целое семейство

          Перед конструкторами стояла задача разработать унифицированный газогенератор, ключевой элемент двигателя, на базе которого можно было бы производить установки различных мощностей для использования в авиации и на земле.


          ПД-14 – это первый двигатель в будущем семействе, разработанный для авиалайнера МС-21-300. Среди его ближайших «родственников», планируемых к выпуску − модификации ПД-14А для самолета МС-21-200 и ПД-14М для самолета МС-21-400. Двигатель ПД-8 сможет устанавливаться на самолеты Ан-148, Sukhoi Superjet 100, Sukhoi Superjet 75, Ту-334, Бе-200. Для Ил-96 и Ту-204 можно будет использовать ПД-18 тягой 18-20 тонн.

          Сфера применения двигателей семейства ПД не ограничится летательными аппаратами. Турбореактивные двигатели на базе единого газогенератора можно будет использовать в промышленных целях в составе электрогенераторных и газоперекачивающих установок.  

          ходовые качества, масса и размеры

          ОБЩИЕ ХАРАКТЕРСТИКИ1.2 л. DIG-T 115 6MT1.2 л. DIG-T 115 CVT2.0 2WD 6MT2.0 2WD CVT2.0 4WD CVT
          ДВИГАТЕЛЬ     
          Код двигателяHRA2HRA2MR20MR20MR20
          Кол-во цилиндров, конфигурация4, в ряд4, в ряд4, в ряд4, в ряд4, в ряд
          Кол-во клапанов на цилиндр44444
          Объем двигателя [см³]11971197199719971997
          Диаметр цилиндра/ход поршня [мм]72. 2 x 73.172.2 x 73.184.0 x 90.184.0 x 90.184.0 x 90.1
          Максимальная мощность [кВт (л.с.) / об.мин]85 (115)/450085 (115)/5200106(144)/6000106(144)/6000106(144)/6000
          Максимальный крутящий момент [Нм / об.мин]190/2000165/1750200/4400200/4400200/4400
          Степень сжатия10.110.111.211.211.2
          Тип топливаБензинБензинБензинБензинБензин
          Объем топлива бака [л]6060606060
          ТРАНСМИССИЯ1.2 л. DIG-T 115 6MT1.2 л. DIG-T 115 CVT2. 0 2WD 6MT2.0 2WD CVT2.0 4WD CVT
          Тип6-ступенчатая механическаяВариатор Xtronic CVT6-ступенчатая механическаяВариатор Xtronic CVTВариатор Xtronic CVT
          Передаточные числа:     
          13.7274.0063.7272.6312.631
          21.947 2.105  
          31.323 1.519  
          40.975 1.171  
          50.763 0.914  
          60.6380.5500. 7670.3780.378
          Задняя3.6873.7713.6861.9601.960
          Главная передача4.2143.5174.4386.3866.386
          Тип привода2WD2WD2WD2WD4WD
          ШАССИ1.2 л. DIG-T 115 6MT1.2 л. DIG-T 115 CVT2.0 2WD 6MT2.0 2WD CVT2.0 4WD CVT
          Передняя подвескаНезависимая, пружинная на стойках McPhersonНезависимая, пружинная на стойках McPhersonНезависимая, пружинная на стойках McPhersonНезависимая, пружинная на стойках McPhersonНезависимая, пружинная на стойках McPherson
          Задняя подвескаНезависимая, многорычажнаяНезависимая, многорычажнаяНезависимая, многорычажнаяНезависимая, многорычажнаяНезависимая, многорычажная
          Рулевое управлениеРулевое управление с изменяемым усилиемРулевое управление с изменяемым усилиемРулевое управление с изменяемым усилиемРулевое управление с изменяемым усилиемРулевое управление с изменяемым усилием
          Тормозная системаПередние и задние дисковые тормоза, с усилителем торможения Nissan Brake Assist,
          антиблокировочной системой тормозов ABS и системой распределения тормозных усилий EBD
          Передние и задние дисковые тормоза, с усилителем торможения Nissan Brake Assist,
          антиблокировочной системой тормозов ABS и системой распределения тормозных усилий EBD
          Передние и задние дисковые тормоза, с усилителем торможения Nissan Brake Assist,
          антиблокировочной системой тормозов ABS и системой распределения тормозных усилий EBD
          Передние и задние дисковые тормоза, с усилителем торможения Nissan Brake Assist,
          антиблокировочной системой тормозов ABS и системой распределения тормозных усилий EBD
          Передние и задние дисковые тормоза, с усилителем торможения Nissan Brake Assist,
          антиблокировочной системой тормозов ABS и системой распределения тормозных усилий EBD
          Размер/тип колесных дисков16" 6. 5JJ стальные, 17" 7.0J легкосплавные,18" 7.0J лекгосплавные, 19" 7.0J легкосплавные16" 6.5JJ стальные, 17" 7.0J легкосплавные,18" 7.0J лекгосплавные, 19" 7.0J легкосплавные16" 6.5JJ стальные, 17" 7.0J легкосплавные,18" 7.0J лекгосплавные, 19" 7.0J легкосплавные16" 6.5JJ стальные, 17" 7.0J легкосплавные,18" 7.0J лекгосплавные, 19" 7.0J легкосплавные16" 6.5JJ стальные, 17" 7.0J легкосплавные,18" 7.0J лекгосплавные, 19" 7.0J легкосплавные
          Размер шин215/65R16, 215/60R17, 215/55R18, 225/45 R19215/65R16, 215/60R17, 215/55R18, 225/45 R19215/65R16, 215/60R17, 215/55R18, 225/45 R19215/65R16, 215/60R17, 215/55R18, 225/45 R19215/65R16, 215/60R17, 215/55R18, 225/45 R19
          РАЗМЕРЫ И МАССА1.2 л. DIG-T 115 6MT1.2 л. DIG-T 115 CVT2.0 2WD 6MT2.0 2WD CVT2.0 4WD CVT
          Снаряженная масса мин/макс [кг]1420/14451430/14551470/14951460/15151505/1575
          Допустимая полная масса [кг]18551875186518901950
          Макс. Грузоподъемность [кг]410-435420-445370-385375-420375-430
          Макс. нагрузка на ось передняя [кг]980/1050980/1050980/1050980/1050980/1050
          Макс. нагрузка на ось задняя [кг]970/995970/995970/995970/995970/995
          Макс. буксируемая масса с тормозами [кг]10001000100010001000
          Макс. буксируемая масса без тормозов [кг]750750750750750
          Макс. верт нагрузка на сцепное устр-во [кг]100100100100100
          Длина [мм]43794379437943794379
          Ширина [мм]18361836183618361836
          Высота [мм]15901590159015901590
          Колесная база [мм]26462646264626462646
          Колея передняя/задняя [мм]1580/15801580/15801580/15801580/15801580/1580
          Дорожный просвет [мм]200200200200200
          Минимальный радиус разворота [м]11. 711.711.711.711.7
          РАСХОД ТОПЛИВА л/100км1.2 л. DIG-T 115 6MT1.2 л. DIG-T 115 CVT2.0 2WD 6MT2.0 2WD CVT2.0 4WD CVT
          Городской7.87.810.99.29.6
          Загородный5.35.35.85.76.0
          Комбинированный6.26.27.777.3
          ДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ1.2 л. DIG-T 115 6MT1.2 л. DIG-T 115 CVT2.0 2WD 6MT2.0 2WD CVT2.0 4WD CVT
          Содержание CO2 в выхлопе [г/км]144144178163169
          Экологический классEuro 5    
          Максимальная скорость [км/ч]185173194184182
          Разгон 0-100 км/ч [сек. ]10.912.99.910.110.5
          Межсервисный интервал [км]1500015000150001500015000

          ГАЗон NEXT 8.7т, технические характеристики

          Число мест 3 3 7
          Полная масса, кг 8700 8700 8700
          Грузоподъемность автомобиля с платформой без тента, кг 4970 4570 4550
          Колесная база 3770 4515 4515
          Двигатель ЯМЗ-534 ЯМЗ-534 ЯМЗ-534
          Экологический класс Eвро 5 Eвро 5 Eвро 5
          Рабочий объем, л 4. 4 4.4 4.4

          Максимальная мощность, кВт (л. с.)

          Частота вращения, об/мин

          124.2 (168.9)

          2300

          124.2 (168.9)

          2300

          124.2 (168.9)

          2300

          Максимальный крутящий момент, Н.м

          Частота вращения, об/мин

          662

          1200—1600

          662

          1200—1600

          662

          1200—1600

          Контрольный расход топлива 60/80 км/ч, л/100 км 14,3/19,3 14,3/19,3 14,3/19,3
          Максимальная скорость, км/ч 110 110 110
          Электрооборудование

          Блок фары головного света с ДХО, 2 х110 А. ч, номинальное напряжение бортовой сети 12 В

          Блок фары головного света с ДХО, 2 х110 А.ч, номинальное напряжение бортовой сети 12 В Блок фары головного света с ДХО, 2 х110 А.ч, номинальное напряжение бортовой сети 12 В
          КПП Со сниженным усилием при переключении передач Со сниженным усилием при переключении передач Со сниженным усилием при переключении передач
          Задний мост/главная передача Гипоидная, передаточное число 3,9 Гипоидная, передаточное число 3,9 Гипоидная, передаточное число 3,9
          Рабочая тормозная система Двухконтурная с пневматическим приводом с ABS, ASR, EBD Двухконтурная с пневматическим приводом с ABS, ASR, EBD Двухконтурная с пневматическим приводом с ABS, ASR, EBD
          Тормозные механизмы передних/задних колес Дисковые Дисковые Дисковые
          Колеса Дисковые неразборные 6,75х19,5 Дисковые неразборные 6,75х19,5 Дисковые неразборные 6,75х19,5
          Шины Пневматические радиальные 245/70R19. 5 (бескамерные) Пневматические радиальные 245/70R19.5 (бескамерные) Пневматические радиальные 245/70R19.5 (бескамерные)
          Колея передних/задних колес 1740/1690 1740/1690 1740/1690
          Радиус разворота, м, от 6,8 7,9 7,9
          Дорожный просвет 188 188 188
          Погрузочная высота, м 1165 1165 1165

          Особенности двигателя TSI в автомобилях Volkswagen

          Силовыми агрегатами TSI комплектуются все современные модели Volkswagen. Аббревиатура от Turbo Stratified Injection обозначает двигатель, в котором впрыск топлива происходит непосредственно в цилиндр, а воздух нагнетается двойным турбонаддувом.

          В результате эксплуатационные характеристики мотора более высокие, чем у двигателя с обычной турбиной, но из-за этого ему требуется более качественное обслуживание, которое нереально осуществить в кустарных условиях.

          Этот тип двигателя самый популярный среди автомобилей Volkswagen. На Passat В8, Passat СС, Tiguan устанавливают сейчас (2016 года) только двигатели типа TSI. На  Golf и Jetta кроме TSI устанавливают также MPI. Единственная модель, которая не комплектуется TSI — Туарег.

          Каким образом работает двойной турбонаддув?

          Для понимания принципа действия двойного турбонаддува стоит рассмотреть, как формируется воздушно-топливная смесь на разных оборотах:

          • до 2 400 об/мин работает исключительно механический компрессор, а турбокомпрессор простаивает, поскольку нет необходимости в дополнительной мощности и недостаточно давления выхлопных газов;
          • от 2 400 до 3 500 об/мин для нагнетания воздуха подключается турбокомпрессор, но только если электроника регистрирует очень динамичное увеличение потребности в мощности, к примеру, при резком старте с места;
          • от 3 500 об/мин и выше заслонка турбокомпрессора полностью открыта и он один работает на нагнетание воздуха.

          В результате такого комплексного подхода становится возможным тонкое изменение мощности двигателя в большом диапазоне оборотов. Практически отсутствует «турбояма», которая характерна для силовых агрегатов с классической турбиной. В механическом нагнетателе используется редуктор, благодаря которому скорость вращения компрессора достигает 17 500 об/мин для наиболее эффективного давления в системе подачи воздуха.

          Особенности охлаждения моторов TSI

          Здесь применяется система охлаждения из двух контуров: один для головки блока цилиндров, а второй для самого блока. Количество охлаждающей жидкости в 2 раза больше в головке цилиндров, чтобы быстрее выполнялся прогрев и снижалась вероятность её перегрева, поскольку она изначально нагревается более интенсивно, чем блок цилиндров. Дополнительно система оснащена двумя термостатами, которые срабатывают при температуре в 80 и 95 °C.

          Для охлаждения турбины используется еще более интересная схема. Дополнительный водяной насос с электроприводом охлаждает её в течение еще 15 мин. после остановки двигателя. В результате сложный механизм никогда не перегревается, что увеличивает его ресурс.

          Недостатки технологии

          Наибольшим минусом этих двигателей является их относительно плохой прогрев в холодное время года. Классическая схема разогрева на холостых оборотах в минусовую температуру малоэффективна — вам придётся долго ожидать тепла из дефлектора отопителя. В такую погоду на рабочую температуру мотор выходит достаточно долго даже при езде. К сожалению, такая плата за отменные рабочие параметры этих силовых агрегатов.

          Рекомендации по эксплуатации

          Любая вещь, созданная человеком, рано или поздно придёт в негодность и даже такие качественные двигатели не вечны. Однако если вы будете использовать качественные расходники и уделите пристальное внимание на состояние цепи ГРМ, то детище немецких инженеров не будет расстраивать вас форс-мажорными поломками в течение многих десятков тысяч километров.

          Нюанс с долгим прогревом можно просто решить. Достаточно установить автономный предпусковой подогреватель мотора. Ведь такие приспособления уже не первое десятилетие используются в грузовиках и в нашем случае они помогут вам не мёрзнуть во время коротких зимних поездок.

          Тепловая эффективность - Energy Education

          Рисунок 1: Объем работы для данного количества тепла дает системе ее тепловой КПД. [1]

          Тепловые машины превращают тепло в работу. Тепловой КПД выражает долю тепла, которая становится полезной работой. Тепловой КПД представлен символом [math] \ eta [/ math] и может быть рассчитан с помощью уравнения:

          [математика] \ eta = \ frac {W} {Q_H} [/ математика]

          Где:

          [math] W [/ math] - полезная работа и

          [math] Q_H [/ math] - это общее количество тепловой энергии, поступающей от горячего источника. [2]

          Тепловые двигатели часто работают с КПД от 30% до 50% из-за практических ограничений. Тепловые двигатели не могут достичь 100% теплового КПД ([math] \ eta = 1 [/ math]) согласно Второму закону термодинамики. Это невозможно, потому что в тепловом двигателе всегда вырабатывается некоторое количество отработанного тепла, что показано на Рисунке 1 термином [math] Q_L [/ math]. Хотя полная эффективность теплового двигателя невозможна, есть много способов повысить общую эффективность системы.

          Пример

          Если вводится 200 джоулей тепловой энергии в качестве тепла ([math] Q_H [/ math]), а двигатель выполняет работу 80 Дж ([math] W [/ math]), то эффективность составляет 80J / 200J, что эффективность 40%.

          Тот же результат может быть получен путем измерения отработанного тепла двигателя. Например, если в двигатель вложено 200 Дж, а отходящее тепло составляет 120 Дж, то должно быть выполнено 80 Дж работы, что дает КПД 40%.

          Эффективность Карно

          основная статья

          Существует максимально достижимый КПД теплового двигателя, который был определен физиком Сади Карно.Следуя законам термодинамики, уравнение для этого оказывается

          [математика] \ eta_ {max} = 1 - \ frac {T_L} {T_H} [/ math]

          Где

          [math] T_L [/ math] - это температура холодной «раковины» и

          [math] T_H [/ math] - это температура теплового резервуара.

          Это описывает эффективность идеализированного двигателя, которая в действительности недостижима. [3] Из этого уравнения, чем ниже температура стока [math] T_L [/ math] или чем выше температура источника [math] T_H [/ math], тем больше работы доступно от теплового двигателя.Энергия для работы исходит от уменьшения общей энергии жидкости, используемой в системе. Следовательно, чем больше изменение температуры, тем больше это уменьшение в жидкости и, следовательно, больше энергии, доступной для выполнения работы. [4]

          Для дальнейшего чтения

          Для получения дополнительной информации см. Соответствующие страницы ниже:

          Список литературы

          1. ↑ Это изображение было сделано командой Energy Education.
          2. ↑ Механика двигателя TPUB. (4 апреля 2015 г.). Тепловой КПД [Онлайн]. Доступно: http://enginemechanics.tpub.com/14075/css/14075_141.htm
          3. ↑ Hyperphysics, Cycle Carnot [Online], Доступно: http://hyperphysics. phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/carnot.html
          4. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Тепло и работа», в Энергия: ее использование и окружающая среда , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, глава 4, раздел E, стр 115

          Что такое среднее эффективное давление (MEP) двигателя? - х-инженер.org

          Среднее эффективное давление (MEP) - это теоретический параметр, используемый для измерения производительности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Даже если он содержит слово «давление», это не фактическое измерение давления в цилиндре двигателя.

          Давление в цилиндре ДВС постоянно изменяется во время цикла сгорания. Чтобы лучше понять изменение давления в цилиндре, прочтите статью Диаграмма давление-объем (pV) и как работает ДВС.

          Среднее эффективное давление можно рассматривать как среднее давление в цилиндре для полного цикла двигателя. По определению, среднее эффективное давление - это соотношение между работой и рабочим объемом двигателя:

          \ [p_ {me} = \ frac {W} {V_d} \ tag {1} \]

          , где:

          p me [ Па] - среднее эффективное давление
          Вт [Дж] - работа, выполняемая за полный цикл двигателя
          V d 3 ] - рабочий объем двигателя (цилиндра)

          Из уравнения (1) мы можем запишите выражение работы двигателя как:

          \ [W = p_ {me} V_d \ tag {2} \]

          Также существует прямая зависимость между мощностью двигателя и произведенной работой:

          \ [W = \ frac {n_r P} {n_e} \ tag {3} \]

          где:

          n r [-] - количество оборотов коленчатого вала за полный цикл двигателя (для 4-тактного двигателя n r = 2 )
          P [Вт] - мощность двигателя
          n e [об / с] - частота вращения двигателя

          Приравнивая уравнение (2) к (3), мы получаем выражение для среднее эффективное давление функция мощности и частоты вращения двигателя:

          \ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {n_r P} {n_e V_d}} \ tag {4} \]

          Мощность - это произведение между крутящий момент и скорость:

          \ [P = \ omega T = 2 \ pi n_e T \ tag {5} \]

          Заменяя (5) в (4), мы получаем выражение функции среднего эффективного давления крутящего момента двигателя:

          \ [\ bbox [# FFFF9D] {p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {V_d}} \ tag {6} \]

          Как видно из выражения (6), среднее эффективное давление не зависит от частоты вращения двигателя. Кроме того, поскольку крутящий момент делится на мощность двигателя, параметр среднего эффективного давления может использоваться для сравнения двигателей внутреннего сгорания с различным рабочим объемом.

          Для двигателя с несколькими цилиндрами мы должны учитывать общую объемную мощность. Для n c , являющегося количеством цилиндров, выражение среднего эффективного давления принимает следующий вид:

          \ [p_ {me} = \ frac {2 \ pi n_r T} {n_c V_d} \ tag {7} \]

          Среднее эффективное давление используется для начальных расчетов конструкции двигателя, с учетом крутящего момента двигателя и MEP в качестве входных данных, конструктор двигателя может рассчитать, какова требуемая объемная мощность двигателя.Помните, что среднее эффективное давление - это всего лишь параметр для измерения производительности двигателя и не отражает фактическое давление внутри отдельной камеры сгорания.

          Существуют различные «разновидности» среднего эффективного давления:

          • указанное среднее эффективное давление (IMEP)
          • среднее эффективное давление тормоза (BMEP)
          • среднее эффективное давление трения (FMEP)

          указанное среднее эффективное давление ( IMEP) - среднее эффективное давление, рассчитанное с указанной мощностью (работой). Этот параметр не учитывает КПД двигателя.

          Среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) - это среднее эффективное давление, рассчитанное на основе мощности (крутящего момента) динамометра. Это фактическая мощность двигателя внутреннего сгорания на коленчатом валу. Среднее эффективное давление в тормозной системе учитывает КПД двигателя.

          Среднее эффективное давление трения (FMEP) - это показатель среднего эффективного давления двигателя, потерянного из-за трения, и это разница между указанным средним эффективным давлением и средним эффективным давлением тормозов.

          \ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} - \ text {BMEP} \ tag {8} \]

          Если мы знаем среднее эффективное давление трения, из уравнения (7) мы можем вычислить момент трения T f [Нм] как:

          \ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} \ tag {9} \]

          Если мы рассмотрим механический КПД двигатель η m [-] , мы можем записать функцию среднего эффективного давления в тормозной системе для указанного среднего эффективного давления:

          \ [\ text {BMEP} = \ eta_m \ cdot \ text {IMEP} \ tag {10} \]

          , из которого мы можем переписать выражение механической эффективности как:

          \ [\ eta_m = 1 - \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} \ tag {11} \]

          Как вычислить IMEP, BMEP и FMEP

          Давайте рассмотрим пример . Для 4-тактного двигателя внутреннего сгорания со следующими параметрами:

          S = 97 мм (ход поршня)
          B = 85 мм (внутренний диаметр цилиндра)
          n r = 2 (количество коленчатого вала оборотов для полного цикла двигателя)
          n c = 4 (количество цилиндров)
          T i = 250 Нм (указанный крутящий момент)
          T e = 230 Нм (эффективный крутящий момент)

          рассчитывает указанное среднее эффективное давление (IMEP), среднее эффективное давление тормоза (BMEP), среднее эффективное давление трения (FMEP), момент трения (T f ) и механический КПД ( η m ).3 \]

          Шаг 3 . Рассчитайте указанное среднее эффективное давление

          \ [\ text {IMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_i} {n_c V_d} = 1426889,7 \ text {Pa} = 14,27 \ text {bar} \]

          Шаг 4 . Рассчитайте среднее эффективное давление тормозов

          \ [\ text {BMEP} = \ frac {2 \ pi n_r T_e} {n_c V_d} = 1312738,6 \ text {Pa} = 13,13 \ text {bar} \]

          Шаг 5 . Вычислить среднее эффективное давление трения

          \ [\ text {FMEP} = \ text {IMEP} - \ text {BMEP} = 114151.18 \ text {Pa} = 1.14 \ text {bar} \]

          Шаг 6 .Рассчитайте момент трения

          \ [T_f = \ frac {n_c V_d \ text {FMEP}} {2 \ pi n_r} = 20 \ text {Nm} \]

          , который также можно легко вычислить, вычтя эффективный крутящий момент из указанного крутящий момент:

          \ [T_f = T_i - T_e = 20 \ text {Нм} \]

          Шаг 7 . Рассчитайте механический КПД

          \ [\ eta_m = 1 - \ frac {\ text {FMEP}} {\ text {IMEP}} = 0,92 = 92 \ text {%} \]

          Некоторые факты о среднем эффективном крутящем моменте тормоза (BMEP ) :

          • для любого двигателя внутреннего сгорания максимальное значение BMEP достигается при полной нагрузке (для конкретной частоты вращения двигателя)
          • дросселирование двигателя снижает BMEP из-за более высоких потерь на насос
          • для двигателя с фиксированным рабочим объемом, если мы увеличивая BMEP, мы производим более эффективный крутящий момент на коленчатом валу
          • при том же значении BMEP, 2-тактный двигатель внутреннего сгорания имеет почти двойной крутящий момент по сравнению с 4-тактным двигателем
          • чем выше BMEP, тем выше механическая и термическая нагрузка на компоненты двигателя

          Вы также можете проверить свои результаты, используя калькулятор ниже.

          Калькулятор среднего эффективного давления в тормозной системе (BMEP)

          По любым вопросам, наблюдениям и запросам относительно этой статьи используйте форму комментариев ниже.

          Не забывайте ставить лайки, делиться и подписываться!

          Основы двигателя

          Основы двигателя

          Ханну Яэскеляйнен, Магди К. Хаир

          Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
          Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

          Аннотация : Поршневые двигатели внутреннего сгорания - подкласс тепловых двигателей - могут работать в четырех- и двухтактных циклах. В каждом случае двигатель может быть оборудован системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или с воспламенением от сжатия (CI). Возможен ряд других классификаций двигателей на основе мобильности двигателя, применения, топлива, конфигурации и других параметров конструкции. Теоретически процесс сгорания можно моделировать, применяя законы сохранения массы и энергии к процессам в цилиндре двигателя.Основные конструктивные и рабочие параметры двигателей внутреннего сгорания включают степень сжатия, рабочий объем, зазор, выходную мощность, указанную мощность, тепловой КПД, указанное среднее эффективное давление, среднее эффективное давление торможения, удельный расход топлива и многое другое.

          Тепловые двигатели

          Определение и классификация

          Тепловые двигатели - это машины преобразования энергии - они преобразуют химическую энергию топлива в работу, сжигая топливо в воздухе для производства тепла.Это тепло используется для повышения температуры и давления рабочего тела, которое затем используется для выполнения полезной работы. Тепловые двигатели можно классифицировать как:

          1. Двигатели внутреннего сгорания, или
          2. Двигатели внешнего сгорания.

          Их также можно разделить на возвратно-поступательные и вращательные. В поршневых двигателях рабочая жидкость используется для линейного перемещения поршня. Затем поступательное движение обычно преобразуется во вращательное с помощью кривошипно-скользящего механизма (шатун / коленчатый вал).В роторном двигателе рабочая жидкость вращает ротор, соединенный с выходным валом.

          Двигатели внутреннего сгорания

          В двигателях внутреннего сгорания (ДВС) рабочее тело состоит из воздуха, топливно-воздушной смеси или продуктов сгорания самой топливно-воздушной смеси. Поршневые двигатели с возвратно-поступательным движением являются, пожалуй, наиболее распространенной формой известных двигателей внутреннего сгорания. Они приводят в движение автомобили, грузовики, поезда и большинство морских судов. Они также используются во многих небольших служебных приложениях.Они могут работать на жидком топливе, таком как бензин и дизельное топливо, или на газообразном топливе, таком как природный газ и сжиженный нефтяной газ. Двумя общими подкатегориями поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением являются двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель . Примеры роторных двигателей внутреннего сгорания включают роторный двигатель Ванкеля и газовую турбину.

          Общие цели при проектировании и разработке всех тепловых двигателей включают в себя: максимизацию работы (выходную мощность), минимизацию потребления энергии и уменьшение количества загрязняющих веществ, которые могут образовываться в процессе преобразования химической энергии в работу.На рисунке 1 показаны основные узлы поршневых двигателей внутреннего сгорания. Конструкция магистрального двигателя является наиболее распространенной, хотя термин «магистральный двигатель» редко используется за пределами отрасли крупных двигателей. Конструкция крейцкопфа в настоящее время используется только в больших тихоходных двухтактных двигателях. Впускные и выпускные клапаны для простоты опущены, однако стоит отметить, что в некоторых конструкциях двухтактных двигателей впускные и выпускные отверстия используются, а не клапаны.

          Рисунок 1 . Основные узлы поршневых магистральных (а) и крейцкопфных (б) двигателей

          Как двух-, так и четырехтактный поршневой двигатель внутреннего сгорания может быть оборудован системой сгорания с искровым зажиганием (SI) или воспламенением от сжатия (CI).

          Обычно системы с искровым зажиганием характеризуются предварительно смешанным зарядом (т.е. топливо и воздух смешиваются перед воспламенением) и внешним источником зажигания, таким как свеча зажигания. Предварительное смешивание может происходить во впускном коллекторе или в цилиндре. Хотя предварительно смешанный заряд имеет относительно однородное пространственное распределение воздуха и топлива в большинстве приложений, это распределение также может быть неоднородным. Возгорание инициируется искрой, и пламя распространяется наружу вдоль фронта от места искры.Сгорание в двигателях SI считается кинетическим, потому что вся смесь воспламеняется, а скорость горения определяется тем, насколько быстро химическая реакция может поглотить эту смесь, начиная с источника воспламенения.

          Обычные дизельные двигатели характеризуются впрыском топлива непосредственно в цилиндр примерно в то время, когда требуется зажигание. В результате заправка воздуха и топлива в этих двигателях очень неоднородна: одни регионы являются чрезмерно богатыми, а другие - обедненными. Между этими крайностями смесь топлива и воздуха будет существовать в различных пропорциях. При впрыске топливо испаряется в этой высокотемпературной среде и смешивается с горячим окружающим воздухом в камере сгорания. Температура испаренного топлива достигает температуры самовоспламенения и самовоспламеняется, чтобы начать процесс сгорания. Температура самовоспламенения топлива зависит от его химического состава. В отличие от системы SI, сгорание в двигателях с воспламенением от сжатия может происходить во многих точках, где соотношение воздух-топливо и температура могут поддерживать этот процесс.Говорят, что основная часть процесса сгорания в двигателях с ХИ регулируется смешиванием, потому что скорость регулируется образованием воспламеняющихся смесей воздуха и топлива в камере сгорания.

          В некоторых случаях различие между модулями SI и CI может быть нечетким. В связи с необходимостью снижения выбросов и расхода топлива были разработаны системы сгорания, которые могут использовать некоторые особенности двигателей SI и CI; например, самовозгорание предварительно смешанных смесей бензина, дизельного топлива или их смеси.

          Газовые турбины, рис. 2, являются еще одним примером двигателей внутреннего сгорания. Однако, в отличие от поршневых двигателей с возвратно-поступательным движением, сгорание происходит отдельно в специальной камере сгорания.

          Рисунок 2 . Микрогазовая турбина для расширителей диапазона в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности

          (Источник: Wrightspeed Inc.)

          Двигатели внешнего сгорания

          В двигателях внешнего сгорания рабочее тело полностью отделено от топливовоздушной смеси.Тепло от продуктов сгорания передается рабочему телу через стенки теплообменника. Паровая машина - хорошо известный пример двигателя внешнего сгорания.

          Примером поршневого двигателя внешнего сгорания является двигатель Стирлинга, в котором тепло добавляется к рабочему телу при высокой температуре и отводится при низкой температуре. Тепло, добавляемое к рабочему телу, может быть получено практически от любого источника тепла, такого как сжигание ископаемого топлива, дерева или любого другого органического материала.

          Цикл Ренкина, на котором основаны многие конструкции паровых двигателей, является еще одним примером двигателя внешнего сгорания. Тепло, поступающее от внешнего источника, повышает температуру жидкости, такой как вода, до тех пор, пока она не превратится в пар, который используется для перемещения поршня или вращения турбины. Паровые двигатели приводили в движение автомобили в США с 1900 по 1916 год; однако к 1924 году они почти исчезли. Паровые грузовики были популярны в Англии до середины 1930-х годов. В то время как паровые локомотивы во многих странах постепенно заменялись тепловозами на протяжении большей части 20 -го -го века, некоторые из них оставались в эксплуатации до 21-го -го -го века.Причины отказа от парового двигателя в качестве основного двигателя в мобильных приложениях заключались в размере и количестве основных компонентов, необходимых для их работы, таких как печь, котел, турбина, клапаны, а также их сложных органов управления [422] . Паровая турбина, которая до сих пор работает на многих стационарных электростанциях, является примером роторного двигателя внешнего сгорания.

          В 21 веке и гг. Акцент на повышении эффективности двигателей вызвал новый интерес к циклу Ренкина для мобильных приложений - в форме рекуперации отработанного тепла выхлопных газов (WHR).В то время как в некоторых из этих устройств используется пар, в других используются органические жидкости, которые лучше подходят для применений с относительно низкой температурой выхлопных газов транспортных средств. Из-за комбинации цикла Ренкина и органической рабочей жидкости эти системы часто называют системами рекуперации отходящего тепла с органическим циклом Ренкина (ORC).

          ###

          Рабочие характеристики двигателя и характеристики сгорания двигателя с прямым впрыском и воспламенением от сжатия, работающего на отработанном кулинарном масле, синтетическом дизельном топливе

          Сравнение свойств WCOSD и дизельного топлива

          Свойства WCOSD показаны в таблице 3 и сравниваются со стандартной спецификацией дизельного топлива Euro V топливо. Цетановое число WCOSD было несколько ниже, чем у дизельного топлива из-за содержания ненасыщенных компонентов; которые могут препятствовать сгоранию топлива в двигателе. Еще одним недостатком была низкая теплотворная способность WCOSD из-за высокого содержания кислородсодержащих соединений (Wako et al.2018), что хуже сказывалось на характеристиках двигателя. Вязкость биодизеля была немного выше, чем у дизельного топлива, что приводило к ухудшению распыления в двигателе и, вероятно, уменьшало эффективность сгорания из-за образования нагара, загрязняющего камеру сгорания.Однако WCOSD имел некоторые преимущества, такие как полное отсутствие серы, зольности и углеродных остатков по сравнению с дизельным топливом. Было обнаружено, что по свойствам WCOSD ближе к обычному дизельному топливу; поэтому обычное дизельное топливо использовалось в качестве топлива для сравнения при испытании двигателя.

          Таблица 3 Топливные свойства WCOSD по сравнению со стандартными техническими характеристиками дизельного топлива EN 590: 2009

          Сравнение рабочих характеристик двигателя

          На рисунке 3a показано сравнение характеристик двигателя при разных оборотах двигателя и условиях полной нагрузки, когда WCOSD и CD были используется в качестве тестового топлива. Как правило, характеристики двигателя были полностью неизменными в диапазоне оборотов двигателя от 1400 до 2100 об / мин. Действительно, когда CD использовался в качестве топлива, тормозные усилия при рабочих оборотах двигателя 1400 об / мин и 1700 об / мин были, соответственно, на 2,90%, 2,43% выше, чем у WCOSD. Кроме того, характеристики расхода топлива тестового двигателя в случае использования WCOSD были выше, чем в случае использования CD, как показано на рис. 3b, что, вероятно, является результатом более низкой теплотворной способности WCOSD, как показано в таблице 1.Кроме того, плотность и кинематическая вязкость дизельного топлива были выше, чем у WCOSD, что также способствовало снижению мощности двигателя из-за увеличения потерь на трение. Однако, как показано на рис. 3а, на высоких оборотах мощность двигателя в случае использования WCOSD была немного выше, чем у CD, что являлось результатом влияния вязкости. Поскольку вязкость WCOSD была меньше, чем вязкость CD, смесь WCOSD и воздуха стала более предпочтительной по сравнению с вязкостью CD, особенно в случае высоких оборотов двигателя, поскольку продолжительность образования смеси была ограничена.

          Рис. 3

          Сравнение характеристик двигателя a Мощность двигателя и расход топлива b

          На рисунке 4 представлено изменение удельного расхода топлива на тормоз (BSFC), соответствующее каждой постоянной скорости двигателя 1400, 1700 и 2100 об / мин и крутящий момент двигателя составляет от 0 до 50 Н · м, когда тестовый двигатель заправлялся WCOSD и CD. Результаты показали, что BSFC WCOSD всегда был выше, чем у CD, на каждой точке работы двигателя. При одинаковых условиях эксплуатации наибольшая разница в BSFC между двумя видами топлива составляет 19% в рабочей точке при частоте вращения двигателя 1700 об / мин и нагрузке 25%.Между тем, BSFC двух видов топлива был аналогичен при 75% максимального крутящего момента. Эта тенденция совпадает с выводами Meng et al. (2008), Necati et al. (2009), Hirkude и Padalkar (2012), Zhu et al. (2011), Ди и др. (2009) и Necati и Canakci (2010) исследуют два типа биодизельного топлива, полученного из отработанного пальмового масла и масла канолы. Чтобы поддерживать такую ​​же выходную мощность, необходимо подавать большее количество WCOSD, как было предложено Muralidharan и Vasudevan (2011), Buyukkaya (2010), Hirkude and Padalkar (2012), Zhu et al.(2011) и Di et al. (2009) из-за более низкой теплотворной способности WCOSD по сравнению с CD.

          Рис.4

          Удельный расход тормозов тестового двигателя, работающего на CD и WOCSD при a 1400 об / мин, b 1700 об / мин, c 2100 об / мин и d при полной нагрузке

          Меньшая выходная мощность и более высокий расход топлива WCOSD привел к более низкому тепловому КПД тормозов (BTE) по сравнению с CD при всех режимах работы двигателя, как показано на рис.5. Например, при тех же рабочих условиях 1400 об / мин и 70% нагрузки BTE двигателя, работающего на CD, достиг наивысшего значения 38,3%, в то время как двигатель, работающий на WCOSD, составлял 36,6%. Примечательно, что при рабочей точке 1400 об / мин и 25% нагрузки разница в BTE между WCOSD и CD составляла примерно 21%. Вторая причина этих результатов может быть объяснена более высокой вязкостью и слабой летучестью WCOSD, что приводит к более плохим характеристикам распыления и горения, как описано в результатах, заключенных в Hirkude and Padalkar (2012) и Necati and Canakci (2010).

          Рис.5

          Тепловая эффективность тормозов тестового двигателя, работающего на CD и WOCSD при a 1400 об / мин, b 1700 об / мин, c 2100 об / мин и d при полной нагрузке

          Сравнение характеристик сгорания

          Характеристики сгорания WCOSD и CD в этом исследовании были исследованы на основе давления в цилиндре и задержки воспламенения. Чтобы проанализировать процесс сгорания, данные о давлении в цилиндрах и топливной магистрали за 200 циклов с 0.Было измерено и проанализировано разрешение 4 ° угла поворота коленчатого вала. На рисунке 6а показано изменение давления в цилиндре в зависимости от угла поворота коленчатого вала, когда испытательный двигатель работал на топливе CD и WCOSD при частоте вращения 1400 и различных нагрузках двигателя 11, 23 и 35 Н · м. Наблюдаемые пики давления в цилиндре для двигателя, работающего с WCOSD, были ниже, чем у CD, на 0,43, 0,32 и 0,74 бар при 11, 23 и 35 Н · м соответственно. Однако давление в цилиндрах было примерно одинаковым в областях, далеких от верхней мертвой точки.Более низкие пики давления в цилиндрах могут быть результатом неправильного смешивания WCOSD с воздухом при низкой температуре двигателя из-за его характеристик.

          Рис.6

          Изменение давления в цилиндре испытательного двигателя, работающего на CD и WOCSD, при a 1400 об / мин, b 1700 об / мин, c 2100 об / мин и d задержка зажигания при различных рабочих условиях

          На рисунке 6d сравнивается задержка зажигания, которая определяется как временной интервал между началом впрыска и началом сгорания, для тестового двигателя, работающего от WCOSD и CD, при различных рабочих условиях.Видно, что зажигание WCOSD началось раньше, чем CD, на величину от 0,4 до 0,8 ° CA. Усовершенствованное начало зажигания WCOSD является результатом физических свойств WCOSD (Tesfa et al. 2013). Кроме того, задержка зажигания для WCOSD была короче, чем для CD при низкой и средней нагрузке, тогда как противоположный результат был обнаружен при высоких нагрузках, как показано на рис. 6d.

          Сострадание по выбросам выхлопных газов

          Сравнение выбросов окиси углерода

          На рисунке 7 показаны экспериментальные результаты выбросов окиси углерода (CO) от испытательного двигателя, работающего на WCOSD и CD.Можно видеть, что тенденции выбросов CO от двигателя, работающего на двух видах топлива, были подобны друг другу. Выбросы CO были низкими при низких и средних нагрузках и высокими при полных. Основная причина этого явления заключается в том, что смесей при полной нагрузке было больше, чем при низких и средних нагрузках, что приводило к нехватке кислорода в процессе сгорания при условиях полной нагрузки. В условиях полной нагрузки выбросы CO двигателя, работающего на CD, были выше, чем у двигателя WCOSD, 34. На 85% выше при 1400 об / мин и на 58,33% выше при 1700 об / мин. Однако при высоких оборотах двигателя тенденция была противоположной. При 2100 об / мин, когда тестовый двигатель работал на CD, выбросы CO были на 45,9% ниже, чем у двигателя, работающего на WCOSD.

          Рис. 7

          Выбросы окиси углерода тестового двигателя, работающего на CD и WOCSD при a 1400 об / мин, 1700 об / мин, 2100 об / мин и b при полной нагрузке

          Сравнение выбросов оксидов азота

          На рисунке 8 показано изменение выбросов оксидов азота (NO x ) в зависимости от оборотов двигателя и нагрузок.При тех же условиях эксплуатации выбросы NO x , произведенные WCOSD, были выше по сравнению с выбросами CD. Наибольшие выбросы NO , x , произведенные WCOSD, составили 1165, 1140 и 846 при 1400, 1700 и 2100 об / мин, соответственно, тогда как выбросы CD составили соответственно 1150, 1023 и 833 ppm. Более высокий выброс NO x испытательного двигателя в случае использования WCOSD может быть результатом обеспечения содержания кислорода в WCOSD, что, вероятно, способствовало образованию NO x .Еще одним фактором, который вызвал увеличение выбросов NO x , является более высокая пиковая температура во время сгорания для WCOSD по сравнению с дизельным топливом.

          Рис. 8

          NO x Выбросы тестового двигателя, работающего на CD и WOCSD при a 1400 об / мин, 1700 об / мин, 2100 об / мин и b при полной нагрузке

          Сравнение выбросов углеводородов

          Углеводород Выбросы (HC) испытательного двигателя, работающего как на WCOSD, так и на CD, оказались очень низкими при всех условиях работы двигателя.Вариации выбросов углеводородов между двумя типами топлива при 12 рабочих условиях, испытанных в данном исследовании, показаны на рис. 9. Можно видеть, что в большинстве рабочих условий выбросы углеводородов тестовых двигателей, работающих на WCOSD, были ниже, чем у двигателей с системой WCOSD. CD. Выбросы углеводородов из двигателя, работающего на WCOSD, снизились в среднем на 26,3% по сравнению с двигателем, работающим на CD. Из этих результатов можно сделать вывод, что использование WCOSD в целом привело к снижению выбросов углеводородов благодаря более четкому сгоранию.Кроме того, в условиях полной нагрузки, когда частота вращения двигателя увеличилась с 1400 до 2100 об / мин, выброс углеводородов двигателя, работающего на двух типах топлива, значительно снизился из-за более высоких температур, ведущих к лучшему распылению и летучести.

          Рис. 9

          Выбросы углеводородов от тестового двигателя, работающего на CD и WOCSD при a 1400 об / мин, 1700 об / мин, 2100 об / мин и b при полной нагрузке

          Сравнение выбросов дыма

          На рисунке 10 представлены экспериментальные данные о выделении дыма. Результаты тестового двигателя заправлены WCOSD и CD.Тенденции выбросов черного дыма от двигателя, работающего на обоих двух испытанных топливах, были схожими. Выбросы дыма были низкими при малых и средних нагрузках и высокими при полной. Основная причина этого явления заключается в том, что смеси при полной нагрузке были значительно богаче, чем при низких и средних нагрузках, что приводило к нехватке кислорода в процессе сгорания, когда двигатель работал в условиях полной нагрузки. Кроме того, также можно обнаружить, что среднее количество выбросов черного дыма при работе двигателя с WCOSD было на 17% ниже, чем с CD.В условиях полной нагрузки с обоими видами топлива выброс дыма от двигателя соответственно увеличивал скорость, как показано на рис. 10b. Это явление можно объяснить тем, что при увеличении частоты вращения двигателя время для процессов испарения и смешивания топлива сокращается, что снижает качество сгорания.

          Рис. 10

          Выбросы дыма от тестового двигателя, работающего на CD и WOCSD при a 1400 об / мин, 1700 об / мин, 2100 об / мин и b при полной нагрузке

          Рабочие характеристики и характеристики выбросов дизельного двигателя, работающего на смеси этанола и дизельного топлива в разных высотных регионах

          Чтобы исследовать влияние смеси этанол-дизель и высоты на производительность и выбросы дизельного двигателя, были проведены сравнительные эксперименты на стенде дизельного двигателя с турбонаддувом, работающего на чистом дизельном топливе (в качестве прототипа) и смеси этанол-дизельное топливо (E10, E15, E20 и E30) при различных атмосферных давлениях (81 кПа, 90 кПа и 100 кПа). Результаты экспериментов показывают, что эквивалентный удельный расход топлива для тормозов (BSFC) смесей этанол-дизельное топливо лучше, чем у дизельного топлива при различных атмосферных давлениях, и что эквивалентный BSFC значительно улучшается с повышением атмосферного давления, когда атмосферное давление ниже. чем 90 кПа. При уровне 81 кПа выбросы как HC, так и CO значительно возрастают с увеличением частоты вращения и нагрузок двигателя и добавления этанола, в то время как при 90 и 100 кПа их влияние на выбросы HC и CO минимально.Изменения атмосферного давления и пропорции этанола в смеси не оказывают очевидного влияния на выбросы NO x . Выбросы дыма явно уменьшаются с увеличением процентного содержания этанола в смесях, особенно при атмосферном давлении ниже 90 кПа.

          1. Введение

          В последнее время большое внимание уделяется дизельному двигателю из-за его высокой тепловой эффективности и низкого уровня выбросов; однако с учетом строгих норм выбросов и ограниченного запаса топлива для дизельных двигателей использовались альтернативные виды топлива. В качестве возобновляемого и кислородсодержащего биотоплива этанол является перспективным топливом для транспортных средств, которое можно смешивать с дизельным топливом или впрыскивать непосредственно в цилиндр. Существует множество исследований по применению этанола в дизельном двигателе, которые сосредоточены на трех аспектах: методы применения этанола в дизельных двигателях, топливные свойства смесей этанол-дизельное топливо и влияние на характеристики сгорания и выбросов смесей этанол-дизельное топливо [ 1–6].

          Поскольку этанол является полярной молекулой и его растворимость в дизельном топливе подвержена влиянию температуры и содержания воды, высокопроцентное добавление этанола в дизельное топливо затруднено, особенно при низких температурах (ниже примерно 10 ° C).Чтобы смешать этанол и дизельное топливо, следует добавить эмульгатор или сорастворитель. Во многих литературных источниках указано, что содержание ароматических углеводородов, среднего дистиллята и парафина в дизельном топливе является важным фактором его смешения с этанолом [1, 2]. В настоящее время методы нанесения этанола на дизельный двигатель можно разделить на следующие четыре класса: (1) смесь этанола с дизельным топливом с помощью насоса высокого давления [3], (2) фумигация этанолом во впускаемом воздухе с помощью карбюратора или коллектора. впрыск, который связан с ограничениями количества этанола из-за возникновения детонации в двигателе при высоких нагрузках и предотвращением гашения пламени и пропусков зажигания при низких нагрузках [3–6], (3) система двойного впрыска, требующая очень высокой система впрыска под давлением и связанное с ней существенное изменение конструкции головки цилиндров [6, 7] и (4) смеси этанола и дизельного топлива с использованием эмульгатора или сорастворителя для смешивания двух видов топлива для предотвращения их разделения, не требуя никаких технических изменений со стороны двигателя [6, 8, 9].

          Физические и химические характеристики смесей этанол-дизельное топливо очень важны для их применения в дизельных двигателях. Стабильность, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, удельная теплоемкость, теплотворная способность и цетановое число смесей оказывают большое влияние на характеристики впрыска, распыления, воспламенения и горения, а также на характеристики холодного пуска, мощности, расхода топлива и выбросов. двигателя. Кроме того, могут возникать протечки и протечки обычного бака, топливопровода и уплотнительной части.Более строгие требования предъявляются к смешиванию, транспортировке, хранению и использованию топлива из-за низкой температуры вспышки смесей этанол-дизельное топливо [9–13].

          Цетановое число - важное свойство топлива для дизельных двигателей. Он влияет на пусковую способность двигателя, выбросы, пиковое давление в цилиндре и шум сгорания. Согласно исследованию, проведенному Li et al. [12], добавление каждых 10 об.% Этанола к дизельному топливу приводит к снижению цетанового числа полученной смеси на 7,1 единицы.Ссылки [8, 14, 15] показали, что добавление этанола привело к увеличению задержки воспламенения, уменьшению продолжительности горения, высоких максимальных скоростях давления и небольшому снижению температуры газа из-за его низкого цетанового числа и высокой / низкой теплотворной способности. С добавлением присадки, улучшающей цетановое число, характеристики горения могут достигать уровня прототипа при средней или высокой нагрузке.

          Без модификации смеси этанол-дизель снизили мощность дизельного двигателя и увеличили удельный расход топлива на тормоз; однако работоспособность прототипа может быть восстановлена ​​после регулировки подачи топлива и времени впрыска двигателя [16–18].В [19] не показано значительного снижения мощности при работе двигателя на различных смесях этанол-дизельное топливо (до 20%) на 5% уровне значимости. Удельный расход топлива на тормоза увеличился на 9% по сравнению с одним дизельным топливом. Температура выхлопных газов и смазочного масла были ниже при работе на смесях этанола и дизельного топлива по сравнению с работой на дизельном топливе.

          Смеси этанола и дизельного топлива могут снизить дымность и выбросы твердых частиц дизельным двигателем. Чем выше это снижение, тем выше процентное содержание этанола в смесях.Причина в том, что содержание кислорода в смесях может способствовать сочетанию топлива и кислорода даже в богатой топливом области [16, 20–22]. Выбросы NOx остались такими же или очень незначительно снизились при использовании смесей этанола и дизельного топлива по сравнению с выбросами дизельного топлива; однако выбросы NOx могут быть уменьшены другими методами, такими как EGR и SCR. Выбросы углеводородов (УВ) были увеличены за счет использования смесей этанол-дизельное топливо. Чем выше это увеличение, тем выше процентное содержание этанола в смеси, однако выбросы углеводородов из смесей все еще могут соответствовать стандартам выбросов из-за низких выбросов углеводородов дизельным двигателем.Ссылки [12, 20] показали, что выбросы CO из смесей этанол-дизельное топливо увеличиваются при низкой нагрузке и уменьшаются при высокой нагрузке. Кроме того, выбросы CO 2 были уменьшены из-за низкого отношения C / H в смесях этанола и дизельного топлива.

          На нерегулярные выбросы дизельного двигателя также повлияло добавление этанола. Cheung et al. [23] сообщили, что количество несгоревшего этанола и ацетальдегида увеличивалось, когда четырехцилиндровый дизельный двигатель с прямым впрыском работал на смеси этанол-дизельное топливо, но формальдегид, этен, этин, 1,3-бутадиен и БТК (бензол, толуол и ксилол) в целом снизилась, особенно при большой нагрузке двигателя. Установлено, что катализатор окисления дизельного топлива (DOC) значительно снижает количество загрязняющих веществ, включая токсичные вещества в воздухе. Song et al. [24] показали, что содержание 16 видов ПАУ и уровень повреждений ДНК в выхлопе E5 снизились по сравнению с дизельным.

          Атмосферное давление и плотность воздуха могут влиять на процесс сгорания двигателя, поэтому характеристики мощности, расхода топлива и выбросов двигателя будут разными, когда двигатель работал на разных высотах.До сих пор исследования применения смесей этанол-дизель проводились практически на малой высоте. Поэтому, чтобы исследовать влияние смесей этанол-дизельное топливо на характеристики и выбросы дизельного двигателя при различных атмосферных давлениях, были проведены сравнительные эксперименты между двигателем, работающим на чистом дизельном топливе (в качестве прототипа), и смесью этанол-дизельное топливо на разных высотах. [25–27].

          2. Материалы и методы
          2.1. Тестовый двигатель

          Тестовый двигатель был 3. 298 л, дизельный двигатель с непосредственным впрыском и турбонаддувом. Соответствующая характеристика детальной компоновки двигателя приведена в таблице 1. В ходе эксперимента двигатель испытывался без каких-либо доработок.


          Тип Рядный, 4 цилиндра

          (мм) L 905 905 905 905 905 905 Камера сгорания с прямым впрыском
          Индукционная система С турбонаддувом и промежуточным охладителем
          Степень сжатия 17.5: 1
          Номинальная мощность (кВт / (об / мин -1 )) 73/3200
          Максимальный крутящий момент (Нм / (об / мин -1 )) 245/2200

          2.
          2. Приборы для испытаний на выбросы и реализация различных атмосферных давлений

          Приборы для испытаний на выбросы включали электрический динамометр переменного тока (AVL AFA Drive 250 / 4–8), анализатор отработавших газов (AVL CEB ), измеритель расхода топлива (AVL 733). ) и дымомер (AVL 415).Высота испытательного стенда 1912 м, местное атмосферное давление 81 кПа. Относительная влажность составляет 40 ~ 60%, а температура колеблется от 18 ° C до 21 ° C.

          Различное атмосферное давление создавалось системой состояния двигателя (AVL ACS1300 / 300), которая может автоматически контролировать атмосферное давление и температуру газа на входе. Вход компрессора турбокомпрессора был подключен к выходу давления системы состояния двигателя, и использовались датчик давления и датчик температуры.Когда оно составляло 81 кПа, противодавление выхлопных газов было установлено на уровне местного давления окружающей среды. Когда атмосферное давление составляло 90 кПа или 100 кПа, противодавление двигателя доводили до давления на входе [17, 18].

          2.3. Смесь этанола и дизельного топлива

          Разработано гидравлическое виброэмульгаторное устройство, которое было установлено на насос высокого давления дизельного двигателя. Этанол и дизельное топливо подавались в устройство эмульгирования двумя системами подачи топлива. Эмульгированный этанол / дизельное топливо впрыскивали в цилиндр с помощью насоса и инжектора.Устройство эмульгирования может подавать различные пропорции этанола и дизельного топлива без модификации двигателя и остановки двигателя. Устройство эмульгирования может использовать 95% этанол без эмульгатора и поверхностно-активного вещества. Испытательный дизель - дизель 0 [5].

          3. Результаты и обсуждение
          3.1. Анализ производительности двигателя

          Низкая теплотворная способность () этанола ниже, чем у дизельного топлива, поэтому необходимо учитывать влияние теплотворной способности при сравнении удельного расхода топлива на тормоз (BSFC), а затем ссылаться на эквивалент BSFC (), определяемый как. и - низкая теплота сгорания смесей этанол-дизельное топливо и дизельного топлива, соответственно. На рисунке 1 показано сравнение эквивалентных BSFC при трех атмосферных давлениях.


          (а) 2200 об / мин 230 Н м
          (б) 3200 об / мин 190 Н м
          (а) 2200 об / мин 230 Н м
          (б) 3200 об / мин 190 Н м

          Видно, что смеси этанол-дизель ниже, чем у дизельного топлива. Этанол представляет собой кислородсодержащее топливо с более низким поверхностным натяжением и температурой кипения, поэтому быстрое испарение этанола может способствовать эффективности распыления и образованию газовой смеси, что хорошо для предварительного смешивания и диффузного горения.Кроме того, более высокое содержание кислорода в этаноле может увеличить коэффициент избытка воздуха и улучшить тепловую эффективность. С другой стороны, уменьшение не было пропорционально добавлению этанола. По сравнению с дизельным двигателем, E10 уменьшил b e на 1,0 ~ 2,6%, E15 - на 1,8 ~ 3,0%, E20 - на 2,6 ~ 2,7%, а E30 - на 1,4 ~ 2,1%. Результаты показали, что E15 и E20 имеют лучшие характеристики, чем E10 и E30, потому что E10 имеет более низкую долю этанола, а E30 может иметь плохую эмульгирование.

          Видно, что как смеси этанол-дизельное топливо, так и дизельное топливо уменьшаются с увеличением атмосферного давления.Снижение было значительным при изменении атмосферного давления с 81 кПа до 90 кПа, в то время как уменьшение было незначительным при изменении атмосферного давления с 90 кПа до 100 кПа.

          3.2. Характеристики выбросов УВ

          Выбросы УВ смесей дизельного этанола при трех атмосферных давлениях показаны на рисунках 2, 3 и 4. Можно видеть, что выбросы УВ при разных атмосферных давлениях демонстрируют значительные расхождения при пропорциях смеси, двигатель скорости и нагрузки меняются.При увеличении скорости и нагрузки влияние атмосферного давления на выброс углеводородов было незначительным. При 2200 об / мин и 81 кПа пропорции смеси оказали большое влияние на выбросы углеводородов, особенно при небольшой нагрузке (50 Н · м), что привело к увеличению на 47% ~ 293%. Увеличение выбросов углеводородов на E30 было большим. Выбросы углеводородов увеличиваются с увеличением процентного содержания этанола в смесях; однако выбросы углеводородов из смесей этанол-дизельное топливо почти достигли уровня прототипа при 3200 об / мин.




          Поскольку этанол имеет более высокую скрытую теплоту парообразования, что снижает температуру газа и способствует охлаждению стенки цилиндра, выброс углеводородов, очевидно, возрастает с увеличением содержания этанола при низких оборотах и ​​нагрузке на двигатель.Когда обороты двигателя и нагрузки увеличиваются, температура газа и стенки камеры сгорания увеличивается, что ускоряет образование газовой смеси и способствует сгоранию топлива, поэтому увеличивающиеся смеси этанола оказывают влияние на выбросы углеводородов при более высоких оборотах двигателя и нагрузка. Таким образом, выброс УВ незначительно увеличился и при некоторых нагрузках двигателя достиг уровня дизельного двигателя. Из-за более высокой скрытой теплоты парообразования и более низкого цетанового числа более высокая доля этанола снижает температуру газа и замедляет задержку воспламенения, что приводит к значительному увеличению выбросов углеводородов E30 при более низкой скорости и нагрузке.Кроме того, еще одной причиной может быть ограниченная эмульгируемая способность устройства для смешивания при более высоком содержании этанола. На основании приведенного выше анализа можно сказать, что выбросы углеводородов из смесей этанол-дизельное топливо зависят от частоты вращения двигателя, нагрузки и доли этанола в смеси.

          3.3. Характеристики выбросов CO

          Выбросы CO из смесей этанол-дизель при трех атмосферных давлениях показаны на рисунках 5, 6 и 7. При 2200 об / мин и низкой нагрузке (50 Нм) E10, E20 и E30 увеличивали Выбросы CO составляют 20% ~ 250%, 33% ~ 301% и 35% ~ 210% соответственно.При увеличении частоты вращения и нагрузки двигателя атмосферное давление оказывало влияние на выброс CO. При низких и средних нагрузках более высокая доля этанола несколько увеличивала выброс CO. При полной нагрузке выбросы CO смеси этанола и дизельного топлива были ниже, чем у чистого дизельного топлива, особенно при 81 кПа. Результаты экспериментов показали, что смеси этанола и дизельного топлива не будут ухудшать выбросы CO, за исключением скорости 2200 об / мин и низкой нагрузки.




          Добавление этанола вызывает снижение температуры газа, что сдерживает окисление CO, поэтому выброс CO увеличивается при низкой нагрузке.С увеличением частоты вращения и нагрузки двигателя повышение температуры газа, температуры стенки и содержания кислорода в этаноле способствует условиям окисления CO, что снижает отрицательный эффект добавления этанола. При полной нагрузке коэффициент избытка воздуха сравнительно невелик, поэтому увеличение доли этанола значительно снижает выбросы CO. С повышением атмосферного давления увеличивается доля избытка воздуха и ослабляется влияние этанола, поэтому влияние атмосферного давления на выброс CO невелико. На основании приведенного выше анализа можно сказать, что выбросы CO из смесей этанол-дизельное топливо зависят от скорости двигателя, нагрузки и доли этанола в смеси.

          3.4. Характеристики выбросов NO
          x

          На рисунках 8, 9 и 10 показаны выбросы NOx смесей этанол-дизельное топливо при трех атмосферных давлениях. При различных атмосферных давлениях и пропорциях смеси выбросы NOx показали аналогичную тенденцию. Смеси этанола и дизельного топлива снижают выбросы NOx на большинстве режимов.При 1400 и 2200 об / мин и низкой нагрузке небольшое увеличение выбросов NOx для E30 должно быть вызвано плохим эмульгированием при более высокой пропорции смеси. Увеличение содержания кислорода может способствовать образованию NOx; однако максимальная температура газа является наиболее важным фактором образования NOx, поэтому пониженная температура газа, вызванная более высокой скрытой теплотой испарения этанола, может уменьшить выбросы NOx.




          3.
          5. Характеристики выбросов дыма

          На рисунках 11, 12 и 13 показаны дымовые выбросы смесей этанол-дизель при трех атмосферных давлениях при полной нагрузке.При различном атмосферном давлении дымовыделение смесей этанол-дизельное топливо имеет такую ​​же тенденцию, как и выбросы дизельного топлива. Выбросы дыма как смесей, так и дизельного топлива снижались с увеличением атмосферного давления. По сравнению с чистым дизельным топливом E10, E20 и E30 снизили выбросы дыма на 18% 26%, 36% 47% и 50% 63% соответственно при 81 кПа, на 18% 19%, 40% 38% и 63% 59% соответственно при 90 кПа и 17% 19%, 34% 42% и 58% 62% соответственно при 100 кПа. Он показал, что более высокая доля этанола в смеси приводит к более низкому дымовыделению при том же атмосферном давлении и нагрузке.При скорости вращения 2200 об / мин и атмосферном давлении от 81 до 90 кПа выбросы дыма от E10, E20 и E30 снизились на 39%, 43% и 55% соответственно. Однако при изменении атмосферного давления от 90 кПа до 100 кПа дымовыделение E10, E20 и E30 было снижено на 14%, 6% и 4% соответственно. Видно, что атмосферное давление оказывает значительное влияние на дымовыделение, когда атмосферное давление ниже 90 кПа. Влияние ослабляется, когда оно превышает 90 кПа.


          (а) 1400 об / мин 140 Н м
          (б) 1400 об / мин 180 Н м
          (а) 1400 об / мин 140 Н м
          (б) 1400 об / мин 180 Н м
          (а) 2200 об / мин 160 Н м
          (б) 2200 об / мин 230 Н м
          (а) 2200 об / мин 160 Н м
          (б) 2200 об / мин 230 Н м
          (а) 3200 об / мин 140 Н м
          (б) 3200 об / мин 190 Н м
          (а) 3200 об / мин 140 Н м
          (б) 3200 об / мин 190 Н m

          Атом кислорода обычно соединен с атомом углерода в кислородсодержащем топливе, и трудно разорвать связь, которая сдерживает образование ароматического углеводорода и черного углерода, поэтому содержание кислорода в этаноле может обеспечить атом кислорода в топливе. богатый регион и препятствуют образованию дыма, особенно при большой нагрузке.При большой нагрузке коэффициент избытка воздуха невелик, поэтому содержание кислорода в этаноле может оказать очень положительное влияние на дымовыделение. С другой стороны, этанол имеет более низкое процентное содержание углерода и серы, мало ароматических углеводородов и более низкое поверхностное натяжение и температуру кипения, что может улучшить характеристики распыления и горения смесей этанол-дизельное топливо и ограничить выделение дыма.

          4. Выводы
          (1) Мощность двигателя, работающего на смеси этанола и дизельного топлива, может соответствовать требованиям прототипа после регулировки подачи топлива.С повышением атмосферного давления эквивалентный удельный расход топлива обеих смесей и чистого дизельного топлива демонстрировал одинаковую тенденцию к снижению. Когда атмосферное давление ниже 90 кПа, эквивалентный удельный расход топлива значительно улучшается с повышением атмосферного давления; и улучшение ослабевает, когда атмосферное давление выше 90 кПа. (2) При 81 кПа выброс углеводородов значительно возрастает с уменьшением скорости и нагрузки и увеличением содержания этанола, особенно при низкой нагрузке.Увеличение доли этанола в смеси мало влияет на выбросы углеводородов, когда атмосферное давление находится в диапазоне от 90 кПа до 100 кПа. (3) При 81 кПа выброс CO значительно возрастает с уменьшением скорости и увеличением содержания этанола, особенно при низкая нагрузка. При 90 кПа и 100 кПа выброс CO немного увеличивается с увеличением доли смеси при низкой и средней нагрузке, в то время как выброс CO снижается при большой нагрузке. (4) Атмосферное давление и пропорция смеси не имеют очевидного влияния на выбросы NOx.В большинстве рабочих условий выбросы NOx смесей этанола и дизельного топлива имеют небольшое снижение по сравнению с выбросами дизельного топлива. (5) Уровень выбросов дыма, очевидно, уменьшается с увеличением атмосферного давления. Кроме того, более высокая доля этанола в смеси приводит к более низкому дымовыделению. Атмосферное давление оказывает значительное влияние на дымовыделение, если оно ниже 90 кПа. Влияние ослабляется, когда оно превышает 90 кПа.
          Благодарность

          Работа поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (грант №50766001).

          Экспериментальный и прогнозный анализ характеристик двигателей различных биодизелей

          Основные моменты

          Исследовано влияние степени сжатия различных смесей биодизеля.

          Добавление биодизеля в дизельное топливо сильнее влияет на характеристики двигателя.

          Улучшена склонность к детонации для дизельного двигателя с более высоким CR.

          Наибольшее сокращение выбросов NO X на 45.4% для смеси Jatropha curcas.

          Реферат

          В настоящем исследовании были численно исследованы характеристики сгорания, рабочие характеристики и выбросы чистого дизельного топлива и смеси дизельное биодизельное топливо (сырье первого, второго и третьего поколения) (B20) на дизельном двигателе, и численный инструмент был утвержден. с результатами экспериментов. Программа Diesel-RK использовалась для численного исследования характеристик сгорания, производительности и выбросов при различной степени сжатия (16.5, 17.5 и 18.5) и нагрузок. Согласно численным результатам, тормозной момент двигателя, объемный КПД и выброс дыма снизились, а давление в цилиндре, температура в цилиндре, склонность к детонации двигателя и выбросы NO X увеличились с увеличением степени сжатия смеси дизельное биодизельное топливо (B20). Цепной механизм Зельдовича был использован для расчета выбросов NO X для дизельно-биодизельной смеси и дизельного топлива. Результаты смешивания B20 показывают, что произошло снижение температуры цилиндра на 8.2% для Jatropha curcas, склонность к детонации двигателя на 13,47% для рапса, дымность на 63,85% для масла жожоба и выбросы NO X на 42,2% для Jatropha curcas по сравнению с дизельным топливом при CR17.5 при полной нагрузке двигателя. Выбросы NO X смеси B20 были выше на 17,53% для жожоба, 23,0% для каранжи и 8,7% для рыбьего жира по сравнению с дизельным топливом при CR17,5 при полной загрузке.

          Ключевые слова

          Дизельный двигатель

          Первое поколение

          Второе поколение

          Третье поколение

          Биодизель

          Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

          Полный текст

          © 2020 Elsevier Ltd.Все права защищены.

          Рекомендуемые статьи

          Ссылки на статьи

          Страница не найдена | MIT

          Перейти к содержанию ↓
          • Образование
          • Исследование
          • Инновации
          • Прием + помощь
          • Студенческая жизнь
          • Новости
          • Выпускников
          • О MIT
          • Подробнее ↓
            • Прием + помощь
            • Студенческая жизнь
            • Новости
            • Выпускников
            • О MIT
          Меню ↓ Поиск Меню Ой, похоже, мы не смогли найти то, что вы искали!
          Попробуйте поискать что-нибудь еще! Что Вы ищете? Увидеть больше результатов

          Предложения или отзывы?

          .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

2019 © Все права защищены. Карта сайта