Рабочие обороты бензинового двигателя: На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Содержание

На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Постоянная езда на повышенных оборотах двигателя неизменно приводит к повышенной нагрузке на автомобиль и быстрому выходу из строя силового агрегата. Чтобы избежать подобного необходимо стараться держать небольшие обороты, что позволит продлить срок службы двигателя, обеспечив при этом наилучшие показатели топливной экономичности. Поговорим поподробнее о том, какие же следует держать обороты двигателя для увеличения ресурса мотора.

На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

Опасность езды на высоких оборотах

Общеизвестно, что высокие обороты, в особенности около красной зоны тахометра будут крайне опасными для двигателя. В подобном случае отмечается износ силового агрегата, моторное масло плохо смазывает подвижные элементы, появляется износ мотора и его перегрев, при этом смазка быстро теряет свои свойства, что еще больше усугубляет состояние двигателя.

Какие следует держать обороты мотора, чтобы предотвратить повышенную нагрузку на двигатель

При этом нужно помнить, что несколько раз в месяц всё же полезно раскручивать двигатель до таких высоких оборотов и давать ему, что называется жару. То есть, на трассе прохватывать на высокой скорости 5-10 километров, что позволит убрать весь нагар и закоксовку внутри двигателя. Нужно лишь обязательно помнить о безопасности во время таких профилактических поездок на высоких оборотах.

Поездки с низкими оборотами

Часто автовладельцы совершают распространенную ошибку, они стараются держать обороты двигателя на отметке в 2000 в минуту, что, по их мнению, позволяет существенно снизить нагрузку на мотор. Действительно, расход топлива в подобном случае уменьшается, однако, как ни странно, нагрузка на силовой агрегат лишь увеличивается.

Дело в том, что на таких низких оборотах отмечается неправильное формирование топливной смеси, а на цилиндрах и в поршнях появляются многочисленные отложения, которые не сгорают полностью и загрязняют двигатель. На низких оборотах мотора могут отмечаться проблемы с циркуляцией масла, что объясняется особенностью вращения коленвала и низким давлением от масляного насоса. Поэтому, если вы хотите продлить срок службы двигателя вашего автомобиля, всё же постоянно передвигаться на низких оборотах не стоит.

На каких оборотах лучше ездить чтобы продлить ресурс двигателя?

При частой эксплуатации автомобиля на минимальных оборотах существенно увеличивается нагрузка на трансмиссию, так как автовладельцу приходится постоянно переключать передачи, соответственно существенно уменьшается её эксплуатационный ресурс. Поэтому водителю не рекомендуется постоянно держать обороты на бензиновых автомобилях у отметки в 2000 в минуту. В подобном случае буквально к пробегу в 100 тысяч километров потребуется выполнять уже капитальный ремонт мотора.

Каковы оптимальные обороты двигателя

В каждом конкретном случае оптимальные обороты двигателя будут различаться, в зависимости от мощности силового агрегата, наличия или отсутствия турбины, типа топлива и так далее. Например, дизельные моторы являются низкооборотистыми, максимум тяги у них отмечается в диапазоне 2000-2500 оборотов. Тогда как небольшой по своему объему турбированный бензиновый мотор выдаст свою наивысшую мощность на показателях 3000-3500 оборотов в минуту.

Большинство экспертов и автомастеров рекомендуют оптимальные обороты двигателя на уровне 2500-3000 оборотов в минуту. В этом случае отмечается существенное уменьшение нагрузки на двигатель, сокращается расход топлива, автомобиль двигается в так называемом крейсерском режиме, что в особенности на трассе сокращает нагрузку, продлевая срок службы силового агрегата. Также необходимо при использовании автомобиля на трассе активировать высшую передачу, что позволяет улучшить показатели расхода топлива, одновременно при этом обеспечивается качественная смазка двигателя и его оптимальное охлаждение.

В каждом конкретном случае показатель оптимальных оборотов двигателя будет различаться, в зависимости от его мощности, рабочего объема, типа топлива и так далее. Автовладельцу на бензиновых авто следует стараться держать мотор в диапазоне 2,500-3,500 оборотов коленвала в минуту, что позволяет несколько снизить нагрузку на двигатель. Кстати, современные коробки автомат имеют продвинутую логику управления, они оптимальным образом переключают передачи, поддерживая обороты мотора таким образом, чтобы минимизировать нагрузку на силовой агрегат.

Оптимальные обороты двигателя

           Автовладельцы часто задумываются о том, на каких оборотах лучше ездить? Многим известно, что от индивидуального стиля езды напрямую зависит ресурс двигателя и других узлов автомобиля. По этому, мы рассмотрим, какие обороты мотора нужно держать в разных дорожных условиях во время эксплуатации автомобиля.

           Грамотная эксплуатация и постоянное поддержание оптимальных оборотов двигателя позволяет добиться увеличения моторесурса. Существуют режимы работы, когда мотор изнашивается меньше всего. Отметим, что данная тема является предметом обсуждений и споров многих водителей. Если конкретнее, их можно разделить на три основные группы:
— те, кто эксплуатирует двигатель на низких оборотах, постоянно ездят «внатяг».
— вторая группа — водители, которые раскручивают мотор до средних и выше оборотов;
— и автовладельцы, которые постоянно раскручивают мотор выше средних и высоких оборотов двигателя, часто загоняя стрелку тахометра в красную зону.

Эксплуатация на низких оборотах

 

           Езда на «низах» — при таком режиме водитель не поднимает обороты коленвала выше 2500 об/мин. на бензиновых двигателях и держит 1,1-1,2 тыс. об/мин. на дизельном. Такая манера езды навязывается еще с автошколы, инструкторы утверждают, что ездить необходимо на низких оборотах, так как в данном режиме двигатель нагружен меньше и достигается наибольшая экономия топлива. Что касается самого мотора и его ресурса, слишком «щадящая» эксплуатация срока службы ему не добавляет, а наоборот уменьшает.

Допустим, когда автомобиль движется со скоростью 60-км/ч на 4-й передаче по ровному асфальту, обороты около 2 тыс. В таком режиме минимальный расход топлива и мотор почти не слышно. При этом в такой езде можно выделить два главных минуса:
без понижения передачи практически не возможно резко ускориться, особенно на двигателях без турбины
после изменения дороги, например, на подъемах, водитель не переключается на пониженную передачу, а просто сильнее нажимает на педаль газа.
В первом случае мотор, находится вне «полки» крутящего момента, что не позволяет быстро разогнать машину при такой необходимости. В результате, подобная манера езды влияет на общую безопасность движения.
Второй случай напрямую влияет на двигатель. Движение на низких оборотах под нагрузкой с сильно нажатой педалью газа приводит к детонации мотора, которая в буквальном смысле слова разбивает двигатель изнутри.
          Расход топлива в данном режиме резко увеличивается, так как более сильное нажатие на педаль газа на повышенной передаче под нагрузкой вызывает обогащение топливно-воздушной смеси.
При езде «внатяг», даже при отсутствии детонации, повышается износ двигателя из-за того что на низких оборотах нагруженные трущиеся детали мотора смазываются недостаточно. Причиной является маслонасос, его производительность и создаваемое им давления моторного масла в смазочной системе зависит от оборотов двигателя. Другими словами, чем больше оборотов, тем выше давление масла, а при большой нагрузке на мотор с учетом низкого числа оборотов существует большой риск сильного износа вкладышей.
           Еще одним минусом езды на низких оборотах является усиленное коксование двигателя. При повышении оборотов растет нагрузка на двигатель и температура в цилиндрах существенно повышается. В итоге, часть нагара попросту выгорает, чего не происходит при эксплуатации на «низах».

Высокие обороты двигателя

            Исходя из выше перечисленного можно сделать вывод что мотор нужно раскручивать посильнее, так как машина будет откликаться на педаль газа и легко ускоряться, двигатель будет лучше очищаться а расход топлива не так уж сильно увеличится. Это не совсем так. Дело в том, что постоянная езда на высоких оборотах также имеет свои минусы.

Высокими считаются обороты, которые превышают показатель около 70% от общего числа доступных для бензинового двигателя. С дизельными немного по-другому, так как агрегаты данного типа менее оборотистые, но имеют более высокий крутящий момент. Обороты которые находятся за « полкой» крутящего момента дизеля считаются высокими.
Как высокие обороты влияют на ресурс двигателя? Сильное повышение оборотов двигателя влечет за собой увеличенную нагрузку на все его детали и систему смазки а также увеличивается и показатель температуры. В результате повышается износ мотора и возрастает риск перегрева двигателя.
          Также нужно обратить внимание, что на режимах высоких оборотов требования к качеству моторного масла повышаются. Смазочный материал должен обеспечивать надежную защиту, то есть соответствовать заявленным характеристикам по вязкости, стабильности масляной пленки и т.д.

Оптимальные обороты для двигателя

           Оптимальными оборотами двигателя можно считать средние и немного выше средних. Например, если на тахометре «зеленая» зона предполагает 6000 об/мин, тогда наиболее рационально держать от 2500 до 4500 об/мин

Оптимальными режимами работы для большинства моторов является показатель от 30 до 70 % от максимального числа оборотов. При таких условиях мотору наносится минимальный ущерб.
           Также, периодически желательно раскручивать хорошо прогретый и исправный мотор с качественным маслом на 80-90% при движении по ровной дороге. В таком режиме будет достаточно проехать 10-15 км. Отметим, что данное действие не нужно повторять часто.
Опытные автолюбители рекомендуют раскручивать двигатель почти до максимума один раз в 4-5 тыс. пробега. Это необходимо по разным причинам, например, чтобы стенки цилиндров изнашивались более равномерно, так как при постоянной езде только на средних оборотах может образоваться так называемая ступенька.

Поделитесь с коллегами:

На каких оборотах двигателя лучше ездить

Практически каждому водителю хорошо известно, что от индивидуального стиля езды напрямую зависит ресурс двигателя и других узлов автомобиля. По этой причине многие автовладельцы, особенно начинающие, часто задумываются о том, на каких оборотах лучше ездить. Далее мы рассмотрим, какие обороты мотора нужно держать с учетом разных дорожных условий во время эксплуатации транспортного средства.

Содержание статьи

Ресурс двигателя и обороты при езде

Начнем с того, что грамотная эксплуатация и постоянное поддержание оптимальных оборотов двигателя позволяет добиться увеличения моторесурса. Другими словами, существуют  режимы работы, когда мотор изнашивается меньше всего. Как уже было сказано, срок службы ДВС зависит от стиля вождения, то есть сам водитель может условно «регулировать» данный параметр. Отметим, что данная тема является предметом обсуждений и споров. Если конкретнее, водители делятся на три основные группы:

  • к первым относятся те, кто эксплуатирует двигатель на низких оборотах, постоянно передвигаясь «внатяг».
  • ко вторым следует отнести таких водителей, которые только периодически раскручивают свой мотор до оборотов выше средних;
  • третьей группой считаются автовладельцы, которые постоянно поддерживают силовой агрегат в режиме выше средних и высоких оборотов двигателя, часто загоняя стрелку тахометра в красную зону.

Езда на низких оборотах

Давайте разбираться подробнее. Начнем с езды на «низах». Такой режим означает, что водитель не поднимает обороты коленвала выше 2.5 тыс. об/мин. на бензиновых двигателях и держит около 1100-1200 об/мин. на дизеле. Такая манера езды навязывается многим еще со времен автошколы. Инструкторы авторитетно утверждают, что ездить необходимо на самых низких оборотах, так как в данном режиме достигается наибольшая экономия топлива, двигатель нагружен меньше всего и т.д.

Отметим, что на курсах вождения советуют не крутить агрегат, так как одной из главных задач является максимальная безопасность. Вполне логично, что низкие обороты в этом случае неразрывно связаны с ездой на малых скоростях. Логика в этом есть, так как медленное и размеренное движение позволяет быстрее научиться ездить без рывков при переключении передач на автомобилях с МКПП, приучает начинающего водителя двигаться в спокойном и плавном режиме, обеспечивает более уверенный контроль над автомобилем и т.д.

Очевидно, что после получения водительского удостоверения такая манера езды далее активно практикуется и на собственном авто, перерастая в привычку. Водители данного типа начинают нервничать, когда в салоне начинает прослушиваться звук раскрученного мотора. Им кажется, что повышение шума означает значительное увеличение нагрузки на ДВС.

Что касается самого двигателя и его ресурса, слишком «щадящая» эксплуатация срока службы ему не добавляет. Более того, все происходит с точностью до наоборот. Представим ситуацию, когда машина движется со скоростью 60-км/ч на 4-й передаче по ровному асфальту, обороты, допустим, на отметке около 2 тыс. В таком режиме двигателя почти не слышно даже на бюджетных авто, топливо расходуется минимально. При этом главных минусов в такой езде два:

  • практически полностью отсутствует возможность резко ускориться без переключения на пониженную передачу, особенно на «атмосферниках».
  • после изменения рельефа дороги, например, на подъемах, водитель не переключается на пониженную передачу. Вместо переключения он просто сильнее нажимает на педаль газа.

В первом случае мотор, зачастую, находится вне «полки» крутящего момента, что не позволяет быстро разогнать машину при такой необходимости. В результате, подобная манера езды влияет на общую безопасность движения. Второй пункт напрямую сказывается на двигателе. Прежде всего, движение на низких оборотах под нагрузкой с сильно нажатой педалью газа приводит к детонации мотора. Указанная детонация в буквальном смысле слова разбивает силовой агрегат изнутри.

Что касается расхода, экономия практически полностью отсутствует, так как более сильное нажатие на педаль газа на повышенной передаче под нагрузкой вызывает обогащение топливно-воздушной смеси. В результате расход горючего увеличивается.

Также езда «внатяг» повышает износ двигателя даже в случае отсутствия детонации. Дело в том, что на низких оборотах нагруженные трущиеся детали мотора смазываются недостаточно.  Причиной является зависимость производительности маслонасоса и создаваемого им давления моторного масла в смазочной системе от все тех же оборотов двигателя. Другими словами, подшипники скольжения рассчитаны на работу в условиях гидродинамической смазки. Такой режим предполагает подачу масла под давлением в зазоры между вкладышами и валом. Так создается нужная масляная пленка, которая препятствует износу сопряженных элементов.  Эффективность гидродинамической смазки имеет прямую зависимость от оборотов двигателя, то есть чем больше оборотов, тем выше давление масла.  Получается, при большой нагрузке на двигатель с учетом низкого числа оборотов существует большой риск сильного износа и поломки вкладышей.

Еще одним аргументом против езды на низких оборотах является усиленное коксование двигателя. Простыми словами, с набором оборотов растет нагрузка на ДВС и температура в цилиндрах существенно повышается. В результате часть нагара попросту выгорает, чего не происходит при постоянной эксплуатации на «низах».

Высокие обороты двигателя

Ну что, скажете вы, ответ очевиден. Мотор нужно раскручивать посильнее, так как машина будет уверенно откликаться на педаль газа, легко идти на обгон, двигатель очистится, расход топлива не так уж сильно возрастет и т.д. Это так, но только отчасти. Дело в том, что постоянная езда на высоких оборотах также имеет свои минусы.

Высокими оборотами можно считать такие, которые превышают приблизительный показатель около 70% от общего числа доступных для бензинового двигателя. С дизелем ситуация немного другая, так как агрегаты данного типа изначально менее оборотистые, но имеют более высокий крутящий момент. Получается, высокими оборотами для моторов данного типа можно считать те, которые находятся за « полкой» крутящего момента дизеля.

Теперь о ресурсе двигателя при таком стиле езды. Сильное раскручивание двигателя означает, что нагрузка на все его детали и систему смазки значительно возрастает. Также увеличивается и показатель температуры, дополнительно нагружая систему охлаждения. В результате повышается износ мотора и возрастает риск перегрева двигателя.

Также следует учитывать, что на режимах высоких оборотов требования к качеству моторного масла повышаются. Смазочный материал должен обеспечивать надежную защиту, то есть соответствовать заявленным характеристикам по вязкости, стабильности масляной пленки и т.д.

Игнорирование данного утверждения приводит к тому, что каналы системы смазки при постоянной езде на высоких оборотах могут забиться. Особенно часто это происходит при использовании дешевой полусинтетики или минерального масла. Дело в том, что многие водители меняют масло не раньше, а строго по регламенту или даже позже этого срока. В результате происходит разрушение вкладышей, нарушая работу коленвала, распредвала и других нагруженных элементов.

Какие обороты считаются оптимальными для мотора

Для сохранения ресурса двигателя лучше всего ездить на таких оборотах, которые условно можно считать средними и немного выше средних. Например, если на тахометре «зеленая» зона предполагает 6 тыс. об/мин, тогда наиболее рационально держать от 2.5 до 4.5 тыс.

В случае с атмосферными ДВС конструкторы стараются уместить полку крутящего момента именно в этом диапазоне. Современные турбированные агрегаты обеспечивают уверенную тягу на более низких оборотах мотора (полка момента более широкая), но двигатель все равно лучше немного раскручивать.

Специалисты утверждают, что оптимальными режимами работы для большинства моторов является показатель от 30 до 70 % от максимального числа оборотов при езде. При таких условиях силовому агрегату наносится минимальный ущерб.

Напоследок добавим, что периодически желательно раскручивать хорошо прогретый и исправный мотор с качественным маслом на 80-90% при движении по ровной дороге. В таком режиме будет достаточно проехать 10-15 км. Отметим, что данное действие не нужно повторять часто.

Опытные автолюбители рекомендуют раскручивать двигатель почти до максимума один раз в 4-5 тыс. пройденных километров. Это необходимо по разным причинам, например, чтобы стенки цилиндров изнашивались более равномерно, так как при постоянной езде только на средних оборотах может образоваться так называемая ступенька.

Читайте также

Какие обороты двигателя нужно держать при езде?

Эксплуатация13 сентября 2017

Режим эксплуатации двигателя – один из главных факторов, влияющих на скорость износа его деталей. Хорошо, когда автомобиль оборудован автоматической коробкой либо вариатором, самостоятельно выбирающим момент перехода на высшую или низшую передачу. На машинах с «механикой» переключением занимается водитель, который «раскручивает» мотор по своему разумению и не всегда правильно. Поэтому автолюбителям без опыта стоит изучить, на каких оборотах лучше ездить, чтобы максимально продлить ресурс силового агрегата.

Движение на малых оборотах с ранним переключением

Зачастую инструктора автошкол и старые водители рекомендуют новичкам ездить «в натяг» – переходить на высшую передачу при достижении 1500–2000 об/мин коленчатого вала. Первые дают советы из соображений безопасности, вторые – по привычке, ведь раньше на машинах стояли низкооборотные моторы. Сейчас подобный режим годится разве что для дизеля, чей максимальный крутящий момент находится в более широком диапазоне оборотов, чем у бензинового двигателя.

Не все автомобили оборудованы тахометрами, поэтому малоопытным водителям при данном стиле езды стоит ориентироваться по скорости движения. Режим с ранним переключением выглядит так: 1-я передача – движение с места, переход на II – 10 км/ч, на III – 30 км/ч, IV – 40 км/ч, V – 50 км/ч.

Подобный алгоритм переключения – признак очень спокойного стиля вождения, дающий несомненное преимущество в безопасности. Минус – в повышении скорости износа деталей силового агрегата и вот почему:

  1. Масляный насос достигает номинальной производительности начиная с 2500 об/мин. Нагрузка при 1500–1800 оборотах вызывает масляное голодание, особенно страдают шатунные подшипники скольжения (вкладыши) и компрессионные поршневые кольца.
  2. Условия сжигания топливовоздушной смеси далеки от благоприятных. В камерах, на тарелках клапанов и днищах поршней усиленно откладывается нагар. В процессе работы эта сажа раскаляется и воспламеняет топливо без искры на свече зажигания (эффект детонации).
  3. Если нужно резко увеличить обороты двигателя при езде с самых «низов», вы нажимаете на акселератор, но разгон остается вялым, пока мотор не достигнет своего крутящего момента. Но как только это происходит, вы включаете высшую передачу и частота вращения коленвала снова падает. Нагрузка большая, смазки недостаточно, помпа слабо перекачивает антифриз, отсюда возникает перегрев.
  4. Вопреки распространенному мнению, экономия бензина в данном режиме отсутствует. При нажатии на педаль газа топливная смесь обогащается, но сгорает не полностью, значит, расходуется впустую.

Владельцам авто, оснащенных бортовым компьютером, легко убедиться в неэкономичности движения «в натяг». Достаточно включить на дисплее показ мгновенного расхода горючего.

Подобная манера езды усиленно изнашивает силовой агрегат, когда автомобиль эксплуатируется в тяжелых условиях – по грунтовым и проселочным дорогам, с полной загрузкой либо прицепом. Не стоит расслабляться и владельцам авто с мощными моторами объемом 3 л и более, способными резко ускоряться с «низов». Ведь для интенсивного смазывания трущихся деталей двигателя нужно держать минимум 2000 об/мин коленчатого вала.

Чем вредна высокая частота вращения коленвала?

Манера езды «тапку в пол» подразумевает постоянное раскручивание коленчатого вала до 5–8 тыс. оборотов за минуту и позднее переключение скоростей, когда от шума двигателя буквально звенит в ушах. Чем чреват данный стиль вождения, кроме создания аварийных ситуаций на дороге:

  • все узлы и агрегаты автомобиля, а не только мотор, испытывают максимальные нагрузки в течение срока эксплуатации, что снижает общий ресурс на 15–20%;
  • из-за интенсивного нагрева двигателя малейший сбой охлаждающей системы ведет к капитальному ремонту вследствие перегрева;
  • трубы выхлопного тракта прогорают значительно быстрее, а вместе с ними – дорогостоящий катализатор;
  • ускоренно изнашиваются элементы трансмиссии;
  • поскольку частота вращения коленвала превышает нормальные обороты чуть ли не вдвое, расход горючего тоже увеличивается в 2 раза.

Эксплуатация автомобиля «на разрыв» имеет дополнительный негативный эффект, связанный с качеством дорожного покрытия. Движение на большой скорости по неровным дорогам буквально убивает элементы подвески, причем в кратчайшие сроки. Достаточно влететь колесом в глубокую выбоину – и передняя стойка согнется либо треснет.

Общее техническое состояние автомобиля, в том числе его двигателя, системы охдаждения, трансмиссии и многое другое, всегда можно проверить с помощью персонального ODB-II автосканера. Одним из лучших представителей данного рода устройств является сканер корейской сборки Scan Tool Pro Black Edition.

Помимо точной диагностики всех узлов и агрегатов автомобиля, автосканер способен в режиме реального времени отображать обороты, давление масла, показания со всех датчиков и т.д. Сканер совместим с большинством автомобилей имеющих ODB-II разъём и довольно прост в эксплуатации. Информацию о состоянии вашего авто всегда можно вывести на любое устройство под управлением iOS, android или windows.

Как правильно ездить?

Если вы не автогонщик и не приверженец езды «внатяжку», которому трудно переучиться и поменять стиль вождения, то для сбережения силового агрегата и автомобиля в целом старайтесь удерживать рабочие обороты двигателя в диапазоне 2000–4500 об/мин. Какие бонусы вы получите:

  1. Пробег до капитального ремонта мотора увеличится (полный ресурс зависит от марки авто и мощности мотора).
  2. Благодаря сгоранию топливовоздушной смеси в оптимальном режиме вы сможете экономить горючее.
  3. Быстрый разгон доступен в любой момент, стоит лишь нажать на педаль акселератора. Если оборотов недостаточно, с ходу переключайтесь на низшую передачу. Те же действия повторяйте при движении в гору.
  4. Система охлаждения будет функционировать в рабочем режиме и убережет силовой агрегат от перегрева.
  5. Соответственно, дольше прослужат элементы подвески и трансмиссии.

Рекомендация. На большинстве современных автомобилей, оснащенных высокооборотными бензиновыми моторами, лучше переключать передачи при достижении порога 3000 ± 200 об/мин. Это касается и перехода с высшей на низшую скорость.

Как говорилось выше, приборные панели авто не всегда имеют тахометры. Для водителей с малым стажем вождения это является проблемой, поскольку частота вращения коленвала неизвестна, а ориентироваться по звуку новичок не умеет. Есть 2 вариант решения вопроса: купить и установить на торпедо электронный тахометр либо пользоваться таблицей, где указаны оптимальные обороты двигателя по отношению к скорости движения на разных передачах.

Позиция 5-ступенчатой коробки передач 1 2 3 4 5
Оптимальная частота вращения коленвала, об/мин 3200–4000 3500–4000 не менее 3000 > 2700 > 2500
Приблизительная скорость автомобиля, км/ч 0–20 20–40 40–70 70–90 более 90

Примечание. Учитывая, что у различных марок и модификаций машин разное соответствие скорости движения и числа оборотов, в таблице приведены усредненные показатели.

Несколько слов о езде накатом с горы либо после разгона. В любой системе топливоподачи предусмотрен режим принудительного холостого хода, активирующийся в определенных условиях: автомобиль движется накатом, включена одна из передач, а обороты коленвала не опускаются ниже 1700 об/мин. Когда режим активирован, подача бензина в цилиндры блокируется. Так что вы спокойно можете тормозить двигателем на высшей скорости, не боясь напрасно израсходовать горючее.

Холостые обороты двигателя: понятие и особенности

Холостой ход — это эксплуатация устройства без какой-либо нагрузки. У автомобиля холостыми оборотами двигателя называется его работа при полностью выжатом сцеплении. В это время крутящий момент не передается от коленчатого вала мотору и колесам. Они в этом случае полностью разобщены.

Нормальные обороты холостого хода составляют 800-1000 ед. При их уменьшении мотор глохнет, при повышенном числе начинается перерасход топлива. Какие обороты должны быть у вашего автомобиля, указано в инструкции по эксплуатации.

От чего зависят обороты холостого хода?

Обороты холостого хода можно отрегулировать самостоятельно или с привлечением специалиста. Для этой цели в автомобиле имеется несколько специальных агрегатов и узлов. К ним относится:

  • топливная система;
  • разного рода датчики;
  • дроссельная заслонка;
  • клапан холостого хода;
  • педаль акселератора.

В состав топливной системы входит инжектор или карбюратор. Это агрегаты, в которых топливная жидкость смешивается с воздухом, образуя горючую смесь. В систему включен, и топливный насос с регулятором давления смеси. Работа системы питания двигателя топливом контролируется многочисленными датчиками.

На количество оборотов большое влияние оказывает и положение дроссельной заслонки. Она регулирует подачу в двигатель воздуха. Увеличить или уменьшить обороты можно нажатием на педаль акселератора.

Двигатель автомобиля может работать не очень стабильно на холостых оборотах по нескольким причинам:

  • загрязнение некоторых узлов;
  • неполадки в системе зажигания.

Загрязнение может осуществляться отработанным маслом, примесями, которые проходят сквозь фильтры, сажей и водой. В системе зажигания могут быть окислившиеся или плохо затянутые провода.

Как изменить обороты?

Внимательные автовладельцы всегда тщательно следят за автомобилем и его состоянием. Это дает существенную экономию на ремонте и расходе топлива, снижает риск поломок и аварий. Как снизить обороты двигателя на холостом ходу? Как уже отмечалось, это можно сделать самостоятельно или с привлечением специалиста. Для работы нужно приготовить:

  • штатный набор инструментов;
  • новые или б/у хомуты;
  • прокладки новые.

Холодный мотор после его включения обычно некоторое время работает на повышенных оборотах. После прогрева они падают до нормы холостого хода, которая равняется 800-1000 об/мин. Точное их количество указано в каждом руководстве по эксплуатации автомобиля. Если же они не приходят в норму, нужно найти и устранить неисправность.

Если на автомобиле установлен двигатель карбюраторного типа, то неисправности могут быть такими:

  • разрегулированный карбюратор;
  • подсос воздуха в соединениях шлангов;
  • неисправности проводки и клапана, регулирующего холостой ход;
  • неправильная работа системы зажигания;
  • грязный воздушный фильтр.

Регулировка делается довольно просто. На старой машине нужно:

  • снять карбюратор и прочистить его;
  • проверить работоспособность резиновых шлангов и прокладок;
  • заменить изношенные хомуты.

Грязный карбюратор часто бывает причиной увеличения холостых оборотов. Поэтому его нужно тщательно промыть после чистки. Если нет собственного опыта в этом деле, лучше пригласить специалиста. Шланги можно проверить на работающем двигателе путем их пережимания.

При проведении процедуры следует внимательно прислушиваться к работе двигателя. Изменение количества оборотов является указателем того, что вы нашли нужный шланг. Порванные прокладки и неплотные хомуты позволяют воздуху проникать в мотор. Обороты от этого увеличиваются.

В инжекторном двигателе невозможно механическим способом отрегулировать количество оборотов. Они зависят от прошивки бортового компьютера. Для их изменения нужно перепрошивать систему управления холостым ходом. Сделать это может только специалист. Но не следует слишком занижать обороты, так как это приведет к преждевременному износу генератора.

Перед началом эксплуатации нужно проверить правильность выставления зазоров в газораспределительном механизме, чистоту воздушного фильтра, исправность свечей, работу заслонки обогащения рабочей смеси. Далее готовится отвертка с прибором регулировки холостых оборотов. Использовать ее нужно только в том случае, если остальные принятые меры не привели к ожидаемому результату.

Работа выполняется в несколько этапов:

  • Выключается зажигание, концы проводов прибора подсоединяются в соответствии с технологической картой, приложенной к нему. После этого двигатель запускается и винтом регулировки количества смеси устанавливается частота вращения по прибору 800 об/мин.
  • Следующая операция связана с винтом качества. Его регулировкой добиваются содержания СО₂ в выхлопных газах не более 3%.
  • Опытные автомобилисты регулируют холостые обороты по слуху. Они поочередно вращают винты количества и качества, добиваясь ровного рокота двигателя на всех режимах его работы.

На двигателях, оснащенных инжектором, иногда приходится регулировать холостые обороты заменой датчика холостого хода. Поменять его довольно просто, имея в руках фигурную отвертку. Последовательность операций:

  • в ближайшем магазине по продаже автозапчастей нужно приобрести новый датчик;
  • открыть капот и отсоединить минусовую клемму аккумулятора;
  • найти старый датчик и отсоединить от него колодку с проводами;
  • отверткой открутить крепежные винты (2 шт.) и демонтировать устройство;
  • заменить уплотнительное кольцо и поставить новый датчик на место;
  • завернуть винты крепления и подключить колодку с проводами.

Новый датчик должен сразу же после запуска двигателя начать свою работу по регулированию оборотов холостого хода. Внутри этого приборчика находится электродвигатель и игла, регулирующая поступление воздуха в двигатель. От количества воздуха зависит показатель оборотов двигателя. При необходимости можно начинать движение даже на холодном моторе.

Заключение по теме

Двигатель — это сердце автомобиля. У него могут случаться перебои в работе. О проблемах будут свидетельствовать его обороты. Если они «плавают» — это сигнал к действиям по устранению причин неполадки. Если при работе на холостых оборотах на тахометре значится менее 800 или более 1200 ед. — это непорядок.

При отсутствии тахометра «плавание» можно услышать. Рокот включенного мотора становится то реже, то чаще. Подобные ситуации могут возникать и при других режимах работы автомобиля. Чаще всего это происходит с инжекторными двигателями.

Обороты мотора меняются в зависимости от количества, попавшего в цилиндры воздуха. Причиной может стать выход из строя электронных регуляторов и датчиков, а также шлангов и резиновых прокладок.

Нужно постоянно держать их в чистоте. Хомуты должны быть всегда плотно затянуты, прокладки — без трещин. Заменить вышедшие из строя детали можно собственными силами. Без особых проблем обновляются шланги, прокладки, регуляторы холостого хода (фото № 3). А лучше всего чаще обращаться в сервисные службы по ремонту автомобилей. Квалифицированные специалисты вовремя заметят неполадки и устранят их. Удачных вам дорог!

надо ли «крутить» мотор до отсечки? — журнал За рулем

Эксперт «За рулем» рассказывает, почему «пенсионерский» стиль езды вреден для мотора и как избежать проблем.

Материалы по теме

Одна из «гаражных мудростей» гласит:

Нужно «прожигать» мотор регулярными поездками на максимальной скорости по трассе. От этого мотор лучше работает, обороты перестают плавать, мощи больше и заводиться проще в морозы. Даже расход топлива снижается.

Давайте разберемся, что здесь правда, что вымысел. А еще выясним, как помочь мотору самоочиститься и при этом на штрафы не налететь.

Частота вращения коленчатого вала, или, по-простому, обороты, колеблется в довольно широких диапазонах. У большинства бензиновых двигателей это примерно 650–6500 об/мин, а у дизелей 600–4500 об/мин.

Графики мощности и крутящего момента в зависимости от оборотов для дизельного и бензинового моторов с турбонаддувом.

Графики мощности и крутящего момента в зависимости от оборотов для дизельного и бензинового моторов с турбонаддувом.

В чем опасность езды на малых оборотах?

Материалы по теме

Современные коробки передач, как механические, так и автоматы, способствуют работе двигателя с большой нагрузкой и малыми оборотами. Да и сами водители порой не любят раскручивать мотор до больших оборотов. Мол, двигатель в таком режиме изнашивается интенсивнее. Если едут на машине с механикой, то переключаются на повышенную как можно раньше. А если автомобиль оснащен автоматической коробкой, то стараются не нажимать сильно на педаль акселератора. Гидромеханические автоматы и вариаторы при этом стремятся обеспечить такое передаточное отношение, при котором коленвал вращается не быстрее 2000 об/мин, с какой бы скоростью вы ни ехали. Такой режим отнюдь не продлевает срок службы двигателя. Нагружены детали кривошипно-шатунного механизма и велико давление поршня на стенку цилиндра. И все это в условиях, когда масляный насос имеет небольшую производительность. Это грозит быстрым протиранием антифрикционного слоя на вкладышах коленвала, да и на поршнях тоже. А дальше поршни начнут болтаться в цилиндрах. Это снижает эффективность работы поршневых колец и приближает капитальный ремонт двигателя.

Если хотите, чтобы мотор проехал значительно больше, чем указано в гарантийных обязательствах, давайте ему жару. Двигатель нуждается в периодическом повышении оборотов для очистки камер сгорания и свечей зажигания от нагара. Большое количество отработавших газов, которое бывает только на высоких оборотах, полезно и для прочистки элементов турбокомпрессора. Перепускной клапан или управляемый сопловой аппарат турбины (в зависимости от ее конструкции), не работают во всем диапазоне, если постоянно ездить по-пенсионерски. От этого они начинают терять подвижность.

Например, у вазовских движков вращение клапанов газораспределительного механизма вокруг своей оси под действием вибраций пружины, без которого они быстро и неравномерно износятся, а затем и прогорят, начинается только с 4000 об/мин.

Прогар клапана зачастую начинается с того, что он не вращается, а твердые частицы нагара не дают ему полностью закрыться. При этом возникает местный перегрев.

Прогар клапана зачастую начинается с того, что он не вращается, а твердые частицы нагара не дают ему полностью закрыться. При этом возникает местный перегрев.

Локальный перегрев тарелки клапана может привести к тому, что часть тарелки отколется.

Локальный перегрев тарелки клапана может привести к тому, что часть тарелки отколется.

Зимой ситуация усугубляется тем, что двигатель зачастую эксплуатируется непрогретым. Это приводит к конденсации влаги в картере двигателя, которая смешивается с моторным маслом, ухудшая тем самым его смазывающие свойства. Таким моторам нужна «прожарка» масла, которая возможна в относительно теплый для зимы день и при движении автомобиля с большими оборотами и скоростью. При этом влага выпарится из масла практически бесследно.

Итак, гонять двигатель на больших оборотах полезно, вот только как именно это делать? Ну, конечно, не на стоянке. Нагрузка на мотор при прогазовках на месте очень невелика. Он крутит сам себя, вспомогательные агрегаты, да и только. Придется выезжать на дорогу.

Как на самом деле помочь мотору

Материалы по теме

Нужно в хорошую сухую погоду выехать на свободную прямолинейную многополосную трассу (а лучше магистраль) и ехать при оборотах двигателя выше 5000 в минуту на протяжении хотя бы получаса, а лучше часа. Для этого при скорости порядка 100 км/ч нужно ехать на четвертой передаче (если коробка механическая). На машине с автоматом выберите ручной режим управления и переключитесь на одну или две передачи ниже. Не бойтесь переборщить — электроника не даст вам загнать стрелку тахометра слишком далеко в красную зону. Агрегаты не пострадают.

С вариаторами все то же самое. Переводим селектор коробки в позицию ручного управления виртуальными передачами. Подбором передачи добиваемся работы двигателя на оборотах не ниже 5000 об/мин. И не удивляйтесь большому расходу топлива на этом отрезке пути — все же чистка и продувка мотора того стоит.

Словом, в этом мифе есть изрядная доля правды. Двигателю полезно иногда поработать в предельном режиме. Так надо ездить хотя бы раз за пару тысяч километров пробега. Стритрейсерам и прочим любителям «летать» на запредельных скоростях эти рекомендации ни к чему — вы и так изрядно нагружаете свой двигатель, и моторы у вас изнашиваются по другим причинам. Все эти рекомендации — для водителей, исповедующих спокойный стиль езды, но желающих продлить срок службы двигателя. Оценить увеличение ресурса напрямую невозможно, но вы сами почувствуете пользу от такой процедуры. Конечно, проводить ее надо на уже походившем автомобиле, с пробегом за 30 000 км, но если первая зима настанет раньше, чем вы накатаете такие цифры на одометре, то «прожарка» масла потребуется по фактической погоде.

  • Семь главных минусов и два плюса турбомоторов рассмотрены тут.

Оптимальные обороты двигателя, при которых износ и расход топлива минимальны. | Электроник

Многие задаются вопросом, на каких оборотах нужно ездить, что бы расход топлива и износ двигателя были минимальными. Для того, что бы ответить на этот вопрос нужно разобраться в том, какие процессы протекают в двигатели и на каких оборотах система смазки и охлаждения работают более эффективно.

Расход топлива сильно зависит от стиля вождения и оборотов двигателя. На повышенных оборотах расход возрастает. Происходит это потому, что число тактов на единицу времени увеличивается. То есть нужно чаще впрыскивать топливо в цилиндр. Наиболее оптимальными оборотами считаются 30 % от оборотов, на которых достигается максимальная мощность двигателя.

Стиль вождения тоже оказывает сильное влияние на расход топлива. Наиболее экономичной считается езда с установившейся скоростью 90-100 километров. При этом любые резкие ускорения и торможения лавинообразно увеличивают расход. При резком открытии дросселя на карбюраторном двигателе, в нем начинает работать ускорительный насос. Он впрыскивает дополнительную порцию топлива в диффузор. Нужно это для того, что бы обогатить смесь, поступающую в цилиндры. В инжекторном двигателе режим обогащения смеси при ускорении устанавливается программно, при этом программный переход на мощностной режим работы зависит от положения дроссельной заслонки. Например, при достижении 70 % открытия дросселя и более контролер начинает рассчитывать состав смеси с обогащением. Это нужно для того, что бы двигатель мог отдать необходимую мощность. По этому, для более экономичной езды нужно избегать больших углов открытия дросселя и резких ускорений при этом обороты нужно держать те же 30% от максимальной мощности, то есть в большинстве случаев это 2000-2500.

Что касается оптимальных оборотов, при которых износ двигателя минимальный, то здесь конкретно сказать об одной установившейся цифре нельзя. Здесь действует золотое правило, чем больше нагрузка на двигатель, тем большие обороты нужно ему давать. Дело в системе смазки. Для того, что бы подшипники коленчатого вала и цилиндропоршневая группа смазывались наиболее эффективно, нужно чтоб масло полностью разделяло пары трения. То есть образовывался так называемый масляный клин. Это когда зазор между деталями полностью заполняется маслом, и нет даже малейшего контакта. На малых оборотах и больших нагрузках давления масла и его объема не хватает для его образования, и с увеличением нагрузок масло может продавливаться. Это приведет к контакту движущихся пар и образованию задиров на поверхностях. Поэтому чем больше нагрузки, тем больше обороты. Но увеличивать их на продолжительное время более чем на 85 процентов от максимальных, тоже не рекомендуется. Потому, что система охлаждения и смазки будут работать на максимуме своих возможностей без запаса. При возникновении в них, каких либо неисправностей, например забитые каналы в системе смазки либо забитый радиатор охлаждения, двигатель может перегреться или образуются задиры на парах трения. Масло, тоже может быть не соответствующего качества и на высоких оборотах ее эффективность будет ниже.

Периодически рекомендуют повышать обороты выше 4000. На это есть две причины.

Устройство клапанного механизма грм таково, что клапана при работе двигателя могут вращаться. Это нужно для того, что бы износ их был равномерен. Но вращаться они могут только на повышенных оборотах. В районе 4000-4500 тысяч. И если периодически не выводить двигатель на эти обороты то на торце клапана появляется выемка от того, что на него давит толкатель. Если клапан проворачивается то износ торца, стержня и тарелки равномерный. Если данная выемка образовалась, то при достижении повышенных оборотов клапан уже не будет проворачиваться, по той причине, что выступ на толкателе входит в выемку на торце клапана и не дает ему вращаться.

Обороты нужно периодически повышать еще и для того, что бы двигатель мог самоочищаться. На малых оборотах температура и турбулентность смеси ниже, чем на больших. Поэтому в камере сгорания возможно повышенное образование нагара. Если проехаться на больших оборотах небольшое расстояние то часть нагара выгорит, а другая часть оторвется от вибрации и улетит с отработанными газами на выпуск. Более подробно об самоочистке двигателя на высоких оборотах можно прочитать здесь.

Можете еще прочитать следующие статьи.

Мужик хотел сдать семерку в чермет из-за непонятной неисправности двигателя. Он объехал все сто причину не нашли. Я нашел.

Все исправно работает, но двигатель заводится плохо. Оригинальная причина.

Обороты двигателя — обзор

Четырехтактный двигатель

Современный среднеоборотный двигатель почти всегда представляет собой четырехтактный цилиндрический поршневой двигатель со значительными отличиями от низкооборотных двухтактных двигателей с поперечной головкой. Термин «цилиндрический поршневой двигатель» происходит от названия юбки или ствола поршня, как его обычно называют. Ствол действует как крестовина двухтактного двигателя, поглощая и передавая тягу на поршень. Таким образом, между коленчатым валом и поршнем находится только цельный шатун.Это способствует уменьшению высоты двигателя и, соответственно, более короткому ходу. Большинство четырехтактных двигателей имеют более квадратную форму, чем двухтактные, хотя в последнее время более распространен более длинный ход в стремлении к более высокой выходной мощности.

Существенная разница между двумя типами заключается в смазке. В средне- и высокоскоростных двигателях есть общая система смазки картером и гильзами цилиндров, и отдельная система смазки не требуется для смазки верхнего цилиндра, как в низкооборотном двигателе.

За последнее десятилетие были достигнуты значительные успехи в повышении надежности и долговечности среднеоборотных двигателей как на стадии проектирования, так и за счет поддержки в процессе эксплуатации передовых систем мониторинга и диагностики. Прежние слабые места в более ранних поколениях среднеоборотных двигателей были устранены в новых моделях, в которых использовались расчеты методом конечных элементов при проектировании высоконагруженных компонентов. Теперь конструкторы доказывают достоинства новых поколений среднеоборотных двигателей с более длинным ходом и более высокой удельной мощностью, позволяющей меньшему количеству цилиндров удовлетворить заданную потребность в мощности и способствовать компактности, надежности, сокращению затрат на техническое обслуживание и упрощению обслуживания.Также отмечается прогресс в экономии топлива и смазочного масла, наряду с улучшенной способностью сжигать тяжелое топливо от пирса к пирсу и большей гибкостью рабочих характеристик во всем диапазоне нагрузок.

Блоки цилиндров с полным охлаждением по внутреннему диаметру и камеры сгорания, образованные гильзой, головкой и поршнем, сочетают в себе хорошую прочность и жесткость с хорошим контролем температуры, которые являются важными факторами при сжигании низкокачественного жидкого топлива. Низкий уровень шума и вибрации, достигаемый современными среднеоборотными двигателями, может быть дополнительно снижен за счет использования упругих систем крепления — технологии, которая значительно продвинулась в последние годы.

Ограничения IMO Tier II на выбросы NOx в выхлопных газах обычно могут быть комфортно соблюдены среднеоборотными двигателями с использованием первичных мер, влияющих на процесс сгорания (в некоторых случаях утверждается, без ущерба для удельного расхода топлива). Например, технология сгорания Wärtsilä с низким уровнем выбросов NOx включает высокое давление впрыска топлива (до 2000 бар) для сокращения продолжительности впрыска, высокую степень сжатия (16: 1), максимальное давление в цилиндре до 210 бар и ход поршня. Отношение диаметра ствола> 1.2: 1. Обеспокоенность по поводу выбросов дыма, особенно со стороны операторов круизных судов в экологически уязвимых районах, потребовала от разработчиков двигателей особых мер, направленных на этот рынок, в частности, системы впрыска топлива Common Rail (CR) с электронным управлением.

Проекты CR в настоящее время доминируют в производственных программах по всему сектору на благо операторов судов и окружающей среды. Значительные преимущества обеспечивает эксплуатационная гибкость двигателя, экономичность и экологичность благодаря системе, в которой создание давления топлива и впрыск топлива не взаимосвязаны.

В отличие от традиционной системы, давление впрыска в конфигурации CR не зависит от частоты вращения двигателя, а полное давление всегда доступно при всех нагрузках, вплоть до холостого хода. Таким образом обеспечивается высокоэффективное и чистое сгорание во всем рабочем диапазоне двигателя, что дает экономические и экологические преимущества. Оптимальное давление впрыска и время впрыска могут быть выбраны для данного рабочего режима — независимо от частоты вращения двигателя — и схемы пилотного впрыска и последующего впрыска могут использоваться для удовлетворения различных требований: например, невидимый выхлоп при самых низких нагрузках и сокращение выбросов NOx при средних нагрузках, без подрывая экономию топлива.

Концепция топливных систем CR с электронным управлением была оценена в течение многих лет до ее внедрения в программы по двигателям. Однако реальные решения требовали разработки быстрых и надежных железнодорожных клапанов и электронного управления. Достижения в области материалов и технологий производства также позволили создать системы, способные работать с тяжелым топливом и давлением от 1500 бар и выше.

Успешное применение схем CR в автомобильном дизельном топливе в силовых агрегатах легковых и грузовых автомобилей в значительной степени было обусловлено более строгими правилами выбросов, которые требовали гибких систем впрыска топлива, предлагающих изменение скорости впрыска, свободную регулировку давления впрыска, регулируемое начало впрыска и предварительную установку. — и постинъекционные паттерны.Текущие и будущие ограничения выбросов в судоходстве стимулировали переход на судовые двигатели. Все более строгие нормы по NOx и дыму в выхлопных газах трудно соблюдать без интеллектуальных средств управления и гибкой системы впрыска, если эффективность двигателя должна оставаться прежней. Работа с частичной нагрузкой ставит особую задачу в удовлетворении требований по невидимости дыма без технологии CR.

Простота осмотра и капитального ремонта — важное соображение в эпоху низкого уровня укомплектованности персоналом и более быстрых ремонтов в порту — была решена за счет уменьшения общего количества компонентов (в некоторых случаях на 40% меньше, чем в двигателях предыдущего поколения). комплексными и модульными сборками с использованием многофункциональных компонентов.Упрощенные (часто вставные или зажимные) соединения и быстродействующие уплотнения также упрощают процедуры технического обслуживания. Каналы для смазочного масла, охлаждающей воды, топлива и воздуха могут быть встроены в блок двигателя или другие отливки компонентов, оставляя минимальные видимые внешние трубопроводы. Компактные и более доступные установки достигаются за счет интеграции вспомогательного вспомогательного оборудования (такого как насосы, фильтры, охладители и термостаты) в двигатель. Снижение производственных затрат также достигается за счет усовершенствования конструкции и более широкого использования гибких производственных систем для производства компонентов.

Концепция блока цилиндров — это особенность современных четырехтактных конструкций, позволяющая снимать головку, поршень, гильзу и шатун вместе в виде полного узла для ремонта, капитального ремонта или замены отремонтированным блоком на борту или на берегу. Этот модульный подход принят большинством крупных производителей.

По мере того, как привлекательность двухтопливных двигателей возросла, модульный подход был сделан еще дальше: двигатели были разработаны для перехода с жидкого топлива на двухтопливную работу путем замены и добавления небольшого количества компонентов.В 2017 году компания MAN Energy Solutions преобразовала дизельный двигатель MAN 8L48 / 60B на фидерном контейнеровозе Wes Amelie постройки 2011 года в многотопливный двигатель 8L51 / 60DF и одновременно установила систему газового топлива на СПГ.

До модернизации MAN 8L48 / 60B имел мощность 9000 кВт при 500 об / мин, работающую на мазуте. После преобразования установленная мощность составляет 7800 кВт при 514 об / мин. Потеря мощности была ожидаемой и считалась приемлемой, потому что судно ранее большую часть времени работало с малой нагрузкой.

Конверсия включала замену гильз цилиндров и области водяной рубашки, поршня, поршневых колец и головок цилиндров. Это произошло из-за увеличения диаметра цилиндра с 48 до 51 см. Кроме того, все компоненты впрыска были заменены или добавлены заново. Пилотная масляная система, необходимая для использования газа, была новым дополнением. Чтобы реализовать новые тайминги двигателя 51 / 60DF, были установлены новые кулачки, а также новые компоненты турбокомпрессора. Управление двухтопливным двигателем 51 / 60DF является более сложным по сравнению с двигателем, работающим на тяжелом топливе, что означает, что датчики двигателя были либо переделаны, либо потребовалось переоборудование.

В новых типах двигателей от разных поставщиков больше внимания уделяется возможности модернизации, а компоненты упрощаются. Это должно сделать будущие преобразования намного менее масштабными.

Компактность и уменьшенный вес остаются ключевыми достоинствами среднеоборотного двигателя, предлагая конструкторам судов возможность увеличить грузоподъемность и снизить стоимость данного проекта нового строительства, а также возможность достичь наиболее эффективной скорости гребного винта с помощью понижающей передачи. .Производители среднеоборотных двигателей могут предложить самые разные решения: от одномоторных установок для небольших грузовых судов до многомоторных / двухвинтовых установок для самых мощных пассажирских судов, основанных на механической (редукторной) или электрической трансмиссии. Конфигурации с несколькими двигателями обеспечивают доступность оборудования и операционную гибкость, позволяя количеству первичных двигателей, задействованных в любое время, соответствовать графику обслуживания. Удобный прямой привод генераторов и другого вспомогательного оборудования в машинном отделении (например,гидроагрегаты) также упрощается за счет коробки отбора мощности.

Углеродно-режущее кольцо теперь является общей характеристикой среднеоборотных двигателей, предназначенных для устранения явления полировки цилиндров, вызванного углеродными отложениями, и, следовательно, для значительного снижения износа гильзы. Это также способствует более чистой площади поршневых колец, низкому и очень стабильному расходу смазочного масла и уменьшению прорыва.

Углеродистое режущее кольцо, также называемое антиполированным или огнестойким кольцом, содержит вставку гильзы, которая находится между точкой поворота верхнего поршневого кольца и верхней частью гильзы цилиндра.Он имеет немного меньший диаметр, чем отверстие гильзы, это уменьшение компенсируется уменьшенным диаметром верхней контактной площадки поршня. Основное действие кольца — предотвращение накопления нагара по краям днища поршня, что приводит к полировке и износу гильзы с соответствующим повышением расхода смазочного масла.

Вторичная функция — это внезапное сжимающее воздействие на кольцевой ремень, поскольку поршень и угольное режущее кольцо мгновенно соприкасаются. Смазочное масло, следовательно, вытесняется из зоны горения, снова помогая снизить расход: фактически настолько эффективно, что Bergen Diesel счел необходимым изменить конструкцию кольцевого уплотнения, чтобы обеспечить требуемый расход масла.Норвежский конструктор двигателей сообщает, что расход смазочного масла снижен более чем наполовину, а нерастворимые отложения в масле резко уменьшены, что значительно продлевает срок службы масляного фильтра. Углеродистые режущие кольца можно дооснастить, чтобы обеспечить их преимущества для двигателей, находящихся в эксплуатации. Удаление перед извлечением поршня просто выполняется с помощью специального инструмента.

Конструкторы теперь также отдают предпочтение расположению «горячего ящика» для системы впрыска топлива, чтобы обеспечить более чистые линии двигателя и улучшить рабочую среду в машинном отделении благодаря пониженным температурам; Кроме того, внутри коробки сохраняется любая утечка топлива из компонентов системы впрыска.

Бензиновый двигатель | Британника

Полная статья

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

Типы двигателей

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

бензиновые двигатели

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

Британская энциклопедия, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Британская энциклопедия, Inc.

Четырехтактный цикл

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

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

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

Британская энциклопедия, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

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

Исследование сгорания, производительности и выбросов выхлопных газов двигателя с искровым зажиганием на смеси биоэтанола и бензина

Реферат

В этой работе основное внимание уделяется новому методу производства биоэтанола из ферментированных отходов плодов граната с использованием Saccharomyces cerevisiae , широко известного как пекарские дрожжи .Четыре различные смеси биоэтанола, а именно PE10, PE15, PE20 и PE25, были испытаны при различных рабочих скоростях. Было сделано предположение, что добавление этанола увеличивает расход топлива, а также увеличивает тормозную способность. Однако наблюдалось снижение тепловых характеристик. Смесь PE15 показала оптимальную термическую эффективность тормозов при полной нагрузке по сравнению с неэтилированным топливом. Было замечено, что удельный расход топлива PE15 на тормозах ниже на разных рабочих скоростях среди всех смесей.Выбросы оксидов азота и углекислого газа увеличились по мере увеличения доли этанола в чистом топливе. Выбросы углеводородов и монооксида углерода были сокращены при увеличении отношения этанола к чистому бензину, за исключением смеси PE10. Также были изучены характеристики горения. Более низкое значение коэффициента вариации свидетельствует о стабильном горении. В этом исследовании сделан вывод о том, что PE15 можно использовать в качестве альтернативного топлива.

Ключевые слова: Биотопливо, Характеристики сгорания, Характеристики выбросов, Двигатель SI, Контроль загрязнения

1.Введение

Энергетический кризис — одна из самых серьезных проблем в мире, особенно в развитых странах. Рост населения, индустриализация, улучшение транспорта, непрерывная эксплуатация ископаемых видов топлива в различных секторах являются основными причинами дефицита энергии. Это ставит перед человечеством огромную задачу по их преодолению [1]. Резкий рост потребностей, затрат на топливо, истощение нефтехимических ресурсов и вредные выбросы вызвали необходимость в альтернативе традиционно используемым ископаемым видам топлива [2, 3].Многие страны, занимающиеся сельским хозяйством, выбрасывают около 20–30% собранных фруктов и овощей из-за неадекватных холодильных складов и плохих складских помещений во время транспортировки. Поскольку население растет день ото дня, увеличивается и потребность в пище. На рынках в повседневной жизни образуется огромное количество отходов фруктов и овощей, которые бесполезны для человечества. Более эффективное использование этих отходов на различных этапах — от обработки, хранения, переработки и доставки на ферме до потребления — является реальной проблемой, стоящей перед инженерами-технологами.Образующиеся таким образом отходы также представляют угрозу глобальному потеплению в пищевой промышленности. В то же время это разрешит энергетический кризис как неотъемлемый дар, возобновляемые источники энергии могут стать одним из решений этой проблемы. Биотопливо показало популярную замену ископаемым видам топлива из-за низкого уровня выбросов загрязняющих веществ, возобновляемости и насыщения кислородом. Алкоголь как альтернативное топливо привлекательность возросла в 19-м и начале 20-го века из-за промышленной революции. Стратегия 10% -ного смешивания этанола в коммерческих автомобилях уже реализована во многих странах, и потенциальная цель — 20% -ное смешивание.Спрос на этанол и его доступность за последние пару десятилетий выросли почти в три раза [4]. Биомасса производит этанол, полученный при спиртовом брожении сахара. Сахарный тростник, кукуруза, маниока, сахарная трава, свекольный сахар, виноградные косточки, древесина, подсолнечник и соя широко используются в качестве биомассы при переработке этанола [5]. Процессы ферментации используются в основном для обработки и разделения этанола, но для очистки требуется дополнительная дистилляция. Другими вариантами дистилляции являются ультразвуковое облучение, удаление различных загрязняющих веществ озоном и адсорбция загрязняющих веществ активированным углем или цеолитами [6].Различные технологии ферментации этанола были протестированы с использованием крахмала и бактериального сахарного сырья [7]. По сравнению с бактериями дрожжей Saccharomyces Cerevisiae , производство этанола и продуктивность у Zymomonas mobilis были намного выше, но они не могут заменить Saccharomyces Cerevisiae из-за своего специфического диапазона субстратов. Был проведен тщательный анализ объема и возможностей включения топливных смесей этанола и мощности двигателя для более низких и более высоких рецептур с различным исходным сырьем.Колебания тепловых характеристик, расхода топлива при торможении и крутящего момента при торможении различались в зависимости от количества смешанного этанола, а также от условий работы двигателя. Благодаря увеличению объемной эффективности и соотношению этанола, содержание CO и углеводородных твердых частиц существенно уменьшилось. Выбросы CO 2 были выше для этанола, а выбросы оксидов азота колебались в зависимости от условий работы двигателя [8, 9, 10]. Было обнаружено, что многоцилиндровые 4-тактные двигатели с искровым зажиганием и полной нагрузкой, содержащие смесь этанола и бензина на 10–30%, имеют меньший выброс выхлопных газов и повышенное содержание углеводородов [11].При смешивании этанола и более высокой степени сжатия наблюдались умеренный крутящий момент, мощность двигателя и разумное улучшение расхода топлива. Выбросы HC и CO резко сократились, а выбросы NOx и CO 2 значительно снизились [12]. Добавление бутанола и этанола в качестве смесителя топлива при различных оборотах двигателя, снижении нагрузки повысило эффективность двигателя, и были обнаружены выбросы. Расход угарного газа, углеводородов и бензина резко упал, а мощность двигателя увеличилась до 11.1% для смешанного топлива [13]. Немногие исследователи сообщили об увеличении тормозной силы, эффективности термического торможения, особом расходе топлива и снижении количества углеводородов, а также о выбросах углерода с добавлением этанола. Однако при смешивании с этанолом количество загрязняющих веществ NOx увеличивалось. С введением этанола дополнительное преимущество гибридного топлива-этанола и повышение октанового числа достигается при добавлении 20% этанола в чистый бензин [14, 15]. Произошел резкий рост крутящего момента, расхода бензина, выбросов CO 2 , снижения выбросов углерода и углеводородов.Выбросы NOx превалируют над содержанием этанола в условиях работы двигателя [16]. Мощность, крутящий момент, тепловые и объемные характеристики были улучшены за счет смеси этанола и нефти, полученной из картофельной кожуры. Снизились концентрации углеводородов, тормозного бензина, окиси углерода и увеличилось накопление CO 2 и NOx. Полученные данные были подтверждены разработкой модели искусственной нейронной сети, которая подтвердила пагубное влияние на эффективность двигателя и выбросы выхлопных газов при более высоких уровнях смешивания этанола, на бензиновые смеси с более низкими смесями (3–10% этанола и метанола по объему) [17 , 18].Добавление метилового эфира Pistacia khinjuk вместе с окислителями привело к более высокой производительности двигателя с лучшим выхлопом, исключая оксиды азота для дизельного двигателя. Аналогичные результаты были получены при применении различных методов, которые включают предварительный нагрев топлива, разницу во времени впрыска, изменение степени сжатия, терморезистивное покрытие и наслоение YSZ [19, 20, 21, 22, 23]. При заправке смесью масла Mesua ferrea Linn с бензином были замечены улучшенные характеристики сжатия двигателя и уровень выбросов [24].Добавление бутанола в бензин улучшило характеристики, повысило эффективность сгорания и уменьшило количество загрязняющих веществ. По сравнению с чистым бензином, смесь B30 считается лучшей [25]. описывает смешивающее влияние биоэтанола на мощность двигателя с искровым зажиганием и выбросы выхлопных газов. Это в первую очередь из-за обилия и стоимости плодов граната и их побочных продуктов для производства биоэтанола. Индия производит 28,65 тонны плодов граната, из которых около 30-40% плодов выбрасываются по разным причинам, о которых говорится в различной литературе.Эти органические отходы и остатки плодов граната, включая кожуру, семена и мякоть, можно использовать для производства недорогого биоэтанола [27, 28, 29, 30]. В этой работе отходы граната, собранные с местного рынка, использовались в качестве сырья для извлечения этанола из граната, что привело к снижению затрат на производство биоэтанола по сравнению с традиционными источниками топлива. Отходы гранатов подверглись ферментации и перегонке с водяным паром для производства этанола. Это исследование предлагает исследователям изучить перспективу производства гранатового биоэтанола в больших масштабах для коммерческого использования.

Таблица 1

Влияние смесей биоэтанола на характеристики двигателя и выбросы выхлопных газов.

Топливо и спирт Смеси Испытательный двигатель Производительность
Эмиссия
Результат Ссылка
BTE BSFC 9020 BSFC 901 901 9020 X CO 2
Этанол + бензин E0, E10, E20, E30 FORD VSG 413
4-цилиндровый 4-тактный SI
Обогащение этанолом снижает выбросы выхлопных газов при более низкой температуре цилиндра, чем бензин, что способствует выбросу углеводородов. [11]
Этанол + бензин E10, E20, E30 Tech ED Equipment, одноцилиндровый, 4-тактный Умеренный крутящий момент, мощность двигателя увеличивается, равно как и экономия топлива. Для сравнения, выбросы углеводородов и диоксида углерода были значительно уменьшены, а уровни NOx и CO 2 уменьшены. [12]
бутанол + этанол + бензин E2, E5, E10, E15,
E20
Hyundai G4eh, 4-цилиндровый, 4-тактный, с водяным охлаждением, двигатели SI с распределенным впрыском топлива Угарный газ, углеводороды, расход бензина снизился, а мощность двигателя для топливных гибридов этанола и бутанола увеличилась на 11.1 процент на разных скоростях. [13]
Дизель + этанол + биодизель DBE5, DBE10, DBE15, DBE20 1-цилиндровый, 4-тактный дизельный двигатель Тормозная способность, базовый расход топлива и тепловые характеристики торможения улучшены за счет обогащения этанолом бензином. [14]
Этанол + бензин E0, E5,
E10, E15
Maruti 800 с водяным охлаждением, 3-цилиндровый двигатель с искровым зажиганием Лучшая тормозная способность, термическое торможение, расход топлива, снижение выбросов углеводородов и углекислого газа с обогащением этанолом.Однако при смешивании этанола выброс NOx увеличивался. [15]
Этанол + бензин E0, E5, E10, E20, E30 Новый Sentra GA16DE, бензиновый двигатель с многоточечным впрыском Значительное увеличение крутящего момента, расхода топлива, снижение выбросов CO 2 и выбросов углеводородов с преобладанием выбросов NOx над содержанием этанола в условиях работы двигателя. [16]
Этанол из картофельной кожуры + бензин E5, E7.5, E10, E12.5, E15 KIA 1.3
SOHC, 4-цилиндровый и 4-тактный бензиновый двигатель SI.
Смесь этанола и бензина улучшила крутящий момент, мощность и выбросы. [17]
Этанол + метанол + бензин EM3, EM7 EM10 Двигатель с искровым зажиганием, четырехтактный, с воздушным охлаждением 901 — Смесь этанола улучшила тормозную мощность и снизила выбросы загрязняющих веществ по сравнению с метанолом, а также смесью бутанола. [18]
Метиловый эфир Pistacia khinjuk + дизельное топливо PB20, PB40, PB50, PB100 Kirloskar / TV1
1-цилиндровый, 4-тактный, с водяным охлаждением, вертикальный, без наддува дизельный двигатель DI
Добавление антиоксиданта пирогаллола в качестве альтернативы традиционному дизельному топливу к 20% сложному эфиру обеспечивает более высокие показатели эффективности, сгорания и выбросов, чем антиоксидант гераниол. [19]
Оранжевое масло метиловый эфир + дизельное топливо OME5DEE, OME10DEE, дизельное топливо, OME5E, OME10E и OME Kirloskar TV1, Одноцилиндровый, 4-тактный, с прямым впрыском, дизельный двигатель, с водяным охлаждением Улучшенные характеристики двигателя и уровень выбросов по сравнению с другими топливными смесями. [20]
масло листьев карри +
дизельное топливо
B25, B50, B75, B100 Модель Kirloskar / TV1, одноцилиндровый, четырехтактный, дизельный двигатель DI Улучшенные рабочие характеристики и характеристики выбросов за счет топливной смеси B25. [21]
этиловый эфир рыбьего жира +
дизельное топливо
FOEE25, FOEE50, FOEE75, FOEE Kirloskar / TV1, Прямой впрыск, водяное охлаждение, вертикальный, дизельный, двигатель без наддува Этиловый эфир рыбьего жира показал улучшенные характеристики двигателя, соответствующие ограничениям, установленным CPCB, Индия [22]
масло лимонной травы и дизельное топливо Kirloskar / TV1, Прямой впрыск, водяное охлаждение, вертикальный, безнаддувный дизельный двигатель Двигатель с модифицированным покрытием показал пониженные выбросы. [23]
Diesel + Mesua ferrea linn oil VO30, VO30E05, VO30E10 Kirloskar / TV1, четырехтактный, одноцилиндровый, с водяным охлаждением, DI, постоянная скорость, без наддува, двигатель CI Добавление этанола увеличивает как тепловую эффективность торможения, так и расход тормозного бензина. Кроме того, CO и HC повышаются, а выбросы NOx снижаются. [24]
Бутанол + бензин Одноцилиндровый двигатель B10, B30, B60 с геометрией цилиндра, идентичной двигателю V8, собранного на Ford
Mustang Cobra 2000 года выпуска.
Использование бутанола в качестве топлива повышает эффективность сгорания и снижает выбросы загрязняющих веществ. [25]
метиловый эфир масла хонге / ятрофы JOME5, JOME10, JOME15 Kirlosker TV1, одноцилиндровый, 4-тактный 901 — Характеристики выбросов улучшены, за исключением выбросов NOx. [26]

Из литературных исследований следует, что было проведено много исследований двигателей с искровым зажиганием, работающих на смесях биоэтанола, полученных из разнообразного сырья для различных анализов, выбросов и сгорания. Тем не менее, было проведено очень мало исследовательских работ со смесями гранатового этанола. Целью данной работы является извлечение биоэтанола из отходов граната и анализ влияния его различных смесей на сгорание, производительность и выхлопные характеристики двигателя SI.

2. Материалы и методы.

Этанол был извлечен из отходов плодов граната и использован в качестве биотоплива. Сырой сок ферментировали с использованием пекарских дрожжей для получения этанола. Различные смеси этанола и бензина были приготовлены и испытаны в двигателе с искровым зажиганием. Химический состав этанола был определен методом газовой хроматографии.

2.1. Биологические основы

Punica Granatum — это род лихрасей, принадлежащих к подсемейству Punicoideae, которые широко известны как гранаты.Это плодоносящий куст, вырастающий от 5 до 10 м (16–33 футов) в высоту. Его обильно выращивают в странах Азии, включая Индию, Афаганистан, Пакистан и Северные Гималаи до Китая. Он также доступен в странах Африки и Европы. В Индии у него есть большие плантации в Махараштре, за которыми следуют Гуджрат, Карнатака, Андхра-Прадеш, Мадхья-Прадеш, Раджастхан и Химачал-Прадеш. На рынке доступны следующие разновидности гранат: Ganesh, Mrudula, Arakta и Bhagwa .Сорт Bhagwa был выбран для этого исследования из-за высокого содержания сахара, который ускоряет ферментацию.

2.2. Получение этанола

Способы производства этанола включают дистилляцию пара; ферментация сахара и крахмала дрожжами и отходы биомассы с использованием бактерий. В данном исследовании отходы плодов граната использовали в качестве сырья для экстракции биоэтанола. показывает различные этапы разработки биоэтанола.

Этапы производства этанола из отходов плодов граната.

Отходы плодов граната были собраны на местном рынке, а сок был извлечен бытовым миксером в большой контейнер для дальнейшей обработки. Расчетное содержание сахара составляло 112,56 мг / л, а значение pH составляло 3,22. Сок хранился в небольшой емкости для брожения. Использование дрожжей Saccharomyces cerevisiae дало высокую эффективность ферментации. Закваски размножали и хранили в холодильнике с использованием бульона MGYP (1% солод-глюкоза 1%-дрожжевой экстракт 03% -пептон 1%).Ферментирующие агенты и сок тщательно перемешивали и хранили в течение 72 часов при температуре 37 ° C. Хранившуюся ферментированную жидкость тщательно перемешивали каждые шесть часов в день, чтобы усилить микробную функцию и максимизировать ферментационную активность. Фильтровальную бумагу использовали для фильтрации смеси сброженного гранатового сока. Для отделения этанола от смеси использовали метод перегонки водяного пара. Смесь нагревали в емкости. Испарение этанола начинается при температуре от 75 до 85 ° C.Этанол имеет более низкую температуру кипения, чем вода, поэтому он испаряется первым. Затем пары этанола охлаждаются и конденсируются внутри конденсатора с образованием чистой жидкости. При повышении температуры вода испаряется и объединяется в другой сосуд вместе с некоторой порцией этанола. Отгонка оставшегося растворителя, содержащего пары воды и этанол, дает безводный спирт. При ферментации в течение 72 часов выход этанола составлял один литр / 10 кг гранатовых отходов.

2.3. Химический анализ гранатовый этанол

Этанол собирали в герметичный контейнер, и для химического анализа образца использовали метод газовой хроматографии.Результаты хроматографического химического анализа представлены в.

Таблица 2

Гранатовый этанол Химический состав.

Пасс 0
Тест Технические характеристики Результат
Анализ (ГХ) (об. / Об.) Этанол: 89,5–91,5%
Метанол: 4,0–5,0%
IPA: 4,5–5
Этанол: 90,54%
Метанол: 4,54%
Изопропиловый спирт: 4,92%
Вода, не более 0,2% 0.14%.
Цвет (Pt – Co) 10 макс. <10
Запах Годен Годен
Титруемая кислота 0,0003 мэкв / г 0.0001 мэкв / г
Титрируемая основа 0,0002 мэкв / г <0,0001 мэкв / г
Флуоресцентный фон Проходит Проходит
Флуоресцентный фон 901

2.4. Приготовление смесей этанола

Четыре топливные смеси были приготовлены путем смешивания этанола с чистым бензином в концентрации 10%, 15%, 20% и 25% на объемной основе при комнатной температуре 35 ° C.Значения нагрева чистого этанола и его различных смесей были рассчитаны с использованием калориметра бомбы. Октановое число по исследовательскому методу бензина, используемого для приготовления смесей, составляет 91. Предлагает теплотворную способность чистого и смешанного топлива.

Таблица 3

Теплотворная способность полиэтилена и ее вариации.

10601 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 9015 75160
Спецификация Процентное содержание этанола Процентное содержание бензина Теплотворная способность (кДж / кг)
PE00 0 100200 9015 9015 901 901 44 90 42185
PE15 15 85 41235
PE20 20 80 4043
PE100 100 0 29500

2.5. Экспериментальная установка

Технические характеристики двигателя SI, использованного для этого исследования, перечислены в. показывает экспериментальную установку, принятую для этого исследования. Он состоит из датчика уровня топлива, воздушной камеры, воздухообрабатывающего устройства, указателя уровня топлива, сдвоенного топливного бака и пьезоэлектрического блока. Двигатель соединен с высокоскоростным вихретоковым динамометром. С помощью тензодатчика регистрировалась нагрузка на двигатель, а датчик вращения, установленный на валу, регистрировал частоту вращения двигателя. Ротаметр измерял расход воды в калориметре и охладителях.

Таблица 4 Технические характеристики

Test Engine.

Выпускной клапан 4,5 ° после ВМТ
Подробные сведения Технические характеристики
Марка двигателя Kirloskar
Тип Четырехтактный, одноцилиндровый, искровое зажигание, многотопливный двигатель 9011 9011 с открытым блоком управления двигателем 9011 87,5 мм
Ход поршня 110 мм
Степень сжатия 10: 1
Крутящий момент двигателя 11.5 Нм
Впускной клапан открыт 4,5 ° до ВМТ
Впускной клапан закрыт 35,5 ° после BDC
Выпускной клапан открыт 35,5 ° перед Закрыванием BDC
Давление впрыска топлива 210 бар
Время зажигания 23 ° до ВМТ

Экспериментальная установка.

Для анализа характеристик выбросов и эффективности и сравнения их с чистым бензином был использован биоэтанол, полученный из отходов граната, смешанный с чистым бензином. Чтобы избежать реакции воды, топливная смесь была приготовлена ​​непосредственно перед началом экспериментов, чтобы получить однородную смесь. Двигатель работал на чистом бензине для получения исходных данных в установившемся режиме. Обороты двигателя устанавливаются на 100 оборотов, от 1300 до 1800 об / мин. Регистрировались расход топлива и частота вращения двигателя, а также отслеживались тепловые характеристики и расход топлива.Время впрыска топлива устанавливалось и контролировалось программным обеспечением, предоставленным поставщиком. Температура выхлопных газов, температура моторного масла и температура рубашки охлаждающей воды регистрировались термопарами. Для отслеживания выбросов выхлопных газов использовался анализатор выхлопных газов (Hg-540). Выбросы диоксида углерода, монооксида углерода и кислорода измерялись как объемные доли, а общие выбросы несгоревших углеводородов и оксидов азота рассчитывались в миллиардных долях на объем. Внутри выпускного отверстия был расположен зонд для обнаружения твердых частиц в выхлопе.Канал был правильно герметизирован, чтобы предотвратить утечку перед каждым испытанием. Поток охлаждающей воды регулировался на протяжении всего эксперимента при постоянной температуре.

Все испытания проводились при полной нагрузке. Приготовленные топливные смеси подавались в двигатель из многотопливного бака. Первоначальные испытания проводились на регулируемой скорости (1300–1800 об / мин) с неэтилированным топливом при фиксированном давлении и угле впрыска для получения справочных результатов. Было измерено относительное воздушно-топливное соотношение. Были проведены эксперименты для различных смесей этанола.Все испытания проводились в соответствии со стандартами SAE J1312. Все испытания проводились в устойчивом состоянии, а результаты анализировались. Для каждой смеси было проведено три эксперимента, и для анализа было взято среднее значение. Все измерения были собраны и проанализированы компьютеризированной системой сбора данных.

2.6. Оценка неопределенности

Неопределенности различных параметров, участвующих в эксперименте, оценивались с использованием метода последовательных возмущений.показывает прогнозируемые неопределенности. Измеренная точность для производительности на ступени ± 4% была обнаружена из-за погрешности, коррелированной с измерительными приборами, и ± 2,8% для анализа горения.

Таблица 5

Расчетные характеристики и погрешности анализа горения.

Измеряемый параметр Погрешность (%) Измеренный параметр Погрешность (%)
Расход воздуха ± 1.1 BTE ± 1,6
Расход топлива ± 0,1 Расход топлива ± 1,3
Рабочая скорость ± 1,3 CO 9015 9015 Скорость потока охлаждающей воды ± 1,1 CO 2 ± 0,5
Давление в цилиндре ± 1,5 Мощность торможения ± 1,3
Объемный КПД 901.7 HC и NOx ± 10 ppm

4. Выводы

В представленной здесь работе этанол был получен из отходов плодов граната путем ферментации и паровой дистилляции. Были приготовлены четыре смеси этанола и бензина, которые были испытаны в многоцилиндровом двигателе с искровым зажиганием TV1 Kirloskar для различных скоростей и постоянной нагрузки. Смесь PE15 дала лучший результат среди всех топливных смесей. Максимальный тепловой КПД 28,33% для комбинации PE15 был замечен, когда двигатель работал при 1500 об / мин.Смесь PE 25 показала самый высокий BSFC на более низких скоростях, в то время как PE10 показал больше всего на более высоких скоростях. Поскольку концентрация этанола в топливе увеличивается на всех уровнях работы двигателя, тормозная мощность также увеличивается. Максимальная тормозная мощность была получена с PE15 и PE25, больше, чем у всех других топливных смесей, и является максимальной (4,73 кВт) при 1700 об / мин. Для более высоких смесей тормозная способность увеличивается на всех скоростях вращения с увеличением содержания этанола в бензине из-за улучшенного эффективного общего давления.Увеличение доли этанола в чистом топливе привело к увеличению выбросов NOx. Концентрация CO 2 увеличивается по мере добавления этанола на более высоких уровнях. Выбросы CO 2 сводятся к минимуму за счет увеличения смеси этанола по сравнению с чистым бензином, за исключением комбинации PE10. Повышение содержания этанола в бензине увеличивает выбросы оксидов азота, но уменьшается на всех рабочих скоростях для всех комбинаций. Выбросы несгоревших углеводородов уменьшились по сравнению с чистым бензином с увеличением доли этанола.Чистая бензиновая смесь PE20 имеет самые низкие выбросы углеводородов. Максимальное снижение содержания углеводородов наблюдалось для комбинаций РЕ15 и РЕ20 при скорости 1400–1600 об / мин по сравнению с чистым бензином. Смесь PE15 дает самые низкие выбросы углеводородов среди всех смесей при более высоких скоростях вращения. Давление в цилиндре увеличивалось при добавлении этанола. Более низкие значения коэффициента вариации указывают на хорошую стабильность горения.

4.1. Объем будущей работы

Настоящее исследование отражает извлечение нового гранатового этанола путем ферментации с последующей паровой дистилляцией и его смесей на характеристиках двигателя с искровым зажиганием.Представленное здесь исследование имеет некоторые ограничения. Предварительные обработки, такие как предварительный нагрев и этерификация, не включались. Для коммерческого производства гранатового этанола следует дополнительно изучить методики обработки после сжигания, такие как каталитические преобразователи, рециркуляция выхлопных газов, чтобы использовать гранатовый этанол в качестве альтернативного топлива в больших масштабах.

Газовый двигатель | Мерседес-Бенц Микроавтобусы

Базовая рекомендованная производителем розничная цена

не включает расходы на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, сборы по месту назначения, налоги, право собственности, регистрацию, подготовку и документальные сборы, бирки, затраты на оплату труда и установку, страховку и дополнительное оборудование, продукты, пакеты и аксессуары.Доступность дополнительного оборудования может отличаться. Технические характеристики, комплектация, опции и цены могут быть изменены без предварительного уведомления. Чтобы получить полную информацию о предложениях и ценах, посетите местный дилерский центр Mercedes-Benz Vans. Фактическая цена автомобиля может отличаться в зависимости от дилера. Цена будет варьироваться в зависимости от окончательной согласованной цены и условий, согласованных между продавцом и покупателем. Плата за выбросы может варьироваться в зависимости от юрисдикции. Показана дополнительная и европейская модель.

Начиная с цен представляют модели с газовыми двигателями.Не включает расходы на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, сборы по месту назначения, налоги, право собственности, регистрацию, сборы за подготовку и оформление документов, бирки, затраты на оплату труда и установку, страховку и дополнительное оборудование, продукты, пакеты и аксессуары. Доступность дополнительного оборудования может отличаться. Технические характеристики, комплектация, опции и цены могут быть изменены без предварительного уведомления. Чтобы получить полную информацию о предложениях и ценах, посетите местный дилерский центр Mercedes-Benz Vans. Фактическая цена автомобиля может отличаться в зависимости от дилера. Цена будет варьироваться в зависимости от окончательной согласованной цены и условий, согласованных между продавцом и покупателем.Плата за выбросы может варьироваться в зависимости от юрисдикции. Показана дополнительная и европейская модель.

ОТКРЫТИЕ ФИНАНСОВОЙ ИНФОРМАЦИИ:

Рекомендуемая производителем розничная цена

не включает расходы на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, сборы в пункте назначения, налоги, право собственности, регистрацию, сборы за подготовку и документальные подтверждения, бирки, затраты на оплату труда и установку, страховку и дополнительное оборудование, продукты, пакеты и аксессуары. Фактическая цена автомобиля может отличаться в зависимости от дилера.

Оценщик платежей не является рекламой или предложением конкретных условий кредита, и фактические условия могут отличаться.Суммы платежей представлены только в иллюстративных целях и могут быть недоступны. Не все модели доступны во всех штатах. Фактическая цена автомобиля может отличаться в зависимости от дилера.

Финансовые операции:

Расчетная сумма предполагаемого ежемесячного платежа основана на выбранном специальном предложении или вводимых вами переменных, рекомендованной розничной цене производителя (MSRP) для выбранного автомобиля, выбранном вами сроке, введенном авансовом платеже (по умолчанию 10% от Рекомендуемая производителем розничная цена), годовая процентная ставка (APR), которую вы выбираете, и любая чистая сумма обмена.Отображаемая смета оплаты не включает налоги, право собственности, лицензионные и / или регистрационные сборы. Сумма платежа носит исключительно иллюстративный характер. Фактические цены могут отличаться в зависимости от дилера. Суммы платежей могут отличаться из-за различных факторов, таких как сборы, специальные предложения, скидки, срок, первоначальный взнос, годовая процентная ставка, чистая компенсация и применимая налоговая ставка. Фактическая годовая процентная ставка основана на доступных программах финансирования и кредитоспособности клиента. Не все клиенты будут иметь право на кредит или самую низкую ставку. Пожалуйста, свяжитесь с авторизованным дилером Mercedes-Benz, чтобы узнать актуальные цены, подробности программы и текущие условия.

Сделок аренды:

Сумма, подлежащая оплате при подписании — это сумма, которую арендатор должен уплатить до или при подписании договора аренды или путем доставки автомобиля. Отображаемая сумма, подлежащая оплате при подписании, является приблизительной и не включает налоги, право собственности, лицензионные и / или регистрационные сборы. Он включает в себя платеж за первый месяц, комиссию за приобретение и первоначальный взнос за вычетом чистой суммы обмена. Показанный расчетный ежемесячный платеж основан на введенных переменных, рекомендованной розничной цене производителя (MSRP) для выбранного автомобиля или общей стоимости сборки для автомобиля, который вы проектируете, выбранном вами сроке, введенном авансовом платеже (по умолчанию 10% от Рекомендуемая производителем розничная цена (MSRP) или Total Build), выбранный вами годовой пробег, любая чистая сумма обмена и текущая программа аренды Mercedes-Benz Financial Services.В зависимости от кредитоспособности может потребоваться залог. Отображаемая смета оплаты не включает налоги, право собственности, лицензионные и / или регистрационные сборы. Сумма платежа носит исключительно иллюстративный характер. Суммы платежей могут отличаться из-за различных факторов, таких как доступные программы аренды, сборы, специальные предложения, скидки, срок, первоначальный взнос, чистая компенсация, применимая налоговая ставка и кредитоспособность клиента. Не все клиенты будут иметь право на кредит или на самую низкую сумму платежа. Пожалуйста, свяжитесь с авторизованным дилером Mercedes-Benz, чтобы узнать подробности программы и актуальные условия.

Эта цена указывает дополнительную ежемесячную стоимость, которая будет добавлена ​​к сумме ежемесячного платежа, если вы выберете эту функцию, пакет или опцию. Эта стоимость округляется до ближайшего целого доллара.

Показанные модели могут включать опции / пакеты, не входящие в стандартную комплектацию Sprinter MY21 или Metris MY21. Технические характеристики могут быть изменены.

Базовая рекомендованная производителем розничная цена

для грузового фургона Sprinter 2019 модельного года не включает расходы на транспортировку и погрузочно-разгрузочные работы, сборы по месту назначения, налоги, право собственности, регистрацию, подготовку и документальные сборы, бирки, оплату труда и установку, страховку и дополнительное оборудование, продукты, пакеты и аксессуары.Фактическая цена автомобиля может отличаться в зависимости от дилера. Показано дополнительное оборудование. Наличие автомобиля и оборудования может отличаться.

Не включает все опции, налоги, право собственности, регистрацию, транспортные расходы и сбор за подготовку дилера. Показанные параметры. Не все варианты доступны в США. Чтобы получить полную информацию о предложениях и ценах, посетите местный дилерский центр Mercedes-Benz Vans. Доступность с задержкой.

Влияние условий эксплуатации на концентрацию загрязняющих веществ, выделяемых двигателем с искровым зажиганием, работающим на бензиновых смесях с биоэтанолом

Это исследование представляет собой экспериментальное исследование влияния смеси биоэтанола и бензина на выбросы в выхлопных газах с точки зрения диоксида углерода CO 2 , монооксида углерода CO , несгоревшие углеводороды UHC и оксид азота NO x двигателя с искровым зажиганием.Испытания проводятся при контролируемой дроссельной заслонке и регулируемой скорости в диапазоне от 1200 до 2000 об / мин с интервалами 400 об / мин. Для каждой скорости проверяются разные степени сжатия, а именно (7,8,10 и 11). Используются чистые бензиновые и бензиновые смеси на биоэтаноле. Используемый биоэтанол производится из иракской культуры фиников (Zehdi). Смешивание осуществляется на основе замены энергии. Коэффициент использования энергии этанола (EER) составляет 5%, 10% и 15%. На каждой из трех назначенных скоростей двигателя крутящий момент устанавливается равным 0, 3, 7, 10 и 14 Н · м.Установлено, что смешивание этанола снижает концентрацию CO и UHC в выхлопных газах примерно на 45% и 40,15%, соответственно, и увеличивает концентрации NO x и CO 2 в выхлопных газах примерно на 16,18% и 7,5%. , соответственно. Также обнаружено, что увеличение нагрузки и скорости вызывает увеличение концентраций CO 2 и NO x и снижает концентрации CO и UHC. Также обнаружено, что увеличение степени сжатия вызывает уменьшение выбросов CO 2 и NO x , а также увеличение выбросов CO и UHC.

1. Введение

В последние годы, учитывая резко увеличивающийся спрос на энергию, постоянно возрастает обеспокоенность общественности возможной нехваткой ресурсов ископаемого топлива, политикой энергетической безопасности и нормативными требованиями по загрязнению окружающей среды. Деградация глобальной окружающей среды и истощение мировых запасов ископаемого топлива в обозримом будущем стали движущей силой поиска альтернативных видов топлива, которые были бы устойчивыми и безвредными для окружающей среды. Топливный этанол является одним из возобновляемых видов топлива для решения этих проблем.Потенциал этанольного топлива в улучшении характеристик двигателей внутреннего сгорания в последнее время является предметом многих исследований [1, 2]. В 2005 году Целевая группа правительства Австралии по биотопливу сообщила, что воздействие этанола в качестве биотоплива на окружающую среду и здоровье человека является серьезной проблемой, требующей решения, чтобы направлять меры национальной политики, направленные на сокращение выбросов парниковых газов. Из-за превосходной смешиваемости биоэтанола с обычным бензином его можно использовать в качестве добавки для частичной замены бензина в качестве автомобильного топлива [3].Такие смеси обычно называют по количеству или процентному содержанию этанола, содержащегося в смешанном топливе [3].

Биоэтанол — это возобновляемое, биоразлагаемое и экологически безопасное альтернативное топливо, поскольку его можно производить из сельскохозяйственных продуктов и отходов. На сеть автомобильных дорог, использующих традиционные виды топлива, приходится 23% от общего количества парниковых газов. Эти выбросы можно уменьшить за счет использования топлива на биоэтаноле. Благодаря этим преимуществам, смеси биоэтанола и этанола с бензином широко исследуются и используются в качестве альтернативного топлива в автомобилях [4–6].Влияние добавления этанола к бензину на характеристики двигателя и выбросы выхлопных газов было исследовано экспериментально и теоретически. Было обнаружено, что добавление этанола к бензину привело к более бедной работе и улучшило процесс сгорания. Потенциал этанольного топлива в снижении выбросов загрязняющих веществ двигателей внутреннего сгорания широко исследовался. Liao et al., 2005, [7] провели экспериментальное исследование в закрытой камере сгорания для изучения характеристик сгорания и выбросов загрязняющих веществ смесей этанол-бензин при низкой температуре, что связано с холодным запуском двигателей, работающих на этаноле-бензине. бензин.Выбросы выхлопных газов были специально измерены в виде несгоревших углеводородов UHC, CO и NO x . Было подтверждено, что выбросы UHC во время обогащенного горения при относительно низкой температуре увеличиваются с увеличением добавления этанола.

Наджафи и др. 2009 [8] экспериментально проанализировал выбросы загрязняющих веществ четырехтактным двигателем SI, работающим со смесями этанола и бензина 0%, 5%, 10%, 15% и 20%, теоретически с помощью искусственной нейронной сети (ИНС).Концентрация выбросов CO и UHC в выхлопной трубе снижалась при увеличении количества этанольных смесей. Это было связано с высоким процентным содержанием кислорода в этаноле. Напротив, было обнаружено, что концентрации CO 2 и NO x увеличиваются при введении этанола. Юсаф и др. 2009 [9] оценил использование биоэтанола из картофельных отходов в качестве альтернативного топлива для бензиновых двигателей. Выбросы загрязняющих веществ четырехтактным двигателем SI, работающим на смесях этанола и бензина, исследованы экспериментально и теоретически.Эксперименты проводились со смесями, содержащими 5%, 10%, 15% и 20% по объему этанола. Выбросы выхлопных газов были измерены и проанализированы на UHC, CO 2 , CO, O 2 и NO x при частоте вращения двигателя от 1000 до 5000 об / мин. При введении этанола концентрации выбросов CO и UHC в выхлопной трубе были уменьшены, а концентрации CO 2 и NO x были увеличены. Сравнивались результаты теоретических и экспериментальных исследований.Результаты моделирования были проверены на основе данных экспериментов, и было замечено хорошее согласие между тенденциями в прогнозируемых и измеренных результатах. Seshaiah, 2010, [10] провел испытания искрового зажигания с переменной степенью сжатия, предназначенного для работы на чистом бензине, сжиженном нефтяном газе (изобутен) и бензине, смешанном с этанолом 10%, 15%, 25% и 35% по объему. Кроме того, бензин был смешан с керосином в количестве 15%, 25% и 35% по объему без каких-либо доработок двигателя. Выбросы CO и CO 2 также сравнивались для всех протестированных видов топлива.Было отмечено, что сжиженный нефтяной газ является многообещающим топливом при всех нагрузках, поскольку он дает меньшие выбросы монооксида углерода по сравнению с другими протестированными видами топлива. Этанол использовался в качестве топливной добавки к минеральному бензину; (до 30% по объему) без модификации двигателя и без потери эффективности. Ozsezen и Canakci, 2011, [11] изучали выбросы выхлопных газов транспортных средств, работающих на смесях с низким содержанием спирта (этанол и метанол) и чистом бензине. Испытания автомобиля проводились при полностью открытой дроссельной заслонке с использованием вихретокового динамометра на шасси со скоростью автомобиля 40, 60, 80 и 100 км / ч.Результаты испытаний, полученные с использованием бензиновых смесей, содержащих 5% и 10% спирта по объему, сравнивались с результатами для чистого бензина.

В целом бензиновые смеси на спирте обеспечивают более высокую эффективность сгорания по сравнению с чистым бензином. В результатах по выбросам выхлопных газов не наблюдалось стабильной тенденции, особенно по выбросам CO, но, в среднем, бензиновые смеси со спиртом демонстрировали снижение выбросов UHC. В испытании на скорость транспортного средства 100 км / ч спиртовые бензиновые смеси обеспечили более низкие значения выбросов NO x по сравнению с чистым бензином.На всех скоростях автомобиля минимальный выброс CO 2 был получен при добавлении 5% метанола в бензин. Sales and Sodré, 2012, [12] представили уровни выбросов выхлопных газов двигателя с гибким топливом с нагретым всасываемым воздухом и топливом во время холодного запуска. Электрические сопротивления обеспечивали подогрев всасываемого воздуха и топлива. Выбросы выхлопных газов двигателя, оснащенного нагретым всасываемым воздухом и форсункой этанола, сравнивались с уровнями, полученными при использовании обычной системы холодного пуска, в которой бензин используется в качестве вспомогательного топлива.Использование нагретого воздуха и этанола вместо традиционной системы, которая вводит бензин во впускную трубу, чтобы помочь холодному запуску гибкого топливного двигателя, работающего на водном этаноле (этанол с массовой долей воды 6,8%), привело к значительному снижению выбросов сырых выхлопных газов. Выбросы UHC и CO, особенно в первые 150 с. Необработанный выхлоп NO x Выбросы были немного уменьшены через 200 с после холодного запуска. Ян и др. 2012 [13] изучал влияние бензина, содержащего этанол, на выбросы регулируемых загрязнителей воздуха и карбонилов мотоциклами.Кроме того, испытания на долговечность были проведены на двух совершенно новых мотоциклах одной и той же модели с использованием E3 в одном и E0 в другом, чтобы оценить влияние использования E3 на выбросы мотоциклов. Результаты показывают, что средние коэффициенты выбросов CO и UHC снизились на 20% и 5,27%, соответственно, при использовании топлива E3. Однако выбросы NO x и CO 2 увеличились на 5,22% и 2,57% соответственно.

2. Экспериментальная установка и методика

Целью работы является изучение влияния смешения биоэтанола на концентрацию загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателя с искровым зажиганием.Смешивание биоэтанола осуществляется на основе замещения энергии. Необходимо проверить различные соотношения компонентов смеси. Никаких модификаций двигателя не производилось. Испытательный двигатель, приборы и экспериментальная программа кратко описаны в следующих разделах.

2.1. Испытательный двигатель и приборы

Эксперименты проводятся на исследовательском двигателе, который представляет собой одноцилиндровый, двухтопливный (бензин / дизель) с переменной степенью сжатия (варикомп), двухтопливный (бензин / дизель) производства компании prodit, см. Рисунок 1.Технические характеристики этого двигателя показаны в таблице 1. Выхлопные газы анализируются с помощью приборов анализа газов MEG001 и T156D, а измерение температуры выполняется с помощью термопары типа K.

03 9113 03 9113 60

Производство Prodites.as
Цикл Otto или Diesel, четырехтактный
Диаметр 90 мм
Ход поршня 85 мм
Рабочий объем Объем сжатия 4–17.5
Макс. выходная мощность 4 кВт при 2800 об / мин
Макс. крутящий момент 28 Н · м при 1600 об / мин
Тип охлаждения Водяное охлаждение
Диапазон скорости без нагрузки 500–3600 об / мин
Диапазон скорости нагрузки 1200–3600 об / мин


2.2. Тестовое топливо

Концентрации загрязняющих веществ в бензине, смешанном с биоэтанолом (E5, E10 и E15), должны быть оценены и сравнены с концентрацией чистого бензинового топлива (E0).Степень чистоты биоэтанола составляет 99,9% [14]. Топливные смеси готовятся непосредственно перед началом эксперимента для получения однородной топливной смеси. Соотношение добавок этанола путем замещения энергии определяется следующим уравнением: где EER — энергетический коэффициент этанола, EE — энергетическое содержание этанола, а GE — энергетическое содержание бензина: Свойства двух смешанных топлив показаны в таблице 2.

5 5 3. Экспериментальные процедуры

Испытания проводятся при трех различных оборотах двигателя в диапазоне от 1200 до 2000 об / мин с шагом 400 об / мин при различных нагрузках, начиная с холостого хода до 14 Н · м, и при четырех различных степенях сжатия (7: 1, 8: 1, 10: 1 и 11: 1). На каждой из этих скоростей двигателя используются четыре различных топлива, а именно чистый неэтилированный бензин (E0) и три бензина, смешанных с биоэтанолом, а именно E5, E10 и E15. Буква E относится к биоэтанолу, а следующее за ним число относится к процентному содержанию биоэтанола в смешанном топливе.Для каждого эксперимента двигателю позволяют достичь стабильного состояния, а затем измерения записываются. Полная экспериментальная программа показана в Таблице 3.


Свойства Бензин Этанол

Химическая формула C 8.23 H 15,39 C 2 H 5 OH
Молекулярный вес (кг / кмоль) 114,15 46,07
Плотность (кг / м ° ) 732 792
Кислород (% по массе) 0 35
Октановое число (RON) 86–94 105–108 5 9011 Температура кипения В) 25–230 78.5
Скрытая теплота парообразования (кДж / кг) 289 854
Температура самовоспламенения (° C) 257 423
Масса) Отношение A / F160 () 14,7 9
Нижняя теплотворная способность (МДж / кг) 43,8 26,7
Температура вспышки −43 9
585
9601 9601 1 0%

0 1

CR = 7, 8, 10, 11
Крутящий момент (Н · м) 1200 об / мин 1600 об / мин 2000 об / мин
EER EER EER
0% 5% 10% 15% 0% 5% 5% 10% 15%

0

3

7 160811 160 160 1608

14

3.Результаты и обсуждение

В этом разделе были представлены и обсуждены экспериментальные результаты влияния добавления биоэтанола к бензиновому топливу на выбросы загрязняющих веществ двигателями с искровым зажиганием. Здесь необходимо упомянуть, что смешивание этанола основано на принципе замещения энергии; см. (1). Экспериментальная программа ограничивается соотношением смеси биоэтанола от 0% до 15%, поскольку при более высоких соотношениях двигатель не работает плавно.

3.1. Влияние нагрузки

Двуокись углерода является продуктом полного сгорания топлива.Обычно выбросы CO 2 возрастают с увеличением нагрузки из-за улучшения процесса сгорания, как показано на рисунке 2. Кроме того, присутствие спирта обеспечивает больше кислорода для сжигания топлива, таким образом, выброс CO 2 увеличивается с увеличением содержания спирта. соотношение смешивания. Стехиометрическое соотношение воздух-топливо этанола составляет примерно 2/3, чем у бензина; следовательно, необходимое количество воздуха для полного сгорания смешанного топлива уменьшается, и смесь становится беднее. Когда состояние двигателя становится более обедненным, процесс сгорания становится более полным и концентрация выбросов CO 2 становится выше.


Концентрация окиси углерода показывает противоположное поведение по сравнению с двуокисью углерода, как показано на рисунке 3. Концентрация окиси углерода уменьшается с увеличением EER. Это связано с тем, что добавление этанола делает смесь обедненной, что обеспечивает лучшее сгорание и меньшее образование CO. Образование окиси углерода указывает на потерю мощности из-за недостатка кислорода в камере сгорания и, следовательно, неполное сгорание. Выбросы UHC снижаются с увеличением нагрузки и EER, как показано на рисунке 4, поскольку увеличение нагрузки приводит к стабильным процессам горения и более высокой скорости пламени.Это дополнительно улучшается добавлением кислородсодержащего спирта. Он обеспечивает больше кислорода для процесса сгорания и приводит к так называемому «эффекту обеднения». Его конечный результат заключается в том, что достигается лучшее сгорание, поэтому концентрация выбросов UHC уменьшается по мере увеличения содержания этанола. Результаты определения концентрации NO x очень сложны. Это зависит от температуры горения, наличия кислорода и времени процесса горения. NO x увеличивается по мере увеличения EER и увеличения нагрузки, как показано на рисунке 5.Это происходит из-за лучшего процесса сгорания, что приводит к более высокой температуре сгорания, что способствует образованию NO x . По мере увеличения нагрузки на двигатель выбросы NO x для всех соотношений компонентов также постепенно увеличиваются. Это связано с более высокой температурой горения.




3.2. Влияние частоты вращения двигателя

Концентрация углекислого газа увеличивается с увеличением частоты вращения двигателя и EER, в то время как CO уменьшается.Это связано с большей скоростью окисления топливного углерода до CO 2 , что вызвано присутствием дополнительного кислорода при использовании смеси этанола. Увеличение частоты вращения двигателя улучшает объемный КПД двигателя и процесс перемешивания, что приводит к лучшему процессу сгорания. Это приводит к увеличению выбросов CO 2 и снижению выбросов CO, как показано на рисунках 6 и 7. Однако очень высокая частота вращения двигателя снижает объемный КПД, что ухудшает процесс сгорания. Выбросы несгоревших углеводородов демонстрируют ту же тенденцию, что и выбросы CO, поскольку оба являются продуктами неполного сгорания топлива; см. рисунок 8.




На рисунке 9 показано, что концентрация NO x увеличивается с увеличением частоты вращения двигателя и EER при постоянной нагрузке из-за повышения температуры цилиндра. Это связано с более высокой температурой, вызванной улучшенным процессом сгорания. Максимальный уровень выбросов NO x достигается при максимальной скорости и максимальном EER, который составляет около 1010 ppm.


3.3. Влияние степени сжатия двигателя

Результаты показывают, что концентрация CO 2 уменьшается, рисунок 10, в то время как концентрации CO и UHC увеличиваются, рисунки 11 и 12, соответственно, с увеличением степени сжатия для всех значений EER.Уменьшение концентрации CO 2 и увеличение концентрации CO может быть связано с диссоциацией CO 2 при высокой температуре сгорания, вызванной увеличением степени сжатия и присутствием этанола. Увеличение концентрации UHC может быть вызвано увеличением отношения объема щели, вызванным увеличением степени сжатия.




Изменение концентрации NO x показано на рисунке 13.На рисунке показано, что концентрация NO x немного уменьшается при низких степенях сжатия (7 и 8) для всех значений EER, в то время как уменьшение более заметно при более высоких степенях сжатия, как показано на рисунке 13. Это может быть связано с более длительным расширением. ход, который дает более низкую температуру на более поздних стадиях хода расширения.


На рисунках 14 и 15 показано сравнение результатов настоящей работы с результатами [15] для выбросов CO 2 и CO. Сравнение показывает приемлемое совпадение тенденций.



4. Выводы

Основные выводы, которые можно сделать из результатов и обсуждений в предыдущем разделе, следующие. (1) Концентрации CO 2 и NO x увеличиваются, в то время как концентрации CO и UHC уменьшаются по мере увеличения EER. (2) Увеличение нагрузки двигателя вызывает увеличение выбросов CO 2 и NO x и уменьшение выбросов CO и UHC. (3) Было замечено, что значения выбросов CO 2 и NO x увеличиваются, в то время как выбросы CO и UHC уменьшаются с увеличением скорости двигателя.(4) С увеличением степени сжатия значения концентрации CO 2 и NO x уменьшаются, в то время как значения концентрации CO и UHC увеличиваются.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

Снизьте скорость, сократите расходы на бензин | Автомобили

Есть очень простой способ сэкономить на бензине: снизить скорость. По данным Министерства транспорта, автомобиль, разгоняющийся до 80 миль в час, расходует на 10% больше топлива, чем автомобиль, движущийся со скоростью 70 миль в час.

На этой неделе Испания ввела ограничение на 110 км / ч (68 миль / ч) на своих автомагистралях в рамках серии мер, направленных на сокращение потребления бензина в стране более чем на 5%. Тем не менее, Великобритания, похоже, движется в противоположном направлении: министр транспорта Филип Хаммонд недавно предположил, что наш предел скорости может быть увеличен до 80 миль в час, чтобы поставить экономику на более скоростную полосу.

Но хотя заправщики Кларксона могут приветствовать повышение ограничений скорости, на практике британские водители уже снимают ногу с педали, чтобы сэкономить деньги.Из 15 000 водителей, принявших участие в недавнем опросе AA, 59% заявили, что подумали бы о снижении скорости, если бы это сэкономило им деньги. Во время последнего скачка цен на бензин в 2008 году средняя скорость на британских автострадах упала до 69 миль в час с 70 миль в час годом ранее, в то время как число, превышающее предел более чем на 10 миль в час, упало еще больше. Но как только цены на бензин снова упали, средняя скорость выросла.

Но, по словам автомобильного инженера Энтони Сейла из Powertrain, вы можете двигаться с той же скоростью и при этом сэкономить на бензине, придерживаясь нескольких простых приемов.

• Избегайте чрезмерных оборотов

Водители обычно позволяют набирать обороты до 3000 в минуту на бензиновом автомобиле и до 2500 на дизельном перед тем, как перейти на более высокую передачу, но Сейл говорит, что мы должны переключаться на более высокую, когда мы достигнем 2500 оборотов в минуту. бензиновый и 2000 на дизельном, и переместитесь на пятое место (и шестое на новых моделях) в соответствующий момент.

Ваш двигатель может не звучать так, как будто он работает, но на самом деле скорости выше 75-80 миль в час — это когда ваш двигатель начинает склеивать газ. «На очень высоких оборотах двигатели будут работать выше, ему придется работать намного тяжелее, и он начнет потреблять гораздо больше бензина», — говорит Сейл.

В целом, диапазон экономичности для автомобилей с бензиновым двигателем составляет от 1500 до 2500 об / мин (для дизелей он составляет от 1300 до 2000 об / мин), и эти диапазоны одинаковы для подавляющего большинства автомобилей, говорит Сейл. «Исключением из правил являются автомобили с очень высоким или очень низким соотношением мощности к весу. Если двигатель имеет большую мощность, но очень небольшой вес (например, дизель Mini 1,6 л), то обороты могут быть держался ближе к 1600 или 1700 об / мин, а не сразу к 2000 об / мин.Точно так же, если маломощный двигатель установлен на тяжелом транспортном средстве, то вполне вероятно, что двигателю придется работать намного тяжелее, чтобы перемещать массу транспортного средства, следовательно, необходимо увеличить частоту вращения двигателя выше, чем верхний предел 2500 об / мин. группа.

«Важно помнить, что в любой момент, когда вы переключаете передачу, вы не хотите, чтобы двигатель работал, когда вы снова входите».

• Ускорение и замедление

«Торможение с последующим резким ускорением — злейший враг эффективного вождения.«Эффективный водитель — это плавный водитель», — говорит Сейл. Если у вас есть круиз-контроль, старайтесь использовать его, когда это необходимо ».

Бывают случаи, когда вы можете сократить расход топлива до нуля: двигаясь на передаче при замедлении до перекрестка или перекрестка с круговым движением. Многие водители иногда переводят автомобиль на нейтраль и позволяют ему двигаться по инерции при замедлении, что недопустимо. «Отключение дроссельной заслонки вместо того, чтобы переводить ее в нейтральное положение, означает, что вы вообще не будете использовать топливо», — говорит Сейл. Это тоже безопаснее.

• Лежачие полицейские

Резкое торможение, ускорение, затем резкое торможение перед следующей лежачьей полицейской означает, что вы пьете бензин, предупреждает Сейл.Вместо этого двигайтесь по дорогам с ухабами со скоростью 15-20 миль в час.

• Шины

Со временем из шин естественным образом будет вытекать немного воздуха. RAC утверждает, что вы можете снизить расход топлива до 2%, если регулярно проверяете и поддерживаете давление. Так и безопаснее: десятки людей ежегодно умирают из-за плохо накачанных шин.

• Багажники на крышу

В отчете производителя руководств по эксплуатации автомобилей Хейнса говорится, что избавьтесь от багажника — при полной загрузке он может увеличить расход топлива на 30%.Но AutoExpress утверждает, что это миф. Его испытание показало, что автомобили с аэродинамическим дизайном мало добавляли к счету на топливо.

Но снижение веса — например, за счет удаления ненужных предметов из багажника — определенно повлияет, хотя и незначительно, на расход топлива.

• Кондиционер с открытыми окнами

На низких скоростях, например, при езде по городу, кондиционер может увеличить расходы на топливо на 5–7%, говорит Сейл, поэтому просто опустите окно. На более высоких скоростях эффекты менее заметны.

Радио / проигрыватель компакт-дисков

Согласно опросу, проведенному компанией BP, 10% водителей считают, что отключение радио снижает расход топлива. Это не так.

• Объем двигателя

Не думайте, что меньшие двигатели потребляют меньше бензина. Большой автомобиль с 2-литровым двигателем может использовать меньше, чем такой же автомобиль с 1,6-литровым двигателем, так как он напрягается, чтобы тянуть больший вес. На испытаниях пассажирский авиалайнер с маленьким двигателем показал худшую топливную экономичность, чем грузовой автомобиль с более мощным двигателем.

• Бензин против дизеля

Обычно дизельные двигатели потребляют меньше топлива, но, поскольку они обычно стоят дороже, экономия не всегда очевидна.Ассоциация экологического транспорта имеет на своем веб-сайте калькулятор, который дает вам представление о расходах на использование дизельного топлива, бензина, биодизеля, электрических батарей или топливных элементов. Сэйл говорит: «Я ездил на дизелях с ужасной топливной экономичностью и на бензиновых автомобилях с отличной топливной экономичностью».

• Научитесь водить более умно

Автошкола AA предлагает специальное предложение Drive Smart для уже квалифицированных водителей, желающих сократить потребление бензина. Он состоит как минимум из двух часов занятий в автомобиле, и AA утверждает, что «ученики обычно могли сократить потребление топлива на 10% (что соответствует экономии 160 фунтов стерлингов в год, исходя из сегодняшних цен на бензин).»

Обобщенный метод силовой установки двигателя внутреннего сгорания и соответствующая конструкция трансмиссии для повышения топливной экономичности транспортного средства | European Transport Research Review

На основе двух видов рабочих профилей двигателей внутреннего сгорания, затем может быть разработан метод силовой установки с акцентом на корпусе для достижения оптимальной топливная экономичность.Для проведения разработки здесь для удобства определены два термина:

  • Во-первых, известно, что когда двигатель внутреннего сгорания используется для приведения в движение транспортного средства, он часто может выполнять свою обычную работу в нескольких различных рабочих состояниях.Часто используемые рабочие состояния определяются как наиболее часто используемые рабочие состояния. Скорость и крутящий момент, относящиеся к каждому из наиболее часто используемых рабочих состояний, определяются как наиболее часто используемая скорость и наиболее часто используемый крутящий момент.

  • Во-вторых, было замечено, что наиболее часто используемые рабочие состояния двигателя внутреннего сгорания в транспортном средстве могут сильно отличаться от его наиболее желаемого рабочего состояния. Наиболее желательное рабочее состояние — это состояние, при котором двигатель потребляет наименьшее количество топлива.Скорость и крутящий момент, относящиеся к наиболее желаемому рабочему состоянию, определяются как наиболее желаемая скорость и наиболее желаемый крутящий момент соответственно.

Метод силовой установки с упором на корпус, разработанный с использованием первого профиля

С учетом вышеизложенного наблюдения из рис. 1, 2, 3 и 4 видно, что выходной крутящий момент двигателя внутреннего сгорания может достигать максимального значения в определенном диапазоне скоростей, который близок к скорости с наименьшим расходом топлива.Этот тип профиля идентифицируется как рабочий профиль первого типа двигателя внутреннего сгорания.

Для лучшего понимания рабочих свойств двигателя внутреннего сгорания кривая тормозного момента и кривая bsfc на рис. 1 приняты здесь для проведения следующего анализа (рис. 6). На рисунках 1, 2, 3, 4 и 6 показано, как использование уникальных соотношений между частотой вращения двигателя, выходным крутящим моментом и расходом топлива может улучшить топливную эффективность. На рис. 6 показано, что наименьший уровень расхода топлива находится в диапазоне от скорости d 1 до d 2 с соответствующим тормозным моментом от k 1 до k 2 .Как правило, известно, что двигатель внутреннего сгорания не обязательно может работать в таком диапазоне. Например, если двигатель, связанный с рис. 6, часто работает в диапазоне скоростей от e 1 до e 2 со средним крутящим моментом k e , то можно разработать метод силовой установки с акцентом на корпусе, чтобы полностью использование рабочих свойств двигателя внутреннего сгорания.

Рис. 6

Скорость передачи и крутящий момент от вала двигателя к валу зубчатой ​​пары

Основной метод движения двигателя внутреннего сгорания для повышения топливной экономичности

При использовании метода движения с акцентом на корпусе на рис.6 диапазон (e 1 — e 2 ) определяется как наиболее часто используемый диапазон скоростей. Скорость в точке e — это среднее значение наиболее часто используемой скорости, и ее можно приблизительно выразить как

Speede = Speede1 + Speede22

(1)

На рис. 6 диапазон (d 1 — d 2 ) рассматривается как наиболее желаемый диапазон скоростей, поскольку расход топлива самый низкий, когда двигатель работает в этом диапазоне. Скорость в точке d — это среднее значение наиболее желаемой скорости, и

Speedd = Speedd1 + Speedd22

(2)

Изучая характеристики взаимосвязи, показанные на вышеприведенных рисунках, известно, что высокоэффективная зубчатая передача может использоваться для того, чтобы заставить двигатель внутреннего сгорания работать в наиболее желаемом диапазоне скоростей, и в то же время, чтобы делать работать в наиболее часто используемом диапазоне скоростей.На рисунке 7 ниже представлена ​​основная идея одноступенчатой ​​зубчатой ​​передачи.

Рис. 7

Использование зубчатой ​​пары, чтобы двигатель работал с максимально желаемой скоростью

При таком усовершенствовании одноступенчатой ​​зубчатой ​​передачи передаточное число равно I, а

При передаточном отношении наиболее- желаемая скорость на валу двигателя может быть передана на наиболее часто используемую скорость на выходе трансмиссионного вала, то есть

В то же время передаваемый крутящий момент от вала двигателя на трансмиссионный вал будет от k d1 до k d1 ‘ и

Понятно, что если передаваемый крутящий момент k d1′ на трансмиссионном валу больше или равен исходному крутящему моменту наиболее часто используемой скорости k e ,, то он Двигатель внутреннего сгорания может работать на наиболее желаемой скорости d с валом двигателя и выполнять работу на наиболее часто используемой скорости e с трансмиссионным валом.Со ссылкой на рис. 6, теоретически уровень расхода топлива упадет с j e до j d .

Проведенный выше анализ метода проектирования показывает, что двигатель внутреннего сгорания может работать с наиболее желаемой скоростью с наименьшим расходом топлива, чтобы выполнять работу, которая изначально должна была выполняться на наиболее часто используемых скоростях. Однако, чтобы гарантировать правильное применение метода, необходимо провести следующий анализ для технико-экономического обоснования.

Обсуждение возможности
  1. Я.

    Необходимое условие для реализации пропульсивного способа

    Поскольку тяга двигателя внутреннего сгорания связана не только с частотой вращения двигателя, но и с выходным крутящим моментом двигателя, для использования этого метода передаваемый выходной крутящий момент должен быть больше или равен наиболее часто используемому крутящему моменту, как обсуждалось выше, то есть

    kd1’≥keor, Ikd1≥ke

    (5)

    На практике условие (5) должно быть проверено, чтобы гарантировать применение метода, а ограничение считается необходимым условием предлагаемого метода движения.

    При изучении выходного крутящего момента двигателя и выходной скорости оказалось, что горная рабочая кривая двигателя внутреннего сгорания делает доступным метод движения. Это дает возможность иметь надлежащее передаточное отношение, чтобы развить пару выходной скорости и крутящего момента, чтобы соответствовать наиболее часто используемым скорости и крутящему моменту.

    Следует отметить, что если наиболее желаемый диапазон скоростей находится далеко от наиболее часто используемой скорости, передаточное число может быть относительно большим.В такой ситуации выходной крутящий момент на выходном валу трансмиссии может не соответствовать наиболее часто используемому крутящему моменту; Таким образом, предлагаемый метод проектирования не может быть применен должным образом. Однако в этом случае, используя правильную скорость, которая ближе к наиболее часто используемой скорости, в качестве замены наиболее желаемой скорости, это уменьшит передаточное отношение. Таким образом, хотя расход топлива немного выше, чем в идеальной ситуации, он все равно будет использовать рабочие свойства двигателя внутреннего сгорания для достижения лучшей топливной эффективности.

  2. II.

    Высокий механический КПД зубчатой ​​передачи делает возможным развитие

    Ожидается, что в данном исследовании зубчатая пара реализует вышеуказанный метод; таким образом, необходимо проверить, значительно ли больше прирост эффективности, чем потеря эффективности с зубчатой ​​передачей.В следующих обсуждениях будут представлены потери энергии при использовании зубчатой ​​пары.

    Основная потеря энергии в методе движения происходит из-за использования одноступенчатой ​​зубчатой ​​пары. Чтобы провести анализ эффективности зубчатой ​​пары, можно использовать следующий метод для понимания [18]:

    P = 50 мкГнс2 + Ht2cosαHs + Ht

    (7)

    Hs = Rg + 1R0RP2 − cos2α − sinα

    (8)

    Ht = Rg + 1Rgr0rP2 − cos2α − sinα

    (9)

    Здесь R g — передаточное число, R o — внешний радиус шестерни (м), r o — внешний радиус шестерни (м), R p — радиус шага шестерни. шестерня (м), r p — радиус шага шестерни (м), E — КПД зубчатой ​​пары (%), P — потери мощности зубчатой ​​пары в процентах от входной мощности (% ), α — угол давления, μ — коэффициент трения.

    Если используется пара прямозубых шестерен и параметры шестерни: α = 20 °, R g = 1,2, модуль = 2, зубья шестерни = 25, зубья шестерни = 30, и шестерня полная тип зуба глубины, это приводит к R o = 26 мм, r o = 22 мм, R p = 24 мм, и r p = 20 мм. С приведенными выше формулами (9) — (12) КПД зубчатой ​​пары превышает 99%. Далее, поскольку коэффициент трения для шариковых подшипников около 0.001 ~ 0,008, КПД одноступенчатой ​​зубчатой ​​пары составляет G η , а G η > 98%. Таким образом, использование одноступенчатой ​​прямозубой зубчатой ​​пары считается приемлемым для реализации метода проектирования с данным исследованием. К такому же выводу можно прийти и на разных кредитных ресурсах [19, 20].

  3. III.

    Примеры повышения эффективности с помощью пропульсивного метода

    Для проверки повышения эффективности с помощью пропульсивного метода несколько различных двигателей внутреннего сгорания, изготовленных разными производителями на рынке, будут использованы в качестве примеров для анализа того, действительно ли такой пропульсивный метод работает.

Пример 1

Применение с двигателем John Deere 6068TF250 IC

Если для реализации метода движения используется двигатель John Deere 6068TF250 IC, можно использовать его профиль, показанный на рис. 3. Со ссылкой на рис. 3, если конкретный случай наиболее часто используемого рабочего состояния обозначен с наиболее часто используемой скоростью 2300 об / мин и наиболее часто используемым крутящим моментом 624 Нм, соответствующий расход топлива составляет около 232 г / кВт в час. .С таким двигателем внутреннего сгорания наиболее желательным рабочим состоянием является частота вращения 1800 об / мин и крутящий момент 746 Нм. В наиболее желаемом рабочем состоянии расход топлива составляет около 215 г / кВт в час. При предлагаемом способе движения трансмиссия

Когда вал двигателя имеет 1800 об / мин с выходным крутящим моментом 746 Нм, вал зубчатой ​​пары будет иметь 2300 об / мин с соответствующим выходным крутящим моментом около

В этом случае коэффициент изменения крутящего момента редуктора, T I , будет около

.

Если снижение выходного крутящего момента на 5% считается приемлемым, то метод движения может быть не очень подходящим для этого конкретного случая использования двигателей John Deere 6068TF250 IC, поскольку выходной крутящий момент намного меньше требуемого крутящего момента.

В этом случае, если снижение выходного крутящего момента на 6% все еще возможно с помощью этого метода, расход топлива снизится примерно на

За вычетом механического расхода дополнительной зубчатой ​​передачи (около 1 ~ 2%) он все еще может удерживать выигрыш в снижении расхода топлива на уровне около 5%. Это показывает, что улучшение топливной экономичности является значительным.

Пример 2

Применение с двигателем DEUTZ BF4M2012 IC

Когда двигатель DEUTZ BF4M2012 IC используется для пропульсивного метода, его рабочие характеристики, показанные на рис.4 можно применить для первоначального анализа. Ссылаясь на рис. 4, он показывает, что скорость и крутящий момент, связанные с наиболее желаемым рабочим состоянием, составляют около 1350 об / мин и 380 Нм. Это также указывает на то, что уровень расхода топлива, соответствующий наиболее желаемому рабочему состоянию, составляет около 210 (грамм / кВт · ч). Если этот тип двигателя предназначен для частой работы в рабочем состоянии с частотой вращения на выходе 2400 об / мин и крутящим моментом на выходе 300 Нм, то указанное рабочее состояние можно рассматривать как наиболее часто используемое рабочее состояние, то есть наиболее эффективное. используемая скорость составляет 2400 об / мин, а наиболее часто используемый крутящий момент — 300 Нм.Чтобы использовать метод движения, передаточное число составляет

.

В этом случае передаваемый крутящий момент от вала двигателя к валу шестерни составляет около 213 Нм. Коэффициент изменения крутящего момента составляет около 28%. Это предполагает, что предложенный метод приведения в движение не может быть принят с этим конкретным рабочим состоянием, поскольку необходимое условие не выполняется, то есть рабочий крутящий момент слишком мал, чтобы справиться с первоначальным требованием крутящего момента для движения транспортного средства.

Метод силовой установки с акцентом на корпус, разработанный с использованием второго профиля

Поскольку второй профиль рабочих характеристик двигателя внутреннего сгорания отличается от первого профиля, вышеупомянутый метод движения не может быть использован для двигателя внутреннего сгорания со вторым профилем.Чтобы узнать, как этот метод может быть применен к ядру ИС, обладающему вторым профилем, в следующем примере представлена ​​подробная демонстрация.

Пример 3

Применение с двигателем внутреннего сгорания YANMAR 4LHA-150 л.с.

Из рисунка 5 известно, что двигатель внутреннего сгорания Yanmar 4LHA-150 л.с. является типичным случаем второго профиля. Чтобы применить метод приведения в движение с таким двигателем, наиболее желаемую скорость следует выбирать как можно медленнее с учетом ограничения выходного крутящего момента.

Когда двигатель внутреннего сгорания Yanmar 4LHA-150 л.с. оборудован так, чтобы приводить в движение полностью загруженную лодку, он часто работает с рабочим состоянием выходной скорости и выходного крутящего момента около 3200 об / мин и 320 Нм соответственно.

В таком случае рабочее состояние рассматривается как наиболее часто используемая скорость и наиболее часто используемый крутящий момент. Как показано на рис. 5, наиболее желаемую скорость можно выбрать около 2650 об / мин, поскольку на этой скорости выходной крутящий момент достигает максимального значения. Если выбрано наиболее желаемое рабочее состояние со скоростью 2650 об / мин и крутящим моментом на выходе 380 Нм, соответствующий расход топлива составит около 1.706 × 10 5 см 3 / ч. На рис. 5 он также может определить расход топлива, соответствующий наиболее часто используемому рабочему состоянию, который составляет около 2,843 × 10 5 см 3 / ч. Следовательно, для реализации предложенного метода проектирования в этом случае передаточное число при этом способе проектирования составит

.

Это означает, что когда вал двигателя находится на скорости 2650 об / мин, вал шестерни будет 3200 об / мин с выходным крутящим моментом T 3200 об / мин и

Передаточное отношение изменения выходного крутящего момента составляет около

, что должно быть приемлемым.В этом случае при применении этого метода израсходованное топливо уменьшится примерно на 1,137 × 10 5 см 3 / ч. Это означает, что расход топлива уменьшится примерно на

ηI = 2,843 × 105–1,706 × 1052,843 × 105 = 40%.

С учетом потерь энергии в зубчатой ​​передаче снижение расхода топлива составляет около 39%. Такой результат совершенно замечательный. Конечно, такой результат основан на предположении о наиболее часто используемом рабочем состоянии; тем не менее, этот пример показывает возможность значительной экономии топлива с помощью предлагаемого метода движения двигателя внутреннего сгорания.

На практике рабочее состояние двигателя сильно отличается и неопределенно. Для лучшего понимания следующий пример покажет, что разные рабочие состояния приводят к разному энергосбережению. В этом случае, если предполагается, что наиболее часто используемое рабочее состояние имеет наиболее часто используемую скорость 2800 об / мин и наиболее часто используемый крутящий момент 370 Нм, соответствующий расход топлива составляет около 2,009 × 10 5 см 3 / час Следовательно, передаточное отношение для этого случая для использования метода будет

.

Здесь, если наиболее желаемое рабочее состояние такое же, как в последнем случае, с этим передаточным отношением вал трансмиссии будет вращаться со скоростью 2800 об / мин с выходным крутящим моментом около

Передаточное число при изменении крутящего момента будет около

, что меньше 5%.В этом случае, если снижение крутящего момента считается приемлемым, расход топлива снизится примерно на

ηI = 2,009 × 105–1,706 × 1052,009 × 105 = 15%.

Принимая во внимание потери энергии зубчатой ​​передачи, КПД все равно возрастет примерно на 14% по сравнению с первоначальным расходом топлива. Результат показывает, что улучшение топливной экономичности также является очень значительным.

Основанный на приведенном выше анализе, он демонстрирует, что, если условие является правильным, предлагаемый метод движения может увеличить снижение расхода топлива до 5 ~ 39% по сравнению с традиционным способом движения.Для разных типов двигателей IC рабочие профили сильно различаются. На рисунке 8 ниже представлена ​​основная информация о передаточном числе топлива и передаточном числе изменения крутящего момента для типа дизельного двигателя YANMAR 4LHA-150 л.с., соответствующего наиболее часто используемому диапазону скоростей от 2650 до 3200 об / мин. Если известно наиболее часто используемое рабочее состояние дизельного двигателя YANMAR 4LHA-150 л.с., можно проверить данные на рис.8, чтобы узнать, может ли такое рабочее состояние эффективно использовать метод движения с таким типом дизельного двигателя. .Следует отметить, что для каждого отдельного двигателя этого типа профиль передаточного отношения топлива и передаточного отношения изменения крутящего момента, соответствующий наиболее часто используемому диапазону скоростей, может немного отличаться от рисунка 8, поскольку этот профиль рассчитывается из среднего значения тесты такого типа. Тем не менее, статистический результат может научно подтвердить предложенный метод движения и гарантировать его применение для экономии энергии.

Рис.8

Передаточные числа для изменения крутящего момента и подачи топлива с наиболее часто используемым диапазоном скоростей

Процедуры проектирования обобщенного метода движения с акцентом на корпусе

Известно, что в приложениях двигатель внутреннего сгорания обычно работает в различных случаях наиболее часто используемых рабочих состояний.Чтобы решить эту проблему, следует использовать одноступенчатую зубчатую трансмиссию с несколькими передаточными числами для реализации предложенной схемы управления двигательной установкой с упором на корпус. Следующие обсуждения предоставляют основную идею и процедуру определения передаточных чисел одноступенчатой ​​зубчатой ​​передачи.

  1. а.

    Определите все наиболее часто используемые скорости и соответствующие наиболее желаемые скорости

    Если существует несколько различных наиболее часто используемых рабочих состояний для транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, необходимо определить эти соответствующие наиболее часто используемые скорости и наиболее часто используемые крутящие моменты и идентифицировать наиболее желаемое рабочее состояние один за другим.Например, двигатель внутреннего сгорания четырехместного легкового автомобиля часто может работать в следующих четырех случаях:

    1. Дело 1:

      Автомобиль часто движется по улицам в центре города со средним крутящим моментом k e1 , соответствующим загрузке 2 человек, при средней скорости e 1 , что соответствует ограничению скорости 25 км. (Соответствующая наиболее желаемая скорость в тестах — d 1 , а соответствующий наиболее желаемый крутящий момент — k d1 .)

    2. Случай 2:

      Автомобиль часто движется по улице в центре города со средним крутящим моментом k e2 , соответствующим нагрузке в 2 человека, при средней скорости e 2 , которая соответствует ограничению скорости 45 км. (Соответствующая наиболее желаемая скорость в тестах — d 2 , а соответствующий наиболее желаемый крутящий момент — k d2 .)

    3. Случай 3:

      Автомобиль часто движется по проселочным дорогам со средним крутящим моментом k e3 , что соответствует нагрузке 2 человека при средней скорости e 3 , что соответствует ограничению скорости 80 км. (Соответствующая наиболее желаемая скорость в тестах — d 3 , а соответствующий наиболее желаемый крутящий момент — k d3 .)

    4. Случай 4:

      Автомобиль часто движется по автостраде со средним крутящим моментом k e4 , что соответствует нагрузке в 2 человека при средней скорости e 4 , что соответствует ограничению скорости в 110 км. (Соответствующая наиболее желаемая скорость в тестах — d 4 , а соответствующий наиболее желаемый крутящий момент — k d4 .)

    В этом примере одноступенчатая зубчатая трансмиссия с 4 передаточными числами может использоваться для реализации метода силовой установки с упором на корпус.

  2. б.

    Определить передаточные числа

    На основании результатов вышеуказанных испытаний определите передаточные числа, соответствующие четырем вышеуказанным случаям, т.е.е.,

    I1 = e1d1, I2 = e2d2, I3 = e3d3 и I4 = e4d4

    для передачи наиболее желаемой скорости на соответствующую наиболее часто используемую скорость

  3. c.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.