Ресурс двс: ДВС Ресурс | Проектирование мини ТЭЦ и энергоснабжение объектов «под ключ»!

Содержание

Ресурс двигателя: Понятие моторесурса двигателя

Автомобильный двигатель – сложный многокомпонентный агрегат, имеющий установленный производителем срок службы. Это ресурс двигателя – время, которое он способен «прожить» до первой серьезной поломки или капремонта, при надлежащем обслуживании. Ресурс зависит от множества разных факторов, и определенными действиями его можно как продлить, так и снизить.

Ресурс двигателя- основное понятие

Может показаться, что обычному автолюбителю, передвигающемуся в щадящем режиме городской езды, знать, какой моторесурс двигателя у его машины ни к чему – силовой агрегат проработает как минимум гарантийный срок.

Отчасти это верно, особенно для владельцев новых машин. Те же, кто приобретает автомобиль на вторичном рынке, должны ознакомиться с основными параметрами приобретаемого авто, в том числе и заявленным ресурсом двигателя. Зная пробег и ресурс, можно примерно представить, какие проблемы ожидают хозяина при эксплуатации транспортного средства, и принять взвешенное решение о покупке.

Пробег на одометре:

Важно помнить – пробег часто «скручивают» вручную, поэтому следует ориентироваться не только на показания счетчика, но и на косвенные признаки – потертости руля, педалей, обивки салона и т.д.

Но и для новых автомобилей этот параметр тоже важен: зная его, владелец машины будет знать, когда можно начинать ожидать первых неисправностей и как правильно делать ремонт с учетом реальных моточасов двигателя.

Средний ресурс современных двигателей

Распространено мнение, что многие старые иномарки обладают практически «неубиваемыми» двигателями, чей гарантированный запас работы – до миллиона километров пробега. И эта цифра вполне реальна, если проводить регулярную профилактику и обслуживание мотора.

«Миллионный» двигатель Toyota 1JZ-GE:

С течением времени, однако, бразды правления в автопроме перешли от инженеров к маркетологам, задача которых – обеспечить постоянную ротацию рынка и стабильный спрос на автомобильную продукцию. Поэтому двигатели перестали делать сверхнадежными.

Помимо чисто финансовых причин такого решения, есть еще одна: среднестатистический водитель просто не успеет «наездить» даже полмиллиона километров в приемлемый срок. При режиме перемещения «дом-работа-дача» и среднем пробеге в 30 тыс. в год на достижение двигателем 500-тысячной отметки понадобится около 15 лет, за которые машина безнадежно устареет и перестанет соответствовать актуальным стандартам и нормам. Поэтому о высокой надежности сегодня, за редкими исключениями, не беспокоятся.

Но может быть так, что человек не желает расставаться со старым автомобилем, использует и ремонтирует ее. Здесь кроется второй аспект экономической выгоды – продажа запчастей на «сыплющийся» двигатель. Это, безусловно, выгодно автопроизводителям и посредникам, а в случае с «миллионником» они потеряли бы прибыль.

С учетом всех этих аспектов в двигатели стандартно закладывается относительно небольшой ресурс – до 350 тыс. километров.

Важно: эта цифра актуальна для иномарок. В отечественных автомобилях ресурс двигателей еще меньше — до 200 тысяч.

Ресурс турбированных бензиновых двигателей снижается примерно на 30% по сравнению с нефорсированными собратьями. А турбодизели служат, в среднем, до 350-400 тыс.

Усредненные показатели ресурса двигателей популярных марок машин:

Марка Пробег до капремонта, тыс. км.
ВАЗ 150-200
KIA, Hyundai 200-250
Mitsubishi, Mazda, Nissan 250-500
Toyota 350-550
Chevrolet, Opel 200-300
Ford 300-500
Renault, Peugeot 250-400
Skoda, Audi, Volkswagen 250-550
Mercedes, BMW 300-600

Факторы, влияющие на ресурс

Жизнеспособность двигателя внутреннего сгорания зависит от целого ряда факторов. Мотор одной и той же марки может как проработать 600 тысяч, так и отправиться в капремонт уже через 50. А в случае с технологическими ошибками производства автомобили иногда отправляются в сервис с загнутыми клапанами двигателя, едва выехав из салона.

Стиль езды

Это один из ключевых факторов. Кто-то предпочитает двигаться спокойно и плавно, а кто-то «рвет» с места, раскручивая двигатель до «красной зоны». Экстремальные режимы эксплуатации существенно снижают моторесурс двигателя.

Выбор технических жидкостей

Многое зависит от моторного масла и соблюдения интервалов его замены. Некачественная смазка достаточно быстро приводит двигатель в негодность, равно как и езда на давно отработанной, утратившей смазочные свойства жидкости. То же касается и антифриза – следует лить только специальную жидкость высокого качества. Вода в радиаторе двигателя современного авто категорически не допускается!

Технологические особенности ДВС

Следует понимать, что современный автомобильный двигатель сильно отличается от образцов 30-40-летней давности. С одного и того же объема снимается больше мощности, при параллельном повышении экономичности агрегата. Достижение роста мощности двигателя обеспечивается за счет различных приемов форсирования – внедрения инжектора, турбонаддува, изменения фаз механизма газораспределения, и т.д. В новых двигателях выше степень сжатия, они оснащены сложными электронными системами впрыска, контрольными элементами, умеют работать на сверхбедных топливовоздушных смесях, и т.д.

Виден общий принцип: меньше объем, больше мощность двигателя. Форсирование агрегатов ведет к высоким нагрузкам, снижающим ресурс узла.

В конструкции моторов применяются новые материалы, более легкие, и вес двигателей становится меньше. Но, к сожалению, страдает прочность: если чугунный блок двигателя был практически «неубиваем», алюминиевые сплавы подвержены износу, от которого иногда не спасает даже специальное покрытие.

В моторостроении наблюдаются две разнонаправленные тенденции:

  • создание более прочных и долговечных материалов, рост качества деталей и культуры сборки;
  • стремление автопроизводителей выпускать «одноразовые» двигатели, работающие гарантийный срок и подлежащие замене после этого (в идеале – вместе с машиной).

Несмотря на создание продвинутых технологических процессов и материалов, разработчики закладывают очень небольшой ресурс в двигатели. При этом их ремонтопригодность также невелика: алюминиевые блоки плохо растачиваются, на рынке бывает сложно найти запчасти вроде колец двигателя, поршней и т.д. Все это подталкивает не ремонтировать сломавшийся двигатель, а просто поменять его вместе с автомобилем, поскольку стоимость капремонта выходит несравнимо выше покупки даже б/у контрактного мотора и приближается к цене нового подержанного авто.

ГБО и ресурс

Газобаллонное оборудование на фоне постоянного роста цен на бензин стало крайне востребованным. Для переделки машины «на газ» приобретается комплект оборудования, а в топливную систему двигателя вносятся определенные переделки. А как влияет ГБО на ресурс двигателя, и есть ли это влияние?

Правильно настроенное ГБО не оказывает практически никакого влияния на двигатель, несмотря на распространенный миф о неизбежном прогаре из-за повышенной температуры сгорания. Ресурс двигателя на газе и бензине, при соблюдении норм установки и эксплуатации, одинаков.

Важно: ставить ГБО, настраивать его и двигатель должен квалифицированный специалист. Неправильные манипуляции могут привести к быстрому выходу из строя, равно как и несоблюдение эксплуатационных правил.

Основные проблемы двигателей с ГБО возникают из-за плохой настройки:

  • Обеднение газовоздушной смеси

Оно приводит к повышению температуры сгорания и удлинению цикла горения двигателя. Как следствие – прогорают седла и сами клапаны, быстро ломаются свечи зажигания, двигатель постоянно испытывает перегрев. Если на проблему не обратить внимания, она будет прогрессировать, нарушится процесс сгорания в цилиндрах, и ресурс двигателя на газу катастрофически упадет.

  • Переобогащенная смесь

При работе в таких условиях ломаются катализаторы, прогорает выпускная система. Двигатель начинает «троить» и просаживать мощность, а в ЭБУ записываются разнообразные ошибки.

  • Хлопки в двигателе из-за взрывного самовозгорания смеси

Оно проявляется своеобразными «хлопками», особенно часто эта проблема проявляется в двигателях, оборудованных старыми поколениями ГБО автомобилях. Хлопок указывает на происходящий в коллекторе взрыв смеси, и вызывается неправильным выставлением фаз ГРМ, неверным углом опережения или общими проблемами с системой зажигания. Может быть причиной и прогар клапанов двигателя (как следствие неправильной настройки ГБО), и другие проблемы.

Хлопок опасен избытком давления во впускном коллекторе. Оно искажает данные ДМРВ или полностью выводит датчик из строя, повреждает воздушные фильтры двигателя и воздуховоды, ведет к разрушению всего коллектора (такое часто случается на современных авто с пластиковым впуском).

Для информации: последняя проблема практически исключена в газовых установках 4 поколения.

Как продлить моторесурс двигателя

Существует несколько простых советов, как продлить ресурс двигателя:

  • заливать в бак рекомендуемое топливо. Если производитель указывает 95 бензин, не стоит пытаться экономить на горючем с меньшим октановым числом. Двигатель будет работать в нештатном для себя режиме и быстрее выйдет из строя;
  • чтобы продлить моторесурс, нужно использовать правильное масло и соблюдать регламент его замены;
  • заливать качественный антифриз и менять его также в срок. Важно: воду в радиатор лучше не лить, поскольку ее коррозионная активность приведет в негодность всю систему;
  • следить за воздушным фильтром и своевременно менять таковой;
  • эксплуатировать авто без резких стартов и разгонов методом «тапок в пол», следить, чтобы двигатель работал не на слишком высоких оборотах;
  • своевременно проходить ТО двигателя и устранять найденные неисправности. Важно обращать внимание на любые неполадки, чтобы они не переросли в большие проблемы с ремонтом.

Как значительно продлить жизнь самому дорогому узлу авто своими силами — Лайфхак

Решить проблему можно, только четко ее определив. Почему мотор изнашивается? В первую очередь, из-за пренебрежительного к себе отношения. Уберем перегрев, некачественную смазку и нарушение периодичности ее замены, низкосортный бензин и дорожные заторы. Заменим свечи и фильтры, уберем подсос воздуха из прохудившихся шлангов. Силовой агрегат «задышал» и заработал в разы ровнее. Снизилась или вовсе исчезла детонация. Хорошо, но не отлично. Этого недостаточно для создания «вечного двигателя». Что остается? Только сила трения! Увы, законы физики победить еще никому не удалось.

Все поршневые двигатели так устроены, что камерой сгорания топлива служит цилиндр, в котором в предельно стесненных условиях существует поршень, чьи телодвижения ведут к вращению вала с помощью кривошипно-шатунного механизма. Металл трется об металл, и износ, хочешь не хочешь, будет. Добавим сюда серу, на которую богато наше отечественное топливо, и получим налет на стенках и внутренних каналах, который отчаянно мешает деятельности моторного масла. Силовой агрегат постоянно недополучает не только охлаждения, но и смазки. А в совокупности этих факторов мы имеем сокращение ресурса ДВС. С годами проблема только набирает обороты: чем выше отдача мотора — а у современных движков она уже почти запредельная — тем меньше зазоры, тоньше стенки и выше степень сжатия. Другими словами, современная машина в сотни раз требовательнее, чем ее предки. Замкнутый круг какой-то!

Но у медали всегда есть и обратная сторона: вместе с КПД двигателей внутреннего сгорания растет и качество продуктов химической промышленности. Появляются новые препараты, позволяющие значительно улучшить смазывающие свойства, тем самым серьезно сократив силу трения. И, соответственно, в разы увеличить срок службы двигателя. Один из таких — кондиционер для металла SMT² от американского производителя автомобильной «химии» Hi-Gear. Он заметно снижает трение и образует дополнительную защиту от задиров на стенках цилиндров, радикально увеличивая срок службы как отдельных деталей, так и двигателя в целом.

Кондиционер металла SMT² — состав, созданный для снижения трения металлических деталей в узлах и агрегатах. Его необходимо добавлять в моторное или трансмиссионное масло. На практике можно просто залить содержимое небольшого флакона в маслозаливную горловину. При этом важно понимать, что SMT² от Hi-Gear не является смазкой — у препарата иной принцип действия. «Химия» добирается до трущихся деталей благодаря моторному маслу и уже «на местах» создает тонкую, в 40 раз тоньше человеческого волоса, пленку, которая и препятствует прямому контакту трущихся поверхностей. Образование пленки — и есть процесс кондиционирования, который, собственно, и дал название препарату. Таким нехитрым образом водитель добавляет двигателю дополнительные годы беззаботной жизни.

Какой ресурс у двигателя на ВАЗ-2114 8 клапанов: фото и факты

Каждая автомобильная деталь имеет свой запас хода. Двигатель ВАЗ-2114, в отличие от остальных элементов автомобиля подлежит восстановлению, если он не получил гидроудар, или повреждения корпуса: как наружные, так и внутренние.

В данной статье речь пойдет о ресурсе мотора, а также о некоторых нюансах эксплуатации и увеличении данного показателя.

Ресурс и эксплуатация двигателя

Двигатель ВАЗ-2114 в разрезе с описанием внутренних элементов

Чтобы не ходить вокруг, да около, сразу перейдем к вопросу ресурса мотора.

Итак, согласно технической документации, двигатель, установленный на ВАЗ-2114 имеет потенциал хода 150 000 км.

8-клапанный двигатель на автомобиле. Немного тюнинга, установлен фильтр нулевого сопротивления

После мойки двигателя прошла неделя (редакционная машина)

Автомобиль сотрудника редакции, вернее его подкапотное пространство

При нормальной эксплуатации и бережном отношении, жизнь данного узла можно продлить до 200 000 км.

Когда ждать капитального ремонта?

А что же дальше? – могут задать себе вопрос начинающие автомобилисты. Дальше – капитальный ремонт, поскольку ресурс большинства внутренних деталей исчерпан. Основы проведения данной операции будут рассмотрены ниже.

Прежде чем рассмотреть, что будет входить в ремонтно-восстановительные работы по двигателю, рассмотрим факторы, которые влияют на повышенный износ главного силового агрегата:

  • Манера езды. Этот фактор влияет в самую первую очередь, поскольку частые перегрузы двигателя приведут к повышенному износу внутренних деталей силового агрегата. Так, размеренная езда может значительно продлить жизнь данного конструктивного элемента. Как показывает практика, водители, которые ездят бережно и аккуратно, реже проводят ремонт узлов автомобиля. Особенно, которые касаются двигателя, чем те, которые любят погонять.
  • Своевременные ремонтные операции. Поточный ремонт достаточно важный фактор в ресурсе силового агрегата. Так, вовремя не отрегулированные клапана, или несвоевременная замена прокладки ГБЦ может значительно понизить ресурс.
  • Техническое обслуживание. Своевременное техническое обслуживание, а именно замена масла может продлить ресурс двигателя. Связано это с тем, что смазочная жидкость берет на себя все физические и химические процессы в моторе. Выработка одной из деталей, а именно в части металлической стружки, пойдет всё в моторное масло.
  • Качество используемых запасных частей. От того, какую деталь установишь, зависит не только динамика и мощность, но и ресурс главного силового агрегата. Так, качественная деталь имеет не только больший потенциал, но и меньшую выработку, которая в виде остатков может попасть в масло.

16-клапанный двигатель ВАЗ-2114

Теперь, когда рассмотрены основные причины, которые влияют на потенциал работы двигателя, можно рассмотреть и основные понятия, которые будут входить в капитальный ремонт силового агрегата, после окончания ресурса использования:

  • Шлифовка коленчатого вала до ремонтных размеров под коренные и шатунные вкладыши.
  • Расточка и хонинговка блока цилиндров.
  • Установка новой поршневой согласно размеру расточки блока.
  • Замена комплекта прокладок мотора.
  • Ремонт или замена масляного насоса.
  • Замена клапанов и направляющих втулок.
  • Замена распределительного вала.
  • Замена водяного насоса и других элементов охлаждающей системы.
  • Шлифовка поверхности блока и головки блока цилиндров.
  • Замена масляного фильтра и моторного масла.
  • Реставрационные работы. Например, аргонная сварка головки блока в местах образования трещин.
  • Прочие работы направленные на восстановления ресурса мотора.

Как показывает практика, после проведения капитального ремонта мотора, срок службы силового агрегата снижается. Обычно этот показатель составляет 120-130 тыс. км пробега.

Увеличение ресурса

Увеличения ресурса работы главного силового агрегата – это вопрос, над которым борются многие опытные автомобилисты. Это связано с тем, что у зарубежных аналогов ВАЗ-2114 реальный потенциал двигателя составляет 250 000 км и выше. Поэтому, каждый владелец данного автомобиля задается вопросом, как увеличить ресурс мотора.

Физически – это сделать практически не возможно, кроме варианта замены большинства деталей, на спортивного типа, которые по качеству превосходят штатные запасные части.

Но, этот вариант может подойти не всем, поскольку цена такой модернизации слишком высока.

Существует второй вариант, который не требует вложения, а также позволит продлить ресурс не только двигателю, но и остальным деталям автомобиля. Итак, рассмотрим условия, при которых ресурс двигателя можно увеличить до 250 000 км:

  • Бережная эксплуатация.
  • Своевременный поточный ремонт.
  • Регламентное техническое обслуживания согласно всех правил.
  • Не перегружать двигатель. Рывки и прочие нагрузки негативно сказываются на внутренних деталях.
  • Не допускать катастрофических последствий неисправностей, например, перегревов.
  • Установка только качественных запасных частей.

Выводы

Как видно из статьи, ресурс двигателя ВАЗ-2114 во многом зависит от владельца автомобиля. Завод изготовитель установил средний потенциал мотора, который рассчитан на 150 тыс. км пробега. Но, каждый автомобилист, соблюдая правила эксплуатации и бережно относясь к своем транспортному средству может продлить ресурс главного силового агрегата до 250 000 км.

Современный мотор: меньше, мощнее – но не вечно…

Если говорить о тенденциях современного мирового моторостроения, то двигатель внутреннего сгорания остается на лидирующих позициях, хотя справедливости ради надо отметить, что некие попытки «покуситься» на «святая святых» все же существуют – например, уже продается серийный электромобиль Tesla. Но поскольку нефтепромышленность сегодня является ключевой отраслью мировой экономики, доминирование двигателей внутреннего сгорания еще на многие десятилетия может остаться незыблемым.

Немного истории. Грустной…

Современные двигатели конструктивно практически мало изменились со времен «отцов-осно-вателей»: Николауса Августа Отто и Рудольфа Кристиана Карла Дизеля. Сегодня в ходу те же коленчатый вал, шатуны, поршни, цилиндры, клапаны, распределительный механизм.

Поэтому все новшества в двигателестроении опираются на новые материалы и технологии, в том числе связанные с электронным управлением.

Например, если еще 20 лет назад блок цилиндров почти повсеместно был сделан из чугуна, то сегодня чугунный блок встречается редко, плавно перейдя в разряд анахронизмов. В настоящее время блоки делают из алюминия, который и легче, и технологичнее. Сначала были проблемы с прочностью и жесткостью, но их постепенно решили.

Правда, полностью алюминиевые моторы действительно приживаются трудно – очень они чувствительны к смазке, охлаждению, зазорам. А вот алюминиевый блок с чугунными гильзами гораздо менее требователен в эксплуатации. Так что старый добрый чугун, который использовали Отто и Дизель, еще послужит…

Вообще надо отметить, что создание нового двигателя даже традиционной схемы – это процесс очень долгий. Вот и получается, что модельный ряд автомобилей меняется в среднем через четыре-пять лет, а мотор в нем нередко стоит от предыдущих моделей, а то и еще более ранних. И часто даже в новых двигателях используются узлы от старых – например, блок цилиндров. Так что двигатели «живут» долго – бензиновые в среднем 10-15 лет, а дизели легко «доживают» до 20 и даже 30 лет.

И еще. С сожалением приходится признать, что в России практически не было своих разработок двигателей – все бралось «оттуда», из-за границы. Причем часто даже то, что там отвергалось. Результат очевиден – сегодня передового двигателестроения у нас в стране просто не существует. Как и конструкторов для его возрождения.

Все началось с авиации… Авиадвигатель Rolls-Royce Merlin 40-х годов прошлого века с непосредственным впрыском

Успехи, неудачи и тенденции

В современном моторостроении существуют две основные тенденции: первая – сократить вредные выбросы, и вторая – снизить расход топлива. Это взаимосвязанные задачи: сокращая расход, мы автоматически снижаем выбросы.

Но если 10-15 лет назад «вредными выбросами» считались традиционные оксид углерода – СО, оксиды азота – NOx и углеводороды – СН, то сегодня в разряд основных перешел и углекислый газ СО2, создающий «парниковый эффект». И если учесть, что любое углеводородное топливо в конечном счете распадается на воду и углекислый газ – то уменьшить выбросы СО2 можно единственным путем: снижением расхода топлива.

Здесь надо принять во внимание и такой нюанс: КПД у двигателя внутреннего сгорания в целом лишь около 25-30%. Выходит, что только четверть бензина в ДВС тратится на движение – остальные три четверти просто вылетают в трубу. И греют окружающую среду. Поэтому инженеры-моторостроители борются за каждый «лишний» процент с помощью довольно сложных технических решений.

Верный способ – повысить удельные параметры двигателя: проще говоря, получить «одну лошадиную силу» с меньшего количества топлива. Например, одним из основных путей роста эффективности бензинового двигателя является повышение степени сжатия. При росте степени сжатия эффективность сгорания топлива в цилиндре повышается, а значит, возрастает коэффициент полезного действия (КПД) цикла – и двигателя в целом.

В частности, повышение основных параметров двигателей, в том числе путем увеличения степени сжатия, дают системы непосредственного впрыска бензина в цилиндр – впрыск сдвигает режимы детонации, убирает неравномерность подачи топлива и увеличивает наполнение цилиндров.

Когда мы еще были впереди планеты всей: форкамерно-факельное зажигание на Волге — прообраз современного послойного распределения заряда

На самом деле эта идея достаточно старая: непосредственный впрыск широко применялся на авиационных двигателях 40-х годов прошлого века. Инженерам требовалось добиться небывалой по тем временам удельной мощности 70 л.с. с 1 л рабочего объема двигателя при максимальных 2500-3000 об/мин. Сегодня это удельная мощность обычного автомобильного двигателя (хотя и при вдвое больших оборотах, так что авиационный уровень 70-летней давности все еще не превзойден современным автомобилестроением) – а тогда достичь их в авиации было возможно только с помощью непосредственного впрыска.

Но система подачи топлива была механической, т.е. сложной, дорогой и требовавшей постоянных регулировок, что было приемлемо в авиации, но никак не на автомобилях.

Форкамерно-факельный процесс в двигателе Honda CVCC, такие двигатели ставились на автомобили Honda почти до конца 1980-х годов

Кроме того, механическое управление непосредственным впрыском было хорошо при низких оборотах, требовавшихся для тогдашних авиационных двигателей (воздушный винт все же!). А при их росте хотя бы до автомобильных 6000 об/мин механика уже не справлялась.

Собственно, «возвращение» к старой идее в 1990-2000-х годах стало возможным благодаря развитию электроники, позволившей реализовать управление непосредственным впрыском на высоких оборотах двигателя – с внедрением электронных компонентов появилась возможность управлять процессом горения, чего не было ранее.

Карбюратор, да и традиционные системы впрыска – так называемое внешнее смесеобразование, позволяли лишь смешать 15 кг воздуха с 1 кг топлива и подать смесь в цилиндры. И все. А вот электронное управление непосредственным впрыском в цилиндр дает возможность инженеру выбирать – когда вводить топливо, сколько вводить. И даже впрыскивать топливо за один цикл двигателя несколько раз.

Еще в 70-х годах ХХ века конструкторы для экономии топлива предложили использовать принцип «послойного» впрыска, реализованный в виде так называемого «форкамерно-факель-ного зажигания». Идея заключалась в том, что в специальной камере создается богатая смесь, которая при воспламенении от свечи создает факел, поджигающий бедную смесь, подаваемую непосредственно в цилиндр. Машины с такими двигателями (с аббревиатурой СТСС – Compound Vortex Controlled Combustion) разработала и длительное время производила японская Honda, и даже горьковский автозавод некоторое время выпускал «Волги» с форкамерными моторами. Но в итоге к середине 1980-х от этой идеи пришлось отказаться. Ведь приходилось готовить сразу две топливо-воздушных смеси: бедную, которой надо было много, и богатую, которой надо было мало. И подавать их раздельно – при этом в точные временные промежутки. А сложные карбюраторы (а тогда полноценного электронного управления еще не существовало) не прибавляли ни надежности, ни оптимизма по снижению себестоимости. Но основной удар был неожиданным – выяснилось, что помимо СО и СН оксиды азота тоже не слишком полезны. А здесь у «послойников» возникли новые проблемы…

Но всего через 10 лет, примерно к середине 1990-х годов, инженеры смогли вернуться к идее на новом уровне, чтобы с помощью электроники объединить в одном двигателе все три составляющие: непосредственный впрыск, управление процессом горения и послойное смесеобразование, что позволило поднять степень сжатия и выйти на новый уровень.

Первыми создали серийные автомобили с такими моторами в компании Mitsubishi – они имеют обозначение GDI (Gasoline Direct Injection – «система прямого впрыска бензина»). За ними последовали и другие производители. В этих двигателях нет отдельной форкамеры – форсунка впрыскивает бензин в цилиндр под очень высоким давлением. А камера сгорания имеет такую «хитрую» форму, что в зоне у свечи оказывается богатая смесь, а в остальном объеме – бедная.

Казалось бы, все прекрасно: степень сжатия высокая, смесь бедная, как следствие, вредные выбросы заметно снижены, а экономичность улучшена. Но опять начались проблемы с оксидами азота. Дело в том, что традиционные трехкомпонентные нейтрализаторы убирают из выхлопа СО, NOХ и СН только у смеси обычного состава (15 кг воздуха на 1 кг топлива). А вот с возросшими при бедных смесях объемами оксидов азота они уже не справляются. Так что пришлось разрабатывать новые дополнительные катализаторы. Работают они хорошо, хотя требуют специальной жидкости в качестве «топлива». Но хорошо только в том случае, если в бензине нет серы. А если есть – то быстро «умирают». Ведь бензин с полным отсутствием серы пока еще редкость даже в богатых странах…

Поэтому автопроизводители от идеи послойного впрыска вынуждены были отказаться, а проблему уже построенной инфраструктуры по производству этих двигателей (и уже немало потраченных денег) решили путем «перепрошивки» электронного управления впрыском.

Теперь впрыск топлива осуществляется не тогда, когда поршень находится вблизи верхней «мертвой точки», а раньше. И пока поршень проходит весь путь до ВМТ, смесь успевает перемешаться до практически гомогенной.

Так что «попытка № 2» внедрения послойного смесеобразования и управления горением тоже сорвалась. Когда будет третья попытка, неясно. Но то, что она будет – вполне предсказуемо. Ведь уже создано достаточно много таких двигателей, они работают, хотя их возможности пока не реализованы полностью.

Еще одно направление повышения эффективности ДВС – системы регулирования фаз газораспределения. Они получили распространение недавно, в начале 90-х годов ХХ века, но сегодня двигатель без регулирования фаз уже смотрится каким-то анахронизмом.

Логика таких систем понятна – для эффективной работы двигателя при малых оборотах время (продолжительность) и момент открытия впускных и выпускных клапанов должны быть одни, а с повышением оборотов – другие. И сегодня существует много систем, которые регулируют не только время открытия клапанов, но и величину этого открытия. Что делает ДВС эластичным, а автомобиль с ним – экологичным, экономичным и удобным.

Если подводить промежуточный итог, то можно сказать следующее: современный бензиновый ДВС – обязательно с регулируемыми фазами, а лучшие его образцы имеют непосредственный впрыск. Для повышения мощности двигателей нередко используется наддув, который увеличивает количество воздуха, поступающего в цилиндры, и удельную мощность. Существуют две схемы наддува: газотурбинный, когда турбину для привода компрессора раскручивают выхлопные газы, и приводной, когда компрессор приводится непосредственно от двигателя. Приводные компрессоры тоже разные: объемные, винтовые, волновые и т.д. Но большого распространения такие системы так и не получили, хотя известны давно – в отличие от регулирования фаз газораспределения, непосредственного впрыска топлива и турбонаддува.

Ванкель и другие

В принципе, возможны альтернативы старой конструкции, созданной во времена Отто и Дизеля. Но создать работающий двигатель, способный на равных конкурировать с привычной схемой по всем показателям, очень сложно. Двигатели Стирлинга, Баландина и многих других оригинальных схем и решений не получили распространения и оказались на грани забвения.

И хотя новые идеи витают в воздухе, реализовать даже лучшие из них весьма проблематично. Например, роторно-лопастной мотор Вигриянова, который изначально планировалось устанавливать в «прохоровский» «ё-мобиль», пока так и не создан. И для того чтобы (возможно!) довести его до серийного производства, потребуется, по прикидкам, как минимум, 10 лет и весьма неограниченное финансирование. Причем несколько из этих 10 лет надо будет потратить на подготовку специалистов, способных его довести. А поскольку с «неограниченным финансированием», кажется, наступили проблемы, этот двигатель, скорее всего, света так и не увидит…

Роторно-поршневой двигатель Ванкеля стал, пожалуй, единственным примером внедрения в серийное производство ДВС нетрадиционной конструкции. Хотя двигателю данной схемы уже добрых полвека, и за это время многие производители, выпускавшие такие моторы, давно «сошли с дистанции» (последним стал АвтоВАЗ), он и по сей день ставится на автомобили Mazda. Причем компания так долго занимается этим двигателем и добилась таких его показателей, что уже вряд ли кто сможет сделать хотя бы такой же – по цене, надежности и эффективности. И потому он вряд ли когда-нибудь станет массовым.

Ремонт ремонту рознь

Современные двигатели гораздо более надежны, чем те, которые производились, например, 20 лет назад. В них не надо ничего регулировать, что-то менять – они работают без поломок как минимум до окончания срока гарантии.

Но есть нюанс – сегодня срок службы всего автомобиля стал значительно меньше, чем был ранее. Прошли те времена, когда машину покупали «на всю жизнь». Сегодня сложилась тенденция: люди хотят ездить на новой модели машины. И потому автомобили меняются в среднем через 3-5 лет. Соответственно автопроизводителям не имеет смысла делать машину, которая без поломок прослужит 20 лет. Вот и получается, что автопарк обновляется значительно быстрее, чем два-три десятка лет назад.

Так что время двигателей-«миллионников» давно «кануло в Лету» – их просто невыгодно

делать. Да и зачем? Ресурс мотора рассчитывается с учетом возможного пробега автомобиля: в среднем можно говорить максимум о 150 тыс. км.

Процесс непосредственного впрыска уже широко распространился, но пока использовать все его преимущества не удается

Очевидно, ремонт двигателя должен продлить ресурс – но не до бесконечности, а до конца срока службы автомобиля (который тоже закладывается относительно небольшим – не более 10 лет). К чему это приводит? К тому, что некоторые ремонтные процессы становятся просто ненужными, а ремонтное оборудование «отстает» от современных двигателей.

Например, на старых моторах уровень нагрузки составлял 50 л/с с 1 л объема, а на современных (с наддувом) – вдвое больше. При такой разнице удельных мощностей и нагрузок на детали «старое-доброе» уже не работает – нужны новые технологии. Сегодня многие работы стало просто невозможно сделать без современного оборудования – шлифовального, расточного, хонинговального. Оно не слишком хорошо окупается, поэтому многие предпочитают работать по старинке. Но не тут-то было…

Так, для новых моторов нередко используются шатуны с «ломаными» крышками. Традиционные конструкции крышек шатунов, изготовленных отдельно, а потом собранных, для современных высоконагруженных двигателей не подходят – неточно и совсем недешево. И при ремонте традиционных шатунов всегда есть опасность нарушения соосности, что ведет к катастрофическим последствиям для мотора, хотя традиционные шатуны ремонтируются легко. А вот «колотые» – не ремонтируются вообще.

Еще пример – коленчатый вал на старом тихоходном двигателе можно было наварить и прошлифовать. Сейчас это невозможно даже представить: усталостные трещины очень быстро приведут к разрушению всего двигателя. Кроме того, ручная работа с большим количеством операций стоит дорого. А коленчатый вал легкового мотора – деталь массовая, а значит, и недорогая. И делать двойную, а то и тройную работу, чтобы восстановить деталь, которая потом быстро выйдет из строя, по крайней мере, экономически неэффективно.

При этом надо помнить, что просто замена одной детали, вышедшей из строя, не решает проблемы поломки двигателя в целом: такая локальная замена обычно предполагает «гарантию только до ворот». Современный высоконагруженный двигатель – это сложный комплекс, а потому его ремонт должен быть комплексным, с заменой всего «по кругу», чтобы даже самый экономный автовладелец не возвращался через каждые 10-15 тыс. км для замены очередной детали. Вот почему качественно отремонтированный мотор стоит всего лишь на 25-30% меньше нового. Но насколько такой ремонт выгоднее замены для владельца?

Так что современная тенденция в ремонте проглядывается – замена вышедшего из строя узла постепенно побеждает. Причем ремонт «в гараже на коленке» уже не удается. Поэтому неудивительно, что в последние годы значительно возросли требования к квалификации ремонтников, ощутимо выросла стоимость ремонта, а сам процесс стал сводиться больше к замене деталей, нежели к их восстановлению.

Есть и другая тенденция, когда производитель не дает запчастей вообще – только двигатель в сборе. И ремонтникам остается только поменять весь двигатель, вместо того чтобы его ремонтировать. А зачем чинить, если двигатели непрерывно усложняются, а квалифицированная ручная работа дорожает еще быстрее?

И наконец, «контрактные» моторы…

В заключение отметим: модные сегодня «контрактные» моторы становятся похожи на пресловутый «МММ». Нет в мире такой страны-«донора», где бы существовало столько двигателей с большим остатком ресурса. А поскольку двигатели современных легковых автомобилей рассчитаны на конечный и весьма ограниченный пробег, то покупка такого мотора давно стала лотереей – в которой, как известно, выигрывает один из тысяч. В лучшем случае.

А остальным предлагается раз в 10-20 тыс км купить очередной «билет» – пока не будет выбран их «лимит» на ремонт или замену мотора на новый.

  • Александр Хрулев, канд. техн. наук, директор фирмы «АБ-Инжиниринг»

Компании «Инко-Энерго» и «ДВС Ресурс» вошли в Ассоциацию «ЭнергоИнновация»

В Ассоциацию «ЭнергоИнновация» вошли ГК «Инко-Энерго» и компания «ДВС Ресурс». Решение о включение новых организаций было принято на расширенном заседании участников Ассоциации. На совещании также обсуждались итоги работы за первое полугодие 2021 года и планы на перспективу.

Группа компаний «ИнкоЭнерго» внедряет профессиональные решения в области городских инновационных технологий. Специализируется на комплексных инвестиционных проектах в области энергосбережения, повышения энергоэффективности, IT, ЖКХ и экологии.

Компания «ДВС Ресурс» осуществляет проектирование, изготовление энергетических модулей на базе отечественных дизельных генераторных установок ЯМЗ серии АД, дизельных генераторных установок ММЗ произведенных на территории Таможенного союза ЕАЭС и других.

«Рад, что в Ассоциацию вступают новые эксперты, компании, имеющие передовые разработки. Все это позволит нам более комплексно подходить к изучению и анализу энергетической отрасли, а значит более грамотно подходить выработке решений по возникающим проблемам. Что касается перспектив, сейчас мы активно готовимся к Петербургскому Международному газовому форуму. Мы совместно с Ассоциацией компрессорных заводов в рамках мероприятия проводим конференцию «Перспективные направления развития компрессорного оборудования для добычи, транспорта и переработки природного газа и попутного нефтяного газа (производство и реализация водорода КПГ И СПГ)» с международным участием», — отметил Президент Ассоциации «ЭнергоИнновация» Михаил Смирнов.

В 2020 году к команде Ассоциации присоединились «БЛИК+» и «Физика Тепла». Первая — специалист в области электромонтажных работ, участник крупных российских проектов по солнечной генерации. «Физика Тепла» занимается инжинирингом территорий с особым экономическим статусом, а также является экспертом в создании и эксплуатации инженерных систем на базе биотоплива.

Сегодня в составе «ЭнергоИнновации» также компании «Катерпиллар Евразия» (Caterpillar), «Солар Турбинс» (Solar Turbines), «Цеппелин ПС Рус» (Zeppelin), «Искра-Нефтегаз компрессор», «СевЗапТехника», «Восточная Техника» и «Мантрак Восток.
ЭПР                                    

#энергетика

#новости_энергетики

 

ФАБО КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ДВС | Опубликовать статью ВАК, elibrary (НЭБ)

Бугаев А.М.1, Игнаткин И.Ю.2

1Кандидат технических наук, ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, г. Москва.

2Кандидат технических наук, ФГБОУ ВО МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва

ФАБО КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА ДВС

Аннотация

В статье дан обзор состояния вопроса повышения ресурса двигателей внутреннего сгорания в современном машиностроении. Рассмотрены как наиболее целесообразные направления, так и перспективные конструкторские, технологические и эксплуатационные методы, позволяющие повысить ресурс ДВС. Представлены наиболее удовлетворяющие описанным условиям методы ФАБО. На основе рассмотренных данных сделан вывод о перспективности использования ФАБО как наиболее доступного для промышленной реализации технологического метода повышения ресурса двигателей внутреннего сгорания.

Ключевые слова: поверхность, покрытия, двигатели, ресурс, смазка, износостойкость, трение.

Bugaev A.M.1, Ignatkin I.U.2

1PhD in Engineering, RSAU – MAA named after K.A. Timiryazev, Moscow

2PhD in Engineering, Bauman Moscow State Technical University, Moscow

FABO AS TECHNOLOGICAL METHOD of RESOURCE BOOST IN INTERNAL COMBUSTION ENGINE

Abstract

The article provides an overview of an issue related to the increase of the resource of internal combustion engines in modern engineering. It considers both the most appropriate directions and forward-looking design, technological and operational methods aimed at the increase of the engine resource. It provides the most satisfying FABO methods that correspond to the described conditions. Considered data allowed us to make a conclusion concerning the potential of FABO methods as the most affordable technique for the industrial implementation of the process method in order to increase the resources of the internal combustion engine.

Keywords: surface coating, engines, resource, lubrication, wear resistance, friction.

Тема повышения ресурса машин и механизмов в последнее время неумолимо приобретает все более выраженную актуальность. Практически во всех технически и экономически развитых странах на исследования, направленные на создание способов и технологий восстановления деталей машин, подвергшихся износу, повышение надежности подвижных соединений, снижение интенсивности различных видов изнашивания деталей машин и механизмов,  ежегодно тратятся значительные средства.

Указанная ситуация сложилась не только в свете постоянного ужесточения эксплуатационных режимов машин, но и в связи с частым отсутствием обоснованных и подтвержденных объективными критериями методик выбора материалов (как конструкционных, так и смазочных), защитных покрытий и способов обработки для конкретных деталей трибосоединений, работающих в определенных условиях, что особенно странно в свете того, что, как известно, путем повышения качества исполнения взаимодействующих поверхностей деталей пар трения и подбора рациональных материалов и эксплуатационных режимов машин, можно значительно  повысить их ресурс.

Ресурс двигателя в целом зависит от износостойкости и работоспособности отдельных составляющих элементов. Для решения задачи увеличения ресурса двигателей необходимо найти способы увеличения ресурса их  соединений.

За последние годы машиностроительные заводы проделали большую  работу по повышению ресурса и качества изготовления двигателей. Однако в целом их межремонтный ресурс составляет 50…60 % от нормативного [1, С. 12].

Низкий ресурс двигателей приводит к издержкам от простоя тракторов и машин. Ряд авторов объясняют это недостатками технологий изготовления и ремонта,  применением некачественных материалов [2, С. 19].

На современной технике различного назначения наиболее часто применяют четырехтактные дизели различных конструкций. Бензиновые двигатели в качестве силовых установок распространены гораздо реже.

Основные трибосопряжения, являющиеся определяющими для ресурсных показателей двигателя, работают в условиях трения скольжения. Ресурсоопределяющими для двигателей считаются сопряжения «гильза цилиндра – поршневое кольцо» и «коленчатый вал – вкладыш», что заставляет производителей обеспечивать ресурс указанных деталей на уровне 70% ресурса ДВС [3, С. 47].

Назначением поршневых колец является уплотнение камеры сгорания и удаление излишков смазочного материала с зеркала гильзы. При больших значениях износов в паре трения «гильза цилиндра – поршневое кольцо» повышается расход масла.

Несмотря на плотное прижатие поршневых колец к стенкам гильзы цилиндра вследствие действия  сил упругости и давления газов в процессе работы двигателя, между кольцом и гильзой сохраняется масляная пленка толщиной около 10 мкм, препятствующая сухому трение указанных деталей.

Материалами для изготовления гильз цилиндров ДВС как правило служат специальный или серый чугуны. В целях повышения износостойкости поверхностей трения гильз цилиндров и поршневых колец, их термообрабатывают и покрывают износостойкими покрытиями. Так, например, нанесение хрома на поверхность зеркала цилиндра может в несколько раз повысить его износостойкость. Тем не менее, на практике хромированию, как правило, подвергают только поршневые кольца. Связано это в первую очередь с низкими триботехническими характеристиками  пары трения «хром – хром». Основными же материалами для изготовления поршневых колец  являются серый чугун и низкоуглеродистые стали, на боковую поверхность которых наносят износостойкие и приработочные покрытия. Маслосъемные, а также нижние компрессионные кольца могут изготавливают из легированных или углеродистых сталей.

Повышение ресурса двигателей возможно путём реализации конструкторских, технологических и эксплуатационных мероприятий

К эксплуатационным мероприятиям относят использование смазочных масел с присадками в начальный период эксплуатации, а также выбор режимов работы двигателя.

К конструкторским мероприятиям можно отнести: выбор материалов пар трения; создание условий для реализации гидродинамического режима смазки; применение геометрической формы деталей, обеспечивающей требуемую механику контакта; поддержание оптимальных температурных режимов в узлах трения и т.д. В настоящее время в данном направлении выполнен ряд важных исследований, приведших к практическим результатам. Так, например, установлено, что при нормальных условиях работы двигателя большинство поршневых колец образуют бочкообразный профиль, обеспечивающий условия гидродинамической смазки. Испытания колец с искусственно закруглённой образующей показали, что их износ до 10 раз меньше износа обычных колец [4, С. 38].

Повышения маслоудерживающей способности и сопротивляемости задиру гильз цилиндров возможно добиться нанесением маслоудерживающего рельефа в виде лунок или канавок вибронакаткой, плосковершинным хонингованием, что обеспечивает увеличение ресурса гильз до 30%. Широкое распространение для предупреждения задиров получили покрытия колец, наносимые химическим и электрохимическим способами: лужение, кадмирование, меднение, фосфотирование, сульфидирование, железнение, пористое хромирование и т.д. Положительным свойством сульфидных покрытий является их способность при трении и износе выделять серу, которая содействует скольжению и предотвращает задиры в условиях граничного трения. Получили распространение молибденовые покрытия на поршневых кольцах, показавшие хорошие противозадирные и износостойкие качества [4, С. 73].

К технологическим мероприятиям относят как повышение точности изготовления и сборки деталей трибосопряжений, так и применение более совершенных способов обработки поверхностей трения. Во втором случае для повышения ресурса гильз цилиндров применяют специальные методы хонингования: плосковершинное, антифрикционно-деформационное, безабразивное. При помощи антифрикционно-деформационного хонингования на поверхности трения получают прочное антифрикционное покрытие из дисульфида молибдена, графита, меди, олова [5, С. 6]. Подобные методы получили называние «Финишная антифрикционная безабразивная обработка» – ФАБО.

Процесс ФАБО заключается в покрытии поверхности трения деталей тонким (до 7 мкм) слоем твердосмазочного материала, придающего им антифрикционные и противоизносные свойства и повышающего контактную жесткость. Поверхности деталей при фрикционно-механическом способе ФАБО обрабатывают как правило инструментом из твердосмазочных материалов с использованием технологических сред, содержащих ПАВ. Структура покрытия, полученного подобным образом, пористая, что способствует удержанию смазочного материала на контактирующих поверхностях.

При ФАБО фрикционно-химическим способом защитная т.н. «сервовитная» пленка образуется в результате физико-химических процессов, происходящих между рабочей средой и обрабатываемой поверхностью при механической активации последней инструментом, причем в качестве инструментальных могут быть использованы и неметаллические материалы. Необходимые для осуществления процесса удельные нагрузки при применении указанного метода значительно меньше, и не превышают 1,0 МПа, а скорость обработки значительно повышается. Данный метод делает возможным получение покрытий с заданной толщиной на различных по форме и размерам деталях.

ФАБО дает возможность повысить износостойкость зеркала гильзы до 2 раз, сократить время приработки, устранить задиры, увеличить ресурс двигателя. Процесс ФАБО не только придает элементам пар трения антифрикционные свойства, но и защищает обработанные поверхности от проникновения водорода, уменьшая водородное изнашивание.

Методы ФАБО не только эффективны для повышения износостойкости поверхностей деталей, но и не требуют применения дополнительного оборудования, то есть практически не увеличивают трудоемкость и себестоимость изготовления и ремонта двигателей, что облегчает их внедрение в производство.

Список литературы / References

  1. Пучин Е.А. Надежность технических систем: учебное пособие для инженерных специальностей вузов / Е.А. Пучин, А.В. Коломейченко, В.Н. Логачев и др. – Орел, Изд-во ОрелГАУ, 2012. – 96 с.
  2. Соловьев, А.В. Повышение качества и экономичности обкатки отремонтированных двигателей ЗИЛ-130 с использованием приработочных технологических жидкостей.: дис. … канд. техн. наук: 05.20.03 : защищена 22.03.2001: утв. 27.09.2001 / Соловьев Андрей Валентинович. – М., 2001. – 244 с.
  3. Пучин Е. А. Практикум по ремонту машин: учеб. пособие / Е.А. Пучин, В.С. Новиков, Н.А. Очковский и др. ; под общ. ред. Е. А. Пучина. – М. : КолосС, 2009. – 327 с.
  4. Стрельцов В. В. Трибологические основы повышения ресурса машин: практикум / В. В. Стрельцов, А. М. Колокатов, И. Л. Приходько, и др. – М.: ФГОУ ВПО МГАУ, 2010. – 168 с.
  5. Карпенков В. Ф. Финишная антифрикционная безабразивная обработка (ФАБО) деталей / В. Ф. Карпенков, В. В. Стрельцов, И. Л. Приходько и др. – Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН, 1996. – 108 с.

Список литературы на английском языке / References in English

  1. Puchin E.A. Nadezhnost’ tehnicheskih sistem : ucheb. posobie dlja inzh. special’nostej vuzov [Reliability of technical systems: a manual for engineering specialties universities] / E.A. Puchin, A.V. Kolomejchenko, V.N. Logachev and others – Orel, Izd-vo OrelGAU, 2012. – 96 p. [in Russian]
  2. Solov’ev, A.V. Povyshenie kachestva i jekonomichnosti obkatki otremontirovannyh dvigatelej ZIL-130 s ispol’zovaniem prirabotochnyh tehnologicheskih zhidkostej.: dis. … kand. tehn. nauk [Improving the quality and efficiency of the running overhauled engines ZIL-130 with the running process liquids].: dis. … of PhD in Engineering: 05.20.03 : defense of the thesis 22.03.2001: approved 27.09.2001 / Solov’ev Andrej Valentinovich. – M., 2001. – 244 p. [in Russian]
  3. Puchin E. A. Praktikum po remontu mashin: ucheb. posobie [Workshop on reconditioning: Proc. benefit] / E.A. Puchin, V.S. Novikov, N.A. Ochkovskij and others; edited by E. A. Puchina. – M.: KolosS, 2009. – 327 p. [in Russian]
  4. Strel’cov V. V. Tribologicheskie osnovy povyshenija resursa mashin: praktikum [Tribological basis for improving resource machines: Workshop] / V. V. Strel’cov, A. M. Kolokatov, I. L. Prihod’ko, and others – M. : FGOU VPO MGAU, 2010. – 168 p. [in Russian]
  5. Karpenkov V. F. Finishnaja antifrikcionnaja bezabrazivnaja obrabotka (FABO) detalej [Finish anti-friction non-abrasive treatment (FABO) details] / V. F. Karpenkov, V. V. Strel’cov, I. L. Prihod’ko and others – Pushhino: ONTI PNC RAN, 1996. – 108 p. [in Russian]

Ресурс двигателя автомобиля | autoUA.com

Автомобиль описывается множеством характеристик, среди которых – максимальная скорость, экономичность, нормы токсичности. Каждая характеристика измеряется по определенной методике и имеет свои допуски. Каждый параметр поддается – с той или иной степенью сложности – измерению, а полученные показатели можно сравнить с исходными и указанными в документах нормативными показателями. Совершенно другой метод используется для оценки качества и ресурса двигателя автомобиля.

Именно ресурс двигателя автомобиля для российских автолюбителей является основополагающим параметром при выборе машины. Эта характеристика для нас более важная, чем максимальная скорость, мощность, комплектация, тем более – чем совсем мало интересующая нас экологичность. В процессе проектирования первых малолитражек конструкторы Волжского автозавода заложили ресурс величиной в 125 тысяч километров. При выпуске “десяток” появился и ресурс в 150 тысяч. Однако столь важная характеристика, в то же время, является достаточно расплывчатой и условной. Отечественные нормативы не содержат конкретных значений параметров двигателя на пределе технического состояния. Обращаясь к справочникам, мы увидим, что в них в качестве ресурса двигателя внутреннего сгорания применятся пробег до того момента, когда автомобилю понадобится капитальный ремонт с демонтажем коленчатого вала. Капитальным ремонтом не считают работы, выполненные без снятия коленвала, соответственно, такой ремонт выполняется до наступления предельного состояния. На практике предельное состояние двигателя обычно констатируется при существенном снижении мощности, сильно увеличенном расходе топлива или масла, возникновении нефункциональных стуков.

Ресурс и пробег

Конструкторы ДТР Волжского автозавода пытались выявить зависимость ресурса двигателя от пробега. Еще в советские времена ВАЗ изымал партии двигателей с огромными пробегами из реальной эксплуатации, выбирая их в разных регионах: в Москве, Ленинграде, на Дальнем Востоке, в Армении, в Средней Азии, на Урале. Встречались и двигатели, пробег которых составлял 400-440 тысяч километров. Завод забирал агрегаты, заменяя их новыми – соответственно, автовладельцам не имело смысла создавать видимость лучшего состояния двигателя. Моторы разбирались и дефектовались до последней детали. В результате проведенной работы специалисты управления проектирования двигателей выявили, что по пробегу состояние агрегатов не кореллируется. Оно определяется качеством изготовления и условиями эксплуатации. Если качественно изготовленный двигатель эксплуатируется с соблюдением необходимых правил, если в нем регулярно меняется масло и используется хорошее топливо – до капитального ремонта мотора такая машина может спокойно пройти несколько сотен тысяч километров.

Первые километры

В каждой инструкции по эксплуатации автомобилей ВАЗ указывается, что на первых 2000 километрах пробега двигатель должен подвергаться щадящей нагрузке. При этом на самом заводе отношение к этому указанию неоднозначно – некоторые специалисты считают, что потребителю не нужно давать подобную информацию. Западный автолюбитель, ознакомившись с инструкцией такого плана, мог бы просто отказаться от приобретения машины и выбрать другую. На самом деле, двигателям автомобилей ВАЗ при их нахождении уже в машине не требуется обкатка, хотя в документации до сих пор сохраняется вышеуказанная запись. Обкатка нужна была для приработки пар трения, это было необходимо в то время, когда в процессе изготовления готовность поверхностей к работе не могла быть обеспечена. Ведь в первых советских автомобилях коленчатые валы выпиливались из цельных болванок простыми напильниками. Но с развитием технологий необходимость обкатки постоянно ослабевала.

Горячая обкатка применяется ко всем двигателям на заводе. Каждый “классический” агрегат запускается на 15 минут, моторы для переднеприводных моделей – на 6.5 минуты. Эта процедура имеет целью не приработку пар трения, а проверку на отсутствие стуков, течей, регулировку определенных параметров. На переднеприводных двигателях при этом снимаются определенные показатели – крутящий момент, мощность, расход картерных газов, чего не делалось для “классических” агрегатов. Такая технология позволяет отсеять двигатели без поршневого кольца, с задиром в одном из цилиндров. В компьютере сохраняется информация по каждому запущенному двигателю, и компетентные службы могут с использованием этих записей легко проследить весь процесс изготовления мотора.

В дирекции по техническому развитию, по заданию службы качества, моторы серийного производства проходили регулярные испытания. На первый взгляд, программа испытаний была составлена абсолютно нелогично. Не прошедший обкатку двигатель запускался на моторном стенде, и частота вращения сразу же выводилась на максимальную величину 6000 оборотов в минуту. Дальше мотор работал с максимальной нагрузкой (полный “дроссель”) на протяжении 20 часов. После этого мотор разбирали и подвергали индивидуальному осмотру. При наличии минимальных следов задира изготовителю могли быть предъявлены претензии. Эти испытания проводятся регулярно, и двигатели их спокойно выдерживают.

Заводская технологическая обкатка на Волжском автозаводе проводится с момента получения “фиатской” технологии. Все это заложено при проектировании завода, под выполнения таких работ закупалось оборудование, возводились специальные помещения. С развитием двигателей ВАЗ появилось намораживание сплава, переплав на кулачках распределительно вала, новые методы обработки поршней, коленвалов, блоков цилиндров и другие способы совершенствования поверхностей трения. Например, на новых двигателях посредством плосковершинного хонингования цилиндров имитируется такая геометрия поверхности цилиндра, которая появляется при обычном хонинговании только в результате длительной эксплуатации. Это позволяет исключить избыток продуктов износа, оптимизировать вскрытие зерен графита, создать оптимальное соотношение маслоемкости и площади опорной поверхности.

Учитывая применение на современном этапе таких технологий механической обработки материалов, уже не требуется выполнять обкатку нового агрегата для приработки пар трения. Но потребность обкатки может возникать на двигателях, подвергнутых капитальному ремонту с использованием незаводских технологий, не соответствующих стандартам качества и необходимым размерам запчастей. Такой двигатель может нуждаться и в приработке пар трения.

Начальник отдела испытаний и доводки ДВС управления проектирования ВАЗ Байборин Евгений Петрович утверждает, что сохранившееся еще в нормативной документации измерение ресурса двигателя величиной пробега до капитального ремонта носит условный характер. Владельцы современных автомобилей ВАЗ имеют полное право не знать, где в их машине находится двигатель. Тенденция такова, что гарантийные сроки растут: есть даже пятилетняя гарантия на автомобиль, появились прецеденты и гарантии на двигатель со сроком, который равен сроку службы самого авто. Это вызывает необходимость обеспечения большого ресурса и полного отсутствия дефектов двигателей.

У многих появились сомнения в надежности нового оборудования после появлениях на моделях ВАЗ впрысковых двигателей. Однако Байборин подчеркивает, что в таких моторах ресурс гораздо выше, чем был у карбюраторных. Цель разработки, впрочем, в этом не состояла, данное преимущество было получено как дополнительный результат. Ресурс повысился благодаря изменению материала корпуса воздушного фильтра с металлического на пластмассовый. Металлические корпуса были негерметичными, из-за чего в двигатель попадала пыль, приводящая к механическому износу цилиндропоршневой группы. Пластмассовые воздушные фильтры впрысковых агрегатов – герметичны, а также имеют повышенную пылемкость. При контрольной разборке таких двигателей с пробегом 150-200 тысяч километров теперь можно отметить отличную хонинговку поверхности.

Другая причина высокого ресурса впрысковых двигателей – в наличии системы гашения детонации на всех таких моторах, за исключением моторов с центральным впрыском. Благодаря такой системе влияние детонационных повреждений на снижение ресурса намного снизилось.

Источник: rusauto.net

Заправка двигателей внутреннего сгорания | Поговорим о науке

АБ Химия 30 (2007 г., обновление 2014 г.) 12 Блок А: Термохимические изменения

АБ Химия 30 (2007 г., обновление 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

АБ Наука о знаниях и трудоустройстве 8, 9 (пересмотрено в 2009 г.) 9 Модуль B: Материя и химические изменения

АБ Наука 10 (2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Модуль A: Энергия и материя в химическом изменении

АБ Наука 20 (2007 г., обновлено в 2014 г.) 11 Блок A: Химические изменения

АБ Наука 24 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль A: Применение материи и химических изменений

АБ Наука 24 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль B: Общие сведения о системах преобразования энергии

АБ Наука 30 (2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок B: Химия и окружающая среда

АБ Наука 30 (2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Раздел D: Энергия и окружающая среда

АБ Наука 7-8-9 (2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Модуль B: Материя и химические изменения

г. до н.э. Химия 11 (июнь 2018 г.) 11 Большая идея: материя и энергия сохраняются в химических реакциях.

г. до н.э. Химия 11 (июнь 2018 г.) 11 Большая идея: органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

г. до н.э. Естествознание 10 класс (март 2018 г.) 10 Большая идея: требуется изменение энергии, поскольку атомы перестраиваются в химических процессах.

МБ Химия 11 класс (2006) 11 Тема 5: Органическая химия

МБ Старший 1 Наука (2000) 9 Кластер 2: Атомы и элементы

МБ Старший 2 науки (2001) 10 Кластер 2: Химия в действии

Обратите внимание Химия 111/112 (2009) 11 Блок 2: Стехиометрия

Обратите внимание Химия 121/122 (2009) 12 Блок 1: Термохимия

Обратите внимание Химия 121/122 (2009) 12 Блок 4: Органическая химия

Обратите внимание Наука 10 класс (2002) 10 Физические науки: химические реакции

Нидерланды Химия 2202 (2018) 11 Раздел 3: Органическая химия

Нидерланды Химия 3202 (2005) 12 Блок 3: Термохимия

Нидерланды Земные системы 3209 (nd) 12 Раздел 5: Земные ресурсы: применение в реальной жизни

Нидерланды Науки об окружающей среде 3205 (пересмотрено в 2010 г.) 12 Раздел 5: Атмосфера и окружающая среда

Нидерланды 9 класс Наука 9 Блок 2: Атомы, элементы и соединения (пересмотрено в 2011 г.)

Нидерланды Наука 1206 (2018) 10 Блок 2: Химические реакции

Нидерланды Наука 3200 (2005) 12 Блок 1: Химические реакции

Н.С. Химия 11 (2009) 11 Органическая химия

Н.С. Химия 12 (2009) 12 Термохимия

Н.С. Наука 10 (2012) 10 Физические науки: химические реакции

НТ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок А: Термохимические изменения

НТ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

НТ Наука о знаниях и трудоустройстве 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Модуль B: Материя и химические изменения

НТ Science 10 (Альберта, 2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Модуль A: Энергия и материя в химическом изменении

НТ Science 20 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 11 Блок A: Химические изменения

НТ Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль A: Применение материи и химических изменений

НТ Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль B: Общие сведения о системах преобразования энергии

НТ Science 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок B: Химия и окружающая среда

НТ Science 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Раздел D: Энергия и окружающая среда

НТ Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Модуль B: Материя и химические изменения

НУ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок А: Термохимические изменения

НУ Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок C: Химические изменения органических соединений

НУ Наука о знаниях и трудоустройстве 9 (Альберта, редакция 2009 г.) 9 Модуль B: Материя и химические изменения

НУ Наука 10 (2005 г., обновлено в 2015 г.) 10 Модуль A: Энергия и материя в химическом изменении

НУ Science 20 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 11 Блок A: Химические изменения

НУ Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль A: Применение материи и химических изменений

НУ Наука 24 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 11 Модуль B: Общие сведения о системах преобразования энергии

НУ Science 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок B: Химия и окружающая среда

НУ Science 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Раздел D: Энергия и окружающая среда

НУ Наука 9 (Альберта, 2003 г., обновлено в 2014 г.) 9 Модуль B: Материя и химические изменения

ВКЛ. Химия, 11 класс, университет (СЧ4У) 11 Цепь C: Химические реакции

ВКЛ. Химия, 12 класс, Колледж (СЧ5С) 12 Направление C: органическая химия

ВКЛ. Химия, 12 класс, университет (СЧ5У) 12 Направление B: органическая химия

ВКЛ. Науки о Земле и космосе, 12 класс, университет (SES4U) 12 Нить E: Материалы Земли

ВКЛ. Наука об окружающей среде, 11 класс, университет/колледж (SVN3M) 11 Направление B: Научные решения современных экологических проблем

ВКЛ. Наука об окружающей среде, 11 класс, университет/колледж (SVN3M) 11 Направление F: сохранение энергии

ВКЛ. Экология, 11 класс, рабочее место (SVN3E) 11 Направление D: Энергосбережение

ВКЛ. Естествознание, 10 класс, академический (SNC2D) 10 Цепь C: Химические реакции

ВКЛ. Прикладные науки 10 класса (SNC2P) (2008 г.) 10 Цепь C: химические реакции и их практическое применение

ВКЛ. Наука, 12 класс, рабочее место (SNC4E) 12 Направление C: Химические вещества в потребительских товарах

ПЭ Наука 421А (2019) 10 Знание содержания: СК 2.1

ПЭ Наука 421А (2019) 10 Знание контента: CK 2.2

ПЭ Наука 431A (без даты) 10 Блок 2: Химические реакции

ПЭ Science 7e Année (2016) (только на французском языке) 7 Тема 2: L’univers vivant — Понятие D: Les Modes de воспроизводства

контроль качества Прикладная наука и технологии Раздел IV Материальный мир

контроль качества Химия Раздел V Энергетические изменения в реакциях

контроль качества Наука и технология Раздел IV Материальный мир

СК Химия 30 (2016) 12 Химическая связь и материаловедение

СК Химия 30 (2016) 12 Химические равновесия

СК Науки о Земле 30 (февраль 2018 г.) 12 литосфера

СК Физические науки 20 (2016) 11 Основы химии

СК Физические науки 20 (2016) 11 Высокая температура

YT Химия 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: материя и энергия сохраняются в химических реакциях.

YT Химия 11 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 11 Большая идея: органическая химия и ее приложения имеют большое значение для здоровья человека, общества и окружающей среды.

YT Наука, 10 класс (Британская Колумбия, июнь 2016 г.) 10 Большая идея: требуется изменение энергии, поскольку атомы перестраиваются в химических процессах.

Усовершенствование двигателя внутреннего сгорания, часть 1

Двигатель внутреннего сгорания может быть чудом инженерной мысли, но это не значит, что он обязательно должен быть современным.

На самом деле, базовая конструкция, разработанная Жаном Ленуаром в 1850-х годах, не так уж далека от двигателя, который, вероятно, приводит в действие ваш автомобиль сегодня. Идея воспламенения топлива в герметичном блоке двигателя с силой, направленной на цилиндры и поршни, приводящие в движение транспортное средство, совершенствовалась на протяжении десятилетий, но сегодня остается в основном такой же, как и всегда.

И это часть проблемы. Инженеры могут сделать очень мало для повышения эффективности, производительности и долговечности проверенного временем двигателя внутреннего сгорания.

Вот почему Амир Хаджепур, профессор инженерной механики и мехатроники в Университете Ватерлоо в Ватерлоо, Онтарио, Канада, и его команда работали над улучшением не самой камеры сгорания, а клапанов, управляющих впуском и выпуском. Их инновация, полностью настраиваемая система, которая может регулировать открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, может повысить эффективность двигателей внутреннего сгорания более чем на 10 процентов и является результатом более чем десятилетней работы.

Когда мы сравнили начальные фазы газораспределения с оптимальными фазами газораспределения, мы поняли, что, фокусируя воздух, который врезается в поршень, мы можем повысить общую мощность двигателя. Проф. Амир Хаджепур, Университет Ватерлоо

«Большинство новых двигателей имеют форму системы изменения фаз газораспределения (VVT), и есть много преимуществ в изменении фаз газораспределения, когда вы находитесь в разных режимах работы двигателя», — говорит Хаджепур, чье исследование с командой сосредоточено на на разработку более дешевых и экологичных двигателей.Вы можете получить доступ к более высокому крутящему моменту или более высокой скорости или добиться лучшей производительности в других ситуациях, в которых может находиться двигатель».

Проблема в том, что клапаны обычно управляются кулачками и не могут свободно регулироваться. Большинство систем VVT можно менять только через определенные промежутки времени. Например, их можно переключать только между предустановленными настройками, или пользователь может изменить только их обе одновременно. Другими словами, пользователь не может самостоятельно изменять настройки открытия и закрытия.Это ограничивает возможности тонкой настройки двигателя.

Что сделал Khajepour, так это взял эту существующую функциональность и сделал ее полностью регулируемой, заменив кулачки гидравлическими цилиндрами и поворотными гидравлическими значениями. Это позволит инженерам настраивать как время открытия, так и время закрытия впускных и выпускных клапанов, чтобы повысить эффективность использования топлива, создавая двигатели, которые дешевле в топливе и выделяют меньше выбросов углерода.

«Когда мы сравнили начальные фазы газораспределения с оптимальными фазами газораспределения, мы поняли, что, фокусируя воздух, который врезается в поршень, мы можем повысить общую мощность двигателя», — говорит Хаджепур, объясняя, что 10-процентное увеличение эффективности может быть только началом для этой технологии.«Я уверен, что эффективность может быть еще больше улучшена в обычном ездовом цикле, потому что сейчас мы рассматриваем гораздо более широкий режим работы [включая вождение с частыми остановками, а также движение по шоссе], а не просто одна операция».

Узнайте в Часть 2 Как Каджепур и его команда решили эту проблему.

Тим Спринкл — независимый писатель.

Подробнее о проектировании и производстве:
Креативный подход к проектированию повышает качество выпуска
Нанотехнологии обеспечивают безопасность литий-ионных аккумуляторов
Блокчейн может изменить облик производства

(PDF) Оценка ресурса подшипника коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания с учетом переходного режима

E.Задорожная и др. / Procedia Engineering 206 (2017) 734–738 735

Доступно на сайте www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Procedia Engineering 00 (2017)000–000

www.elsevier.com/77-2 8

3 7058 © 2017 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Рецензирование под ответственность научного комитета Международной конференции по промышленной инженерии.

Международная конференция по промышленной инженерии, МКПП 2017

Оценка ресурса коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Подшипник с учетом переходного режима

E.Задорожная, И. Леванов*, В. Эркин

Южно-Уральский государственный университет, 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, Российская Федерация

Реферат

Целью статьи является дальнейшее развитие средств оценки ресурса подшипников коленчатого вала. двигателей внутреннего сгорания

на основе расчета гидромеханических характеристик. Исследовано влияние переходного режима

двигателя внутреннего сгорания на ресурс подшипников коленчатого вала.Мы сравнили расчетные значения ресурса подшипников коленчатого вала

двигателей внутреннего сгорания с экспериментальными данными других авторов. Результаты расчета

показали, что при разгоне минимальная толщина смазочного слоя увеличивается, а длина области

, где минимальная толщина смазочного слоя меньше критического значения, уменьшается. Наибольший износ происходит в

начале разгона.

© 2017 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Рецензирование под ответственность научного комитета Международной конференции по промышленной инженерии.

Ключевые слова: подшипник скольжения; тяжелонагруженные узлы трения; схема износа.

1. Введение

Двигатели транспортных систем большую часть времени работают на переходных режимах. В этих случаях работа двигателя

сопровождается ухудшением его мощностных и экономических показателей, повышением механических и тепловых

нагрузок, снижением ресурса.Ресурс двигателя во многом определяется работоспособностью подшипников коленвала

. Переходные режимы сопровождаются перегрузкой деталей кривошипно-шатунного механизма (кривошипа) более

более чем в 1,5 раза. Перегрузка приводит к увеличению давления на поверхности трения, что ухудшает работоспособность

пар трения, а в случае недостаточной смазки при малой частоте вращения коленчатого вала может привести к

повышенному износу [1].В связи с этим возникла проблема оценки ресурса подшипников коленчатого вала, принимая во внимание

* Автор, ответственный за переписку. Тел.: +7-908-050-3053; факс: +7-351-267-9214.

Электронный адрес: [email protected]

Доступен на сайте www.sciencedirect.com

ScienceDirect

Procedia Engineering 00 (2017)000–000

www.elsevier.com/locate/procedia

-7058 © 2017 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Рецензирование под ответственность научного комитета Международной конференции по промышленной инженерии.

Международная конференция по промышленной инженерии, МКПП 2017

Оценка ресурса коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

Подшипник с учетом переходных режимов

Е. Задорожная, И. Леванов*, В. Эркин

Южно-Уральский государственный университет, 76, ул. пр. Ленина, г. Челябинск, 454080, Российская Федерация

Реферат

Целью статьи является дальнейшее развитие средств оценки ресурса подшипников коленчатого вала двигателей внутреннего сгорания

на основе расчета гидромеханических характеристик.Исследовано влияние переходного режима

двигателя внутреннего сгорания на ресурс подшипников коленчатого вала. Мы сравнили расчетные значения ресурса подшипников коленчатого вала

двигателей внутреннего сгорания с экспериментальными данными других авторов. Результаты расчета

показали, что при разгоне минимальная толщина смазочного слоя увеличивается, а длина области

, где минимальная толщина смазочного слоя меньше критического значения, уменьшается.Наибольший износ происходит в

начале разгона.

© 2017 Авторы. Опубликовано Elsevier B.V.

Рецензирование под ответственность научного комитета Международной конференции по промышленной инженерии.

Ключевые слова: подшипник скольжения; тяжелонагруженные узлы трения; схема износа.

1. Введение

Двигатели транспортных систем большую часть времени работают на переходных режимах. В этих случаях работа двигателя

сопровождается ухудшением его мощностных и экономических показателей, повышением механических и тепловых

нагрузок, снижением ресурса.Ресурс двигателя во многом определяется работоспособностью подшипников коленвала

. Переходные режимы сопровождаются перегрузкой деталей кривошипно-шатунного механизма (кривошипа) более

более чем в 1,5 раза. Перегрузка приводит к увеличению давления на поверхности трения, что ухудшает работоспособность

пар трения, а в случае недостаточной смазки при малой частоте вращения коленчатого вала может привести к

повышенному износу [1].В связи с этим возникла проблема оценки ресурса подшипников коленчатого вала, принимая во внимание

* Автор, ответственный за переписку. Тел.: +7-908-050-3053; факс: +7-351-267-9214.

Адрес электронной почты: [email protected]

2 Задорожная Е., Леванов И., Эркин В. / Procedia Engineering 00 (2017) 000–000

учет переходных режимов актуален. Ранее в [2] авторами была предпринята попытка разработки инструмента

для оценки теоретического ресурса подшипников коленчатого вала ДВС.Настоящая работа является его развитием.

Методам расчета подшипников скольжения посвящено множество работ [3-7]. В статье кратко описана методика

расчета подшипников коленчатого вала на переходных режимах работы двигателя. Настоящая методика

включает четыре части: расчет рабочего процесса; определение сил, действующих на коленвал

подшипники; определение гидромеханических характеристик подшипников; определение ресурса подшипников.Мы

выполнили расчет ресурса шатунного подшипника с учетом переходного режима работы двигателя, а

сравнили расчетные значения ресурса шатунного подшипника с экспериментальными данными других

авторов.

Номенклатура

lim

h

максимально допустимый износ, мкм;

w,max

максимальная скорость износа подшипника, мкм/ч;

lim

C максимально допустимый радиальный зазор в подшипнике, мкм;

C Радиальный установочный зазор в подшипнике, мкм.

,maxw

h

условный максимальный износ подшипника за цикл разгона, мкм;

ac

T время цикла разгона, с;

lim,cr

область, в которой минимальная толщина смазочного слоя меньше критического значения, %

2. Методика расчета

Алгоритм расчета включает следующие этапы.

1. Определяем параметры, характеризующие переходный режим, т.е.е. зависимость угловой скорости и

углового ускорения коленчатого вала от времени (цикл разгона). Продолжительность цикла разгона

соответствует продолжительности рабочего цикла (два оборота коленчатого вала). Зависимость, полученная в ходе экспериментальных исследований режима разгона дизеля

, представлена ​​на рис. расход топлива.Начальная скорость коленчатого вала при разгоне

приравнена к минимальной частоте холостого хода, конечная скорость приравнена к максимальной.

2. Определили зависимость индикаторного давления в цикле от угла поворота коленчатого вала. При этом режим ускорения

рассматривается как совокупность последовательных установившихся промежуточных режимов. То есть ускорение на каждом

цикле ускорения равно нулю. В качестве расчетной частоты вращения двигателя принимается средний показатель в цикле.Номинальная скорость двигателя

оборотов (так как она часто является наиболее изученной и расчетной) является основой для расчета промежуточного режима. Затем

определяем данные, необходимые для расчета индикаторного давления при режиме работы двигателя отличном от номинального. Расчет промежуточного режима

производим аналогично номинальному режиму с шагом в один градус угла поворота коленвала

.

3. Определяем силы, действующие на подшипник коленчатого вала. Газовые нагрузки определяли на основе

расчета процесса двигателя с использованием закона выгорания И.И. Виббе [8]. Для определения инерционных сил примем

, что ускорение коленчатого вала в каждом такте разгона постоянно и равно среднему за цикл.

Величина ускорения, взятая из экспериментальных кривых (рис. 1), представлена ​​в таблице 1. Исследуя функцию

изменения ускорения транспортного средства от скорости его движения по экстремальному выражению выражение к

определяем отношение значений передачи в зависимости от скорости автомобиля.

Определим для каждой расчетной точки частоту вращения коленчатого вала при условии ε = const по формуле

:

2

0

-механические характеристики подшипника коленчатого вала. Алгоритм расчета основан на

EGLE — Руководство по двигателю

Руководство по двигателю

Контактное лицо: см. ниже Агентство: Окружающая среда, Великие озера и энергетика

Стационарный поршневой двигатель внутреннего сгорания (ДВС) преобразует химическую энергию в механическую за счет сгорания топлива и воздуха.Процесс происходит внутри цилиндра, где сгорание смеси толкает поршень через цилиндр, вращая коленчатый вал. Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания — это внедорожные немобильные двигатели, которые остаются стационарными на одной площадке в течение как минимум полного года. Стационарный RICE может быть классифицирован как воспламенение от сжатия (CI) или искровое зажигание (SI). Двигатели CI обычно работают на дизельном топливе, тогда как двигатели SI в основном работают на природном газе, свалочном газе или бензине. Стационарные поршневые двигатели внутреннего сгорания обычно используются для производства электроэнергии и питания механического оборудования, такого как насосы и компрессоры.

Процесс сгорания двигателей внутреннего сгорания вызывает выброс загрязнителей воздуха в атмосферу через выхлопные газы. Эти загрязнители воздуха оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье населения и окружающую среду, особенно на уязвимые группы населения с респираторными и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Загрязняющие вещества, обычно выбрасываемые стационарными поршневыми двигателями, включают оксиды азота (NOx), монооксид углерода (CO), летучие органические соединения (ЛОС) и твердые частицы (ТЧ), а также опасные загрязнители воздуха (HAP) и токсичные загрязнители воздуха ( TAC) формальдегида, ацетальдегида, акролеина, метанола и ПАУ.По этим причинам выбросы стационарных поршневых двигателей регулируются EGLE и EPA.

Если вы планируете установку, модификацию, реконструкцию, перемещение и/или эксплуатацию стационарной RICE в Мичигане, вам может потребоваться разрешение на полет. Правило 201 Правил контроля за загрязнением воздуха штата Мичиган требует, чтобы лицо получило утвержденное разрешение на установку (PTI) для любого потенциального источника загрязнения воздуха, если источник не освобожден от процесса получения разрешения.Не для всех стационарных блоков RICE требуется разрешение на полет. Например, если двигатель соответствует исключениям из разрешений, изложенным в Правилах 278 и 285(2)(g), двигатель можно считать освобожденным от необходимости PTI. Важно отметить, что, хотя ваш стационарный RICE может быть освобожден от разрешений штата на использование воздуха, он все же может подпадать под действие федеральных правил, перечисленных ниже.

Информация, необходимая для применимости разрешений, применения и предметных правил и положений, включает следующее:

  • тип источника (крупный или районный)
  • использование по назначению (экстренная ситуация, пиковое бритье, ограниченное использование и т. д.)
  • производитель двигателя, модель и год выпуска (новый или существующий)
  • дата установки
  • Сертификат эмиссии
  • (при наличии)
  • конструкция двигателя: номинальная мощность, рабочий объем на цилиндр, способ зажигания (CI или SI), тип используемого топлива, уровень расхода топлива, рабочий ход (два или четыре), соотношение воздух-топливо (богатая смесь или обедненная смесь). сжигание), оборудование для контроля загрязнения воздуха (при наличии)

Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) завершило разработку стандартов, устанавливающих требования к владельцам/операторам, а также к производителям стационарных поршневых двигателей внутреннего сгорания по минимизации выбросов HAP и загрязняющих веществ.Федеральные стандарты производительности новых источников (NSPS), подразделы IIII и JJJJ регулируют выбросы загрязняющих веществ, соответствующих критериям, из новых, модифицированных и реконструированных стационарных двигателей. Федеральный стандарт, именуемый Национальным стандартом выбросов опасных загрязнителей воздуха (NESHAP), подраздел ZZZZ, регулирует выбросы HAP от всех существующих, реконструированных и новых стационарных двигателей. Подраздел ZZZZ является сложным, поскольку существует множество ранее нерегулируемых двигателей меньшего размера, в том числе предназначенных для аварийного использования, которые теперь подпадают под действие федеральных правил.

Применимость

Сначала определите, считается ли ваш источник основным или второстепенным источником выбросов HAP. Крупный источник выбросов ВЗВ потенциально может выбрасывать 10 тонн в год (т/год) или более любого отдельного ВАЗ или 25 тонн в год или более комбинированных ВАЗ.

Во-вторых, определите, какой у вас двигатель: стационарное воспламенение от сжатия (CI) или искровое зажигание (SI).

В-третьих, учитывайте назначение двигателя. Это аварийный или неаварийный двигатель? Это двигатель с автоматическим запуском или двигатель ограниченного использования?

В-четвертых, проверьте мощность двигателя на месте установки в лошадиных силах (л.с.).Вам также может понадобиться знать рабочий объем двигателя в литрах на цилиндр.

В-пятых, определите, считается ли двигатель существующим, новым или реконструированным. Для крупного источника с номинальной мощностью двигателя более 500 л.с. существующий означает, что двигатель был установлен или построен на месте до 19 декабря 2002 г. Новый или реконструированный означает, что двигатель был установлен или построен 19 декабря 2002 г. или после этой даты. крупный или региональный источник с номинальной мощностью двигателя менее 500 л.с., существующий означает, что двигатель был установлен или построен на месте до 12 июня 2006 г.Новый или реконструированный означает, что двигатель был установлен или изготовлен на месте или после 12 июня 2006 г.

После того, как приведенная выше информация будет известна, можно использовать следующие инструменты для определения федеральных требований NESHAP и NSPS, применимых к вашему двигателю.

Разрешение на полет и соответствующие федеральные правила для вашего стационарного RICE могут содержать требования к ведению документации, тестированию производительности и отчетности, чтобы сделать условия разрешения и федеральные стандарты практически применимыми.

Мониторинг и учет

Типичные требования к ведению документации для двигателей включают использование топлива, часы работы (в случае аварийной ситуации), результаты анализа масла, техническое обслуживание двигателя и оборудования для контроля загрязнения воздуха (если применимо), возникшие неисправности с продолжительностью и действиями, предпринимаемыми после, а также контроль загрязнения воздуха. параметры работы оборудования (если применимо).

Тестирование производительности

В зависимости от выходной мощности двигателя, типа источника и года его изготовления двигатель может подвергаться эксплуатационным испытаниям, чтобы продемонстрировать соответствие предельным значениям выбросов, установленным PTI или федеральным законодательством.Например, существующий неаварийный двигатель Cl мощностью более 100 л.с. на основном источнике должен пройти первоначальную проверку характеристик выбросов и повторную проверку каждые 8760 часов работы или три года для двигателей мощностью более 500 л.с. (пять лет при ограниченном использовании). ).

Отчетность

В федеральных нормативных актах есть требования к отчетности для субъекта стационарного RICE. Эти отчеты могут включать первоначальное уведомление о соответствии, уведомление о соответствии после проверки производительности, а также полугодовые и годовые отчеты о соответствии.В отчетах проверяется, соответствует ли источник заданным ограничениям на выбросы или эксплуатационным ограничениям, а также не было ли отклонений. Требуется заверение ответственным должностным лицом.

Годовой отчет о выбросах

Федеральный закон о чистом воздухе требует, чтобы каждый штат вел учет выбросов загрязняющих веществ в атмосферу для определенных объектов и ежегодно обновлял этот перечень. Кадастр выбросов Мичигана ежегодно собирается с использованием Системы отчетности о выбросах в атмосферу штата Мичиган (MAERS) и передается в USEPA для добавления в национальный банк данных.Не все предприятия обязаны сообщать о своих годовых выбросах. Учреждения, от которых обычно требуется отчетность, считаются крупными источниками, синтетическими-второстепенными источниками или подпадают под действие федеральных NSPS, таких как подраздел IIII или JJJJ.

Следующие ссылки могут быть полезны для расчета потенциальной эмиссии (PTE) и при подготовке заявки на PTI для стационарного RICE.

По вопросам, касающимся применимости разрешений и предметных нормативных актов, обращайтесь в районное управление или к инспектору.

Основы двигателей внутреннего сгорания 2E

1.1 Введение и историческая перспектива 1.2 Классификация двигателей четырехтактных двигателей SI
1.7.1 Двигатели с искровым зажиганием и распределенным впрыском топлива
1.7.2 Двигатели SI для гибридных электромобилей
1.7.3 Двигатели SI с наддувом
1.7.4 Двигатели SI с прямым впрыском
1.7.5 Двигатели SI с форкамерой
1.7.6 Роторные двигатели
1.7.6 Роторные двигатели
1.7.4 Двигатели SI с непосредственным впрыском Работа двигателя с воспламенением от сжатия
1.9 Различные типы дизельных двигателей
1.10 Работа двухтактного двигателя
1.11 Топливо
1.11.1 Бензин и дизель
1.11.2 Альтернативные виды топлива
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 2 Эксплуатация двигателя и .1 Важные характеристики двигателя
2.2 Геометрические соотношения для поршневых двигателей
2.3 Силы в поршневых механизмах
2.4 Тормозной момент и мощность
2.5 Расчетная работа за цикл
2.6 Механический КПД
2.7 Среднее эффективное давление
2.8 Удельный расход топлива
2.8 Удельный расход топлива и соотношение топливо/воздух
2.10 Объемный КПД
2.11 Удельная мощность, удельный вес и удельный объем
2.12 Поправочные коэффициенты для мощности и объемного КПД
2.13 Удельные выбросы и индекс выбросов
2.14 Взаимосвязь между рабочими параметрами
2.15 Конструкция двигателя и рабочие характеристики
2.16 Требования к мощности транспортного средства
Проблемы
Ссылки
воздуха и топлива
3.4 Стехиометрия горения
3.5 Первый закон термодинамики и горение
3.5.1 Балансы энергии и энтальпии
3.5.2 Энтальпии образования
3.5.3 Теплота сгорания
3.5.4 Адиабатические процессы горения
3.5.5 Эффективность сгорания двигателя внутреннего сгорания
3.6 Второй закон термодинамики в применении к горению
3.6.1 Энтропия
3.6.2 Максимальная работа от Двигатель внутреннего сгорания и эффективность
3.7 Химически реагирующие газовые смеси
3.7.1 Химическое равновесие
3.7.2 Скорости химических реакций
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 4 Свойства рабочих жидкостей
4.1 Введение
4.2 Состав несгоревшей смеси
4.3 Взаимосвязь свойств газа
4.4 Простая аналитическая модель идеального газа
4.5 Карты термодинамических свойств
4.5.1 Карты несгоревшей смеси
4.5.2 Карты сгоревшей смеси
4.5.3 Связь между несгоревшей и сгоревшей смесью

4.6 Таблицы свойств и состава
4.7 Компьютерные процедуры для расчета свойств и состава
4.7.1 Несгоревшие смеси
4.7.2 Сгоревшие смеси
4.8 Транспортные свойства
4.9 Состав отработавших газов
4.9.1 Данные о концентрации компонентов
4.9.2 Определение коэффициента эквивалентности по компонентам отработавших газов
4.9.3 Влияние неравномерности соотношения топливо/воздух
4.9.4 Неэффективность сгорания
Проблемы
Идеальные модели циклов двигателя
5.1 Введение
5.2 Идеальные модели процессов двигателя
5.3 Термодинамические соотношения для процессов двигателя
5.4 Анализ цикла с идеальной газовой рабочей жидкостью с константами cv и cp
5.4.1 Цикл постоянного объема
5.4.2 Циклы ограниченного и постоянного давления
5.4.3 Сравнение циклов
5.5 Анализ топливно-воздушного цикла
5.5.1 Моделирование цикла двигателя SI
5.5.2 Моделирование цикла двигателя CI
5.5.3 Результаты расчетов циклов
5.6 Перерасширенные циклы двигателя
5.7 Анализ доступности процессов двигателя
5.7.1 Отношения доступности
5.7.2 Изменения энтропии в идеальных циклах
5.7.3 Анализ доступности идеальных циклов
5.7.4 Влияние коэффициента эквивалентности
5.8 Сравнение с реальными циклами двигателя
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 6 Процессы газообмена
6.1 Процессы впуска и выпуска в четырехтактном цикле
6.2 Объемный КПД
6.2.1 Квазистатические эффекты
6.2.1 Квазистатические эффекты
Сопротивление впускному и выпускному потокам
6.2.3 Теплообмен впускного и цилиндрового двигателей
6.2.4 Эффекты синхронизации впускного клапана
6.2.5 Дроссель воздушного потока на впускном клапане
6.2.6 Настройка впускного и выпускного клапанов
6.2.7 Комбинированные эффекты: безнаддувные двигатели
6.2.8 Эффекты турбонаддува
6.3 Расход через клапаны и порты
6.3.1 Клапан и геометрия портов и работа
6.3.2 Расходы и коэффициенты нагнетания
6.3.3 Регулируемая синхронизация клапанов и управление
6.4 Фракция остаточного газа
6.5 Расход выхлопных газов и изменение температуры
6.6 Продувка в двухтактных двигателях
6.6.1 Конфигурации двухтактных двигателей
6.6.2 Параметры и модели продувки
6.6.3 Фактические процессы продувки
6.7 Поток через порты двухтактного двигателя
6.8 Наддув и турбонаддув
6.8.1 Методы увеличения мощности
6.8.2 Основные взаимосвязи
6.8.3 Компрессоры
6.8.4 Турбины
6, Двигатель, 5 Компрессор Соответствие турбин
6.8.6 Устройства волнового сжатия
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 7 Подготовка смеси в двигателях с искровым зажиганием
7.1 Требования к смеси для двигателей с искровым зажиганием
7.2 Обзор дозирования топлива
7.2.1 Подходы к образованию смеси
7.2.2 Соответствующие характеристики топлива
7.3 Центральный (в корпусе дроссельной заслонки) впрыск топлива
7.4 Порт (многоточечный) впрыск топлива
7.4.1 Схема, компоненты и функции системы
7.4.2 Режим распыления топлива
7.4 .3 Воздействие обратного потока
7.5 Явления воздушного потока
7.5.1 Поток мимо дроссельной заслонки
7.5.2 Поток во впускных коллекторах
7.5.3 Модели воздушного потока
7.6 Явления потока топлива: впрыск топлива через порт
7.6.1 Поведение жидкого топлива
7.6.2 Переходные процессы: топливно-пленочные модели
7.7 Непосредственный впрыск топлива
7.7.1 Обзор методов прямого впрыска
7.7.2 Процессы подготовки смеси с непосредственным впрыском
7.7.3 Система и компоненты двигателя с непрямым впрыском
7.8 Датчики кислорода в отработавших газах
7.9 Системы подачи топлива
7.10 Сжиженный нефтяной газ и природный газ
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 8 Движение заряда внутри цилиндра
8.1 Потоки, создаваемые всасыванием
8.2 Средняя скорость и характеристики турбулентности
8.2.1 Определения соответствующих параметров
8.2.2 Применение к данным о скорости двигателя
8.3 Завихрение
8.3.1 Измерение завихрения
8.3.2 Генерация завихрения во время индукции
8.3.3 Изменение завихрения внутри цилиндра
8.4 Переворачивание
Flow-G 8.5 Поршни
8.5 Squish
8.6 Завихрение, кувыркание, взаимодействие потока
8.7 Течение в форкамерном двигателе
8.8 Течение в щелях и продувка
8.9 Потоки, создаваемые взаимодействием поршня со стенкой цилиндра
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 9.1 Сгорание в искровых двигателях1 Основные характеристики процесса
9.1.1 Основы сгорания
9.1.2 Процесс сгорания в двигателе с системой SI
9.2 Термодинамика сгорания в двигателе с системой SI
9.2.1 Сгоревшие и несгоревшие состояния смеси
9.2.2 Анализ данных о давлении в цилиндрах
9.2.3 Процесс сгорания Характеристика
9.3 Структура и скорость пламени
9.3.1 Общие наблюдения
9.3.2 Структура пламени
9.3.3 Скорости ламинарного горения
9.3.4 Зависимости распространения пламени
9.3.5 Горение с непосредственным впрыском топлива
9.4 Циклические изменения в сгорании, частичном сгорании и пропусках зажигания
9.4.1 Наблюдения и определения
9.4.2 Причины межцикловых и межцилиндровых изменений
9.4.3 Частичное сгорание, пропуски зажигания и стабильность двигателя
9.5 Искровое зажигание
9.5.1 Основы зажигания
9.5.2 Стандартные системы зажигания
9.5.3 Альтернативные подходы к зажиганию
9.6 Аномальное сгорание: самовозгорание и детонация
9.6.1 Описание явлений
9.6.2 Основы детонации 9.6.26.3 Топливные факторы
9.6.4 Спорадическое преждевременное зажигание и детонация
9.6.5 Подавление детонации
Проблемы
Ссылки
Системы
10.2.2 Другие дизельные системы сгорания
10.2.3 Сравнение различных систем сгорания
10.3 Сгорание дизельного двигателя
10.3.1 Оптические исследования дизельного сгорания
10.3.2 Сгорание в многораспылительных системах с непосредственным впрыском
10.3.3 Анализ скорости тепловыделения
10.3.4 Концептуальная модель сжигания дизельного топлива с непосредственным впрыском
10.4 Характеристики распыления топлива
10.4.1 Впрыск топлива
10.4.2 Общая структура распыления
10.4 .3 Распыление и образование брызг
10.4.4 Проникновение при распылении
10.4.5 Распределение размеров капель
10.4.6 Испарение при распылении
10.5 Задержка воспламенения
10.5.1 Определение и обсуждение
10.5.2 Качество воспламенения топлива
10.5.3 Самовоспламенение и горение предварительно смешанной смеси
10.5.4 Физические факторы, влияющие на задержку воспламенения
10.5.5 Влияние свойств топлива
10.5.6 Корреляции для задержки воспламенения в двигателях
10.6 Сгорание, регулируемое смешиванием
10.6.1 Фон
10.6.2 Распыление и пламя Структура
10.6.3 Смешивание топлива с воздухом и скорость горения
10.7 Альтернативные подходы к сгоранию при воспламенении от сжатия
10.7.1 Сгорание в дизельном топливе с множественным впрыском
10.7.2 Усовершенствованные концепции сгорания при воспламенении от сжатия
Проблемы
Ссылки
Справочные материалы

11.1 Характер и масштаб проблемы
11.2 Оксиды азота
11.2.1 Кинетика образования NO
11.2.2 Образование NO2
11.2.3 Образование NO в двигателях с искровым зажиганием
11.2.4 Образование NOx в двигателях с воспламенением от сжатия
Углерод 11.2.3 Монооксид
11.4 Выбросы углеводородов
11.4.1 Общие сведения
11.4.2 Основы тушения пламени и окисления
11.4.3 Выбросы углеводородов из двигателей с искровым зажиганием
11.4.4 Механизмы выбросов углеводородов в дизельных двигателях
11.5 Выбросы твердых частиц
11.5.1 Выбросы твердых частиц в двигателях с искровым зажиганием
11.5.2 Характеристики твердых частиц дизельного топлива
11.5.3 Распределение твердых частиц в цилиндре
11.5.4 Основы образования сажи
11.5.5 Окисление сажи

11.18.6 Адсорбция 11.6 Обработка выхлопных газов
11.6.1 Доступные опции
11.6.2 Основы каталитического нейтрализатора
11.6.3 Каталитические нейтрализаторы
11.6.4 Сажевые фильтры или ловушки
11.6.5 Системы обработки выхлопных газов
Проблемы
Ссылки 71 Значение теплопередачи
12.2 Способы теплопередачи
12.2.1 Теплопроводность
12.2.2 Конвекция
12.2.3 Излучение
12.2.4 Общий процесс теплопередачи
12.3 Теплопередача и энергетический баланс двигателя
12.4 Конвективная теплопередача
12.4 Конвективная теплопередача
.1 Анализ размеров
12.4.2 Корреляции для усредненного по времени теплового потока
12.4.3 Корреляции для мгновенных пространственных средних коэффициентов
12.4.4 Корреляции для мгновенных локальных коэффициентов
12.4.5 Теплообмен системы выпуска и впуска
12.5 Радиационный теплообмен
12.5.1 Излучение от газов
12.5.2 Излучение пламени
12.6 Измерение мгновенной скорости теплопередачи
12.6.1 Методы измерения
12.6.2 Измерения двигателя с искровым зажиганием
12.6.3 Измерения дизельного двигателя
12.6.4 Оценка корреляций теплопередачи
12.6.5 Поведение пограничного слоя
12.7 Тепловая нагрузка и температура компонентов
12.7.1 Влияние переменных двигателя
12.7.2 Компонент Распределение температуры
12.7.3 Прогрев двигателя
Проблемы
Ссылки
Глава 13 Трикционные литературы
13.1 Фон
13.2 Определения
13.3 Фрикционные основы
13.3.1 Смазное трение
13.3.3 Всего Трение
13.4 Методы измерения
13.5 Данные о трении двигателя
13.5.1 Двигатели SI
13.5.2 Дизельные двигатели
13.6 Механические фрикционные компоненты
13.6.1 Испытания двигателя на отказ
13.6.2 Система смазки двигателя
13.6.3 Трение в сборе поршня и смазка
13.6.4 Трение коленчатого вала
13.6.5 Трение в клапанном механизме
13.7 Трение в насосе
13.8 Требования к питанию
13.8 Аксессуар 13.6. Расход
13.10.1 Контекст потребления масла
13.10.2 Подача масла в цилиндр
13.10.3 Испарение масла
13.10.4 Прорыв газов и унос масла
13.11 Смазочные материалы
Проблемы
Ссылки
ГЛАВА 14 Моделирование реального потока двигателя и процессов сгорания
14.1 Назначение и классификация моделей
14.2 Управляющие уравнения для открытой термодинамической системы
14.2.1 Сохранение массы
14.2.2 13 Сохранение энергии и потребления18
Модели потока выхлопных газов
14.3.1 Общие сведения
14.3.2 Модели квазистационарного потока
14.3.3 Методы заполнения и опорожнения
14.3.4 Газодинамические модели
14.4 Термодинамические модели в цилиндрах
14.4.1 Общие сведения и общая структура модели
14.4.2 Модели двигателей с искровым зажиганием
14.4.3 Модели двигателей с непосредственным впрыском
14.4.4 Модели двигателей с форкамерой
14.4.5 Модели многоцилиндровых двигателей и двигателей со сложной системой
14.4.6 Второй закон Анализ процессов двигателя
14.5 Гидромеханические многомерные модели
14.5.1 Базовый подход и управляющие уравнения
14.5.2 Модели турбулентности
14.5.3 Численная методология
14.5.4 Прогнозы поля течения
14.5.5 Моделирование распыления топлива
14.5.6 Моделирование сгорания
Справочные материалы
ГЛАВА 15 Рабочие характеристики двигателя
15.1 Цели конструкции двигателя
15.2 Характеристики двигателя
15.2.1 Основные характеристики однофазных и дизельных двигателей
15.2.2 Характеристика характеристик двигателя

, мощность и среднее эффективное давление
15.2.4 Карты характеристик двигателя
15.3 Рабочие параметры, влияющие на характеристики, эффективность и выбросы двигателя SI
15.3.1 Момент зажигания
15.3.2 Состав смеси
15.3.3 Нагрузка и скорость
15.3.4 Степень сжатия
15.4 Конструкция системы сгорания двигателя SI
15.4.1 Цели и опции
15.4.2 Факторы, контролирующие сгорание

Факторы, которые 15.4. Характеристики управления
15.4.4 Требование к октановому числу в камере
15.4.5 Выбросы двигателя SI
15.4.6 Оптимизация
15.5 Переменные, влияющие на характеристики, эффективность и выбросы дизельного двигателя
15.5.1 Нагрузка и скорость
15.5.2 Конструкция системы сгорания
15.5.3 Впрыск топлива и EGR
15.5.4 Общее поведение системы
15.6 Двухтактные двигатели
15.6.1 Рабочие параметры
15.6.2 Двухтактные бензиновые двигатели SI
15.6.3 Двухтактные Cycle CI Engines
15.7 Шум, вибрация и резкость
15.7.1 Шум двигателя
15.7.2 Динамика возвратно-поступательного механизма
15.7.3 Балансировка двигателя
15.8 Работа двигателя и сводка по топливу
Проблемы
Ссылки
APPEND A Unit Con Соотношения идеального газа
B.1 Закон идеального газа
B.2 Моль
B.3 Термодинамические свойства
B.4 Смеси идеальных газов
ПРИЛОЖЕНИЕ C Уравнения для потока жидкости через сужение
C.1 Поток жидкости
C.2 Поток газа
Литература
ПРИЛОЖЕНИЕ D Данные о рабочих жидкостях Индекс

Rohstoffverbrauch von Verbrennern und E-Autos im Vergleich

Годовой спрос на сырую нефть для легковых автомобилей в Германии может сократиться на 56 процентов к 2035 году по сравнению с 2020 годом, если к тому времени доля электрических легковых автомобилей в регистрации в Германии вырастет до 100 процентов.Эти сбережения значительно превышают потребление ископаемых видов топлива, таких как природный газ, которые необходимы для покрытия дополнительной потребности электромобилей в электроэнергии.

При таком сценарии пик потребления первичного металла в секторе легковых автомобилей будет достигнут примерно к 2035 году. Ключевым сырьем здесь являются литий, кобальт, никель и медь для литий-ионных аккумуляторов. Этому в ближайшие годы также будет способствовать увеличение квот на вторичный металл, т.е. использование вторичного металла из тяговых аккумуляторов.Потребление металлов платиновой группы, таких как платина, палладий или родий, для каталитических нейтрализаторов выхлопных газов автомобилей в этом случае также резко упадет: почти до нуля в 2035 году.

Основные изменения в отрасли производства легковых автомобилей: влияние на потребление сырья

Таковы результаты исследования «Потребление ресурсов в секторе легковых автомобилей в Германии до 2035 года — влияние различных систем привода», проведенного по заказу Федерального министерства окружающей среды.Таким образом, исследовательская группа Oeko-Institut при поддержке коллег из ifeu и Transport&Environment представила всесторонний анализ потребления ресурсов для различных разработок.

«Мы честно сравнили влияние различных силовых агрегатов, включив спрос на металлы и ископаемое топливо в потребление ресурсов как электромобилями, так и двигателями внутреннего сгорания», — говорит д-р Матиас Бухерт из Oeko-Institut. «Мы закрыли пробел в исследованиях, изучив и оценив возможные изменения в секторе легковых автомобилей Германии до 2035 года с точки зрения ресурсов.»

Основные рекомендации исследования

На основе результатов исследования получены следующие рекомендации:

  • Надлежащая проверка цепочки поставок материалов для аккумуляторов
  • Призыв к амбициозным целям по переработке ключевых материалов для аккумуляторов
  • Вхождение в экономику замкнутого цикла, в том числе для редкоземельных элементов в Европе
  • Ускорение развития возобновляемых источников энергии для энергетического сектора
  • Критерии ответственного выбора источников оставшейся добычи сырой нефти

Метод исследовательской группы

Для анализа ученые определили два разных сценария возможного развития сектора легковых автомобилей в Германии до 2035 года.Цель: выявить существенные различия в расходе сырья. Сценарий горения и сценарий электромобиля сравнивались.

Сценарий горения предполагает консервативное развитие сектора легковых автомобилей. Здесь доля автомобилей с двигателем внутреннего сгорания во всех новых регистрациях в 2035 году по-прежнему будет составлять почти 60 процентов. С другой стороны, в сценарии электромобилей на рынке легковых автомобилей в Германии с 2035 года будут регистрироваться только электромобили с аккумуляторными батареями. .

Поскольку автомобильная промышленность в настоящее время быстро развивается в направлении электрификации транспортных средств, потребление ресурсов для основных компонентов электромобилей, в первую очередь литий-ионных аккумуляторов, также подвергалось критическим исследованиям в течение многих лет с точки зрения воздействия на окружающую среду и негативных социальных последствий. последствия. В исследовании анализируются наиболее важные разработки по основному сырью и оценивается их актуальность.

Металлы и ископаемое топливо

В краткосрочной и среднесрочной перспективе сценарий использования электромобилей приведет к росту спроса на металл, но при этом будет потребляться гораздо меньше ископаемого топлива.В сценарии сжигания спрос на металл ниже, но спрос на ископаемые виды энергии остается и остается очень высоким. Однако в долгосрочной перспективе металлы могут быть переработаны, а ископаемое топливо больше нельзя использовать после сжигания.

Однако исследование не только проливает свет на влияние спроса на сырье для лития, кобальта или редкоземельных элементов. Важное внимание также уделяется регионам производства и снабжения, из которых берутся ресурсы, необходимые в Германии. Большая часть нефти для Германии поступает из стран-поставщиков, где добыча нефти имеет негативные экологические и социальные последствия.

История сценариев

Приводные системы двигателя внутреннего сгорания, гибридного, подключаемого гибридного и аккумуляторного электромобиля предоставляют данные для моделирования. Оба сценария были основаны на ежегодных новых регистрациях примерно от 3,2 до 3,3 млн легковых автомобилей. Чтобы обеспечить сопоставимость оценок, по методологическим причинам было решено не включать другие краеугольные камни перехода к более устойчивому транспортному сектору, например, больше общественного транспорта и велосипедов и меньше автомобилей.

Исследователи сосредоточились на компонентах и ​​наиболее важных материалах, которые различаются между отдельными системами трансмиссии. К ним относятся, например, автомобильные каталитические нейтрализаторы выхлопных газов для автомобилей с двигателями внутреннего сгорания или литий-ионные аккумуляторы в электромобилях. Компоненты автомобиля, такие как шины, кузов, ветровые стекла, подвеска и необходимое для них сырье, которые устанавливаются на все легковые автомобили, также не учитывались в исследовании.

Также учитывались необходимые источники энергии: дизельное топливо и бензин, а также электрическая энергия.Кроме того, в расчет потребности в ресурсах была включена инфраструктура, необходимая для производства энергии. Для баланса электроэнергии в Германии за основу был взят рост доли возобновляемых источников энергии примерно до 69 процентов в 2035 году.

Исследование «Потребление ресурсов в секторе легковых автомобилей в Германии до 2035 г. – влияние различных систем привода», проведенное Oeko-Institut

Поршневые двигатели внутреннего сгорания | Департамент охраны окружающей среды Флориды

Поршневые двигатели внутреннего сгорания (RICE) сжигают топливо для работы двигателя.Двигатели внутреннего сгорания снабжают энергией такое оборудование, как аварийные генераторы или насосы.

RICE имеют право работать во Флориде на основании общего разрешения на полеты (AGP) в соответствии с требованиями 62-210.310(4)(b) Административного кодекса Флориды (F.A.C.) .

AGP – это разрешение в соответствии с правилами на строительство или эксплуатацию определенного типа объекта, выбрасывающего загрязняющие вещества в атмосферу. Использование такого разрешения каким-либо отдельным предприятием не требует действий со стороны Департамента охраны окружающей среды Флориды (DEP).Условия AGP изложены в правиле, а не в отдельно выдаваемом разрешении на строительство или эксплуатацию воздушных судов.

Некоторые RICE могут претендовать на освобождение в соответствии с 62-210.300(3)(a)(35), F.A.C. при соблюдении следующих условий в отношении каждой такой единицы:

  1. Устройство не подпадает под действие программы кислотных дождей, программы CAIR или каких-либо применимых требований к конкретному устройству.
  2. Установка не должна сжигать отработанное масло или любое другое топливо, кроме природного газа, пропана, бензина и дизельного топлива.
  3. В совокупности все блоки, заявляющие об этом освобождении, на одном и том же объекте не должны сжигать больше, чем совокупный максимальный годовой объем одного вида топлива, как указано в подпункте d., или эквивалентный совокупный максимальный годовой объем нескольких видов топлива, как указано в подпункте d. -подпункт д.
  4. При сжигании только одного (1) вида топлива совокупный годовой объем топлива, сжигаемого всеми единицами, заявляющими об этом освобождении, на одном и том же объекте, не должен превышать 53 000 галлонов бензина, 64 000 галлонов дизельного топлива, 288 000 галлонов пропана или 8 .8 миллионов стандартных кубических футов природного газа.
  5. При сжигании более одного (1) вида топлива эквивалентное совокупное годовое количество каждого вида топлива, сжигаемого единицами, заявляющими об этом освобождении, на одном и том же объекте, не должно превышать совокупное максимальное годовое количество такого топлива, как указано в подпункте д., умноженный на процент топлива. Процент топлива представляет собой процентное отношение общего количества топлива, сожженного всеми единицами, заявившими об этом освобождении, на одном и том же объекте, к общему количеству такого топлива, разрешенного для сжигания всеми единицами, заявившими об этом освобождении, на том же объекте в соответствии с подпунктом подпункт д.Сумма процентных долей топлива для всех видов топлива, сожженных единицами, претендующими на это освобождение, на одном и том же объекте, должна быть меньше или равна 100 процентам.

Регистрация

Вы можете зарегистрировать, продлить, изменить владельца или внести административные исправления в AGP онлайн.

Если вы не хотите использовать AGPERS, вы можете при желании загрузить и заполнить следующий рабочий лист и отправить его по почте в DEP по адресу, указанному в инструкциях к рабочему листу, вместе с платой за обработку в размере 100 долларов США.

Информация о поддержке соответствия

Для получения дополнительной информации о AGP или помощи в использовании AGPERS, пожалуйста, свяжитесь с программой DEP по оказанию помощи малому бизнесу по охране окружающей среды по телефону 1-800-722-7457.

По вопросам, связанным с процедурами соответствия, такими как уведомления об испытаниях, подача отчетов, ведение документации, проверки и т. д., обращайтесь в орган по обеспечению соблюдения требований округа, в котором расположено ваше предприятие. Если он расположен в округах Броуард, Дюваль, Хиллсборо, Майами-Дейд, Ориндж, Палм-Бич, Пинеллас или Сарасота, посетите нашу страницу контактов местной программы Air.Для всех других округов перейдите на нашу страницу контактов District Air.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.