Работа дизельного двигателя

Работа дизельного двигателя, а точнее его рабочий цикл состоит из четырех постоянно повторяющихся тактов: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

В начале работы дизельного двигателя в цилиндр поступает воздух. Воздух начинает сжиматься с очень высокой степенью сжатия, это приводит к повышению давления и соответственно температуры. В конце такта сжатия в определенное время в нагретый воздух происходит впрыск дизельного топлива с помощью специального устройства —форсунки. Дизельное топливо от соприкосновения с горячим сжатым воздухом самовоспламеняется, поэтому вы наверно слышали, дизельный двигатель так и называют двигатель с воспламенением от сжатия. Рабочая смесь в таком двигателе образуется непосредственно в цилиндре.

Работа дизельного двигателя на такте впуска.

Поршень движется от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Во время этого такта в цилиндре создается разрежение.  Впускной клапан открывается и происходит наполнение чистым воздухом (очистку воздуха обеспечивает воздухоочиститель). В цилиндре остаются отработавшие газы, которые смешиваются с воздухом. Во время такта впуска давление воздуха в цилиндре может колебатся от 80 до 90 кПа, а температура где-то от 50 до 75 градусов.

Работа дизельного двигателя во время

такта сжатия.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом впускной и выпускной клапаны находятся в закрытом положении. Объем воздуха уменьшается, а давление пропорционально увеличивается, при этом увеличивается и температура. Давление воздуха может составлять 3,5 МПА, а температура держится на уровне 650-700 градусов. Чтобы обеспечить надежную раюоту двигателя необходимо, чтобы температура была значительно выше температуры самовоспламенения дизельного топлива.

Работа дизельного двигателя во время такта

рабочего хода.

При такте расширения, так его еще называют. Оба клапана находятся в закрытом состоянии. Когда поршень приближается к верхней мертвой точке в горячий и сжатый воздух впрыскивается мелко распыленное, дисперсное дизельное топливо давление составляет 20—22 МПа. Это давление нагнетает топливный насос. Топливо поступает в цилиндр, перемешиваясь с воздухом нагревается, далее испаряется и воспламеняется. При сгорании топлива в цилиндре давление составляет около 6-8 Мпа, а температура 1800-200 градусов. Образовавшиеся газы действуют на днище поршня и перемещают его от верхней мертвой точки к нижней мертвой точке. Этот такт совершает работа, поэтому он считается основным тактом рабочего цикла.

Работа дизельного двигателя во время такта выпуска.

Поршень движется от нижней мертвой точки к верхней мертвой точке. При этом открыт выпускной клапан, через который вытесняются отработавшие газы из цилиндра. Давление при такте пуска составляет 110-120 кПа, а температура, 600-700 градусов.

{jcomments on}

Принцип действия дизельного двигателя

Дизель — это двигатель внутреннего сгорания с КПД более 50%. Большое значение этому агрегату дают низкий расход топлива и низкая токсичность. Дизельный двигатель адаптирован к наддуву воздуха — за счет этого повышается мощность, кпд и уменьшается содержание вредных веществ в отработанном газе (ОГ). Дизели работают по двухтактному и четырехтактному принципу. Но большинство автомобилей сегодня используют четырехтактный принцип.

Принцип действия

Дизельный двигатель может быть одноцилиндровым или многоцилиндровым. При сгорании дизельного топлива в камере сгорания повышается давление, которое заставляет поршень совершить возвратно-поступательное действие в цилиндре. Этот принцип действия называется «поршневой двигатель». Шатун преобразует возвратно-поступательное движение во вращательное движение коленвала. Маховик на коленвале сглаживает неравномерное вращение из-за последовательного сгорания топлива в отдельных цилиндрах.

Четырехтактный процесс

Рисунок 1- Четырехтактный процесс

а — такт впуска; б — такт сжатия; в — рабочий ход; г — такт выпуска; 1— впускной клапан; 2 — форсунка; 3 — выпускной клапан; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 6 —топливный насос высокого давления

Первый такт — впуск

Поршень, находящийся в верхней точке, начинает движение вниз и увеличивается объем цилиндра. Через открытый впускной клапан в цилиндр засасывается воздух. В нижней мертвой точке поршня, объем цилиндра становится максимально допустимым.

Второй такт — сжатие

Впускной клапан закрыт и поршень, начиная своё движение, сжимает воздух, который от степени сжатия начинает нагреваться до высокой температуры (максимально доходящей до 900 С). В конце процесса сжатия в разогретый воздух форсункой впрыскивается топливо. В верхней мертвой точке поршня объем цилиндра достигает минимальное значение.

Третий такт — рабочий ход

После задержки воспламенения (это связано с углом поворота коленвала) происходит рабочий ход. Топливо в сильно сжатом воздухе воспламеняется и сгорает в камере сгорания. Из-за этого заряд топливовоздушной смеси, созданной ТНВД, разогревается и давление поднимается выше. Количество впрыснутого топлива определяется количество освобожденной при сгорании энергии. Под действием давления поршень опускается вниз и тепловая энергия преобразуется в кинетическую. Кривошипно-шатунная система переводит кинетическую энергию поршня в энергию вращения коленвала.

Четвертый такт — выпуск

Незадолго до того, как поршень достигнет нижней мертвой точки, открывается выпускной клапан. Горячий газ находящийся под давлением выходит из цилиндра. Движение поршня вверх позволяет вытеснить остаток газа. Коленвал проходит два оборота и цикл повторяется сначала.

Кулачки впуска и выпуска распредвала отвечают за работу (открытия и закрытия) клапанов. Распредвал приводится от коленвала зубчатым ремнем или шестернями. Рабочий цикл, при четырех вышеописанных тактах, совершается за два оборота коленвала, поэтому распредвал вращается с частотой меньшей вдвое, чем коленчатый.

В момент перехода от такта выпуска к такту впуска — клапаны открыты одновременно. Этот момент называется — перекрытие клапанов. В это время отработавшие газы вытесняются новым воздухом в выпускной коллектор, таким образом охлаждая цилиндр.

Степень сжатия в двигателе оказывает влияние на:

• процесс холодного пуска;

• крутящий момент;

• расход топлива;

• шумность работы;

• эмиссию отработанных газов.

Принцип работы двигателя определил наличие следующих систем: 

кривошипно-шатунный механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня под воздействием давления газов во вращательное движение коленчатого вала; 

механизм газораспределения, предназначенный для своевременного наполнения цилиндров горючей смесью или воздухом и выпуска отработавших газов в атмосферу; 

система смазки, предназначенная для очистки и подачи к трущимся сопряженным поверхностям двигателя необходимого для смазки и охлаждения этих поверхностей количества масла; 

система охлаждения, служащая для охлаждения всех нагреваемых деталей двигателя путем отвода от них тепла; 

система питания, предназначенная для подачи в цилиндры дозированного количества топлива или горючей смеси в распыленном состоянии; 

система пуска, предназначенная для быстрого и уверенного запуска двигателя при любых температурных условиях.

TNVD.ORG, 2022

Все права защищены.



Если вы хотите найти милую проститутку, сделайте это с помощью веб-сайта http://prostitutkikazani.date. После тяжелого рабочего дня секс с шлюхами будет для вас самым лучшим выводом.

Спасибо, Ваше сообщение успешно отправлено!

Дизельная электростанция – компоненты, работа и применение

Содержание

Что такое дизельная электростанция?

Дизельный двигатель использует дизельный двигатель для вращения генераторов и производства электроэнергии. Дизельный двигатель используется в качестве основного двигателя, и эта силовая установка известна как дизельная электростанция.

Благодаря сгоранию дизельного топлива вырабатывается энергия вращения. Генератор соединен с тем же валом дизельного двигателя. А генератор переменного тока используется для преобразования энергии вращения дизельного двигателя в электрическую энергию.

В большинстве случаев дизельная электростанция используется для выработки электроэнергии для мелкосерийного производства и на стороне нагрузки. Когда мощность сети недоступна, дизельный двигатель используется для питания нагрузки в аварийных условиях.

Как правило, дизельные электростанции мощностью от 2 до 50 МВт используются на центральных электростанциях для удовлетворения пикового спроса на паровых электростанциях и гидроэлектростанциях. Но в настоящее время из-за высокой стоимости топлива дизельные двигатели не используются для таких целей.

• Связанный пост: Ветряная электростанция — ветряные турбины, генераторы, выбор площадки и схема генерации

Компоненты, рабочая и принципиальная схема дизельной электростанции

На приведенном ниже рисунке показана принципиальная схема дизельной электростанции.

Щелкните изображение, чтобы увеличить его

Различные компоненты или системы, используемые в дизельной электростанции, перечислены ниже.

• Дизельный двигатель
• Система впуска воздуха
• Выхлопная система
• Система водяного охлаждения
• Система подачи топлива
• Система смазки
• Система запуска дизельного двигателя

Дизельный двигатель

Дизельный двигатель является основным компонентом дизельной электростанции. Он используется для выработки механической энергии в виде энергии вращения с помощью сгорания дизельного топлива. Генератор подсоединен к тому же валу, что и дизельный двигатель.

Существует два типа дизельных двигателей;

• Двухтактные двигатели
• Четырехтактные двигатели

В двухтактных двигателях за каждый оборот коленчатого вала развивается один рабочий такт. А в четырехтактных двигателях через каждые два оборота коленчатого вала развивается один рабочий такт.

По сравнению с четырехтактными двигателями двухтактные двигатели имеют низкое отношение веса к мощности, более компактны, легко запускаются и имеют низкие капитальные затраты. Но термодинамический КПД двухтактного двигателя меньше по сравнению с четырехтактным двигателем. Двухтактные двигатели требуют больше охлаждающей воды и потребляют больше смазочных материалов.

Четырехтактные двигатели более предпочтительны по сравнению с двухтактными для применения в малых генерациях и дизель-генераторных установках. А для крупносерийного производства предпочтение отдается двухтактным двигателям. Требуемую мощность дизельной электростанции можно рассчитать по приведенному ниже уравнению.

Мощность станции = (Подключенная нагрузка × Коэффициент спроса) / (Коэффициент разнообразия)

Электростанция с дизельным двигателем мощностью менее 3 МВт используется в качестве резервных станций, а станции мощностью от 3 до 25 МВт используются в качестве станций базовой нагрузки. Как правило, в установках такого типа используются четырехтактные двигатели. Установки, используемые для установок с базовой нагрузкой, имеют мощность более 10 МВт, и для этих установок используются двухтактные двигатели.

• По теме: Почему мощность электростанции указана в МВт, а не в кВА?

Система впуска воздуха

Большой дизельной электростанции требуется воздух в диапазоне 4-8 м ³ /кВтч. В естественном воздухе содержится много частиц пыли, которые могут повредить цилиндры двигателей. Поэтому в системах впуска воздуха используются воздушные фильтры.

Воздушные фильтры изготавливаются из ткани, дерева или войлока. В некоторых случаях используются фильтры с масляной ванной. В фильтрах с масляной ванной частицы пыли покрыты маслом. Конструкция системы впуска воздуха сделана таким образом, чтобы она вызывала минимальные потери давления при движении воздуха.

Высокие потери давления могут привести к увеличению расхода топлива и снижению мощности двигателя. Во избежание засорения воздушные фильтры необходимо периодически очищать. В силовых установках большой мощности между двигателем и системой впуска используется глушитель для снижения шумового загрязнения.

Выхлопная система

При сгорании дизельного топлива образуются газы. Система, которая используется для удаления этих газов, известна как выхлопная система. Выхлопная система предназначена для выброса газов из двигателя в атмосферу.

Выхлопные системы сконструированы таким образом, что удаляют газы без потери давления. Если давление сбрасывается, требуется дополнительная работа для выхлопных газов. А это увеличит расход топлива и снизит мощность дизельных двигателей.

Для снижения уровня шума выхлопная система должна быть снабжена глушителями и глушителями. С помощью гибких выхлопных труб вибрация должна изолироваться от установки.

Выхлопную систему необходимо покрыть асбестом, чтобы избежать теплопередачи, и ее необходимо периодически очищать.

Система водяного охлаждения

Двигатель внутреннего сгорания работает за счет сжигания топлива с воздухом, а процентное использование энергии указано ниже;

1. 30-37% – полезная работа
2. 30-35% – переносятся выхлопными газами
3. 0-12% – потери на излучение, конвекцию и теплопроводность
4. 22-30% – потоки тепловой энергии от газов к стенкам цилиндра

Следовательно, в двигателе внутреннего сгорания 22-30% энергии теряется в виде тепловой энергии. А чтобы двигатель не перегревался, ему необходима система охлаждения. Существует два типа систем охлаждения;

• Прямое охлаждение
• Косвенное охлаждение

Прямое охлаждение также известно как воздушное охлаждение, а непрямое охлаждение также известно как водяное охлаждение. Как правило, воздушное охлаждение используется для двигателей малой мощности. И он использует охлаждающие ребра и перегородки для отвода тепла от двигателя. Для двигателей большой и средней мощности используется система водяного охлаждения. В системе водяного охлаждения используется водяная рубашка, радиатор и патрубки.

• Связанный пост: Солнечная электростанция — типы, компоненты, схема и работа

Система подачи топлива

В дизельной электростанции, как следует из названия, в качестве топлива используется дизельное топливо. Система подачи топлива должна выполнять следующие функции.

• В зависимости от мощности двигателя и количества часов подачи требуется резервуар для хранения дизельного топлива.
• Перед подачей топлива в двигатель топливо должно быть отфильтровано и не должно содержать примесей.
• Необходим учет топлива.
• В зависимости от нагрузки в каждом цикле он должен впрыскивать точное количество топлива.
• Обеспечьте обратный путь к неиспользованному топливу.
• В многоцилиндровом двигателе требуется распыление топлива и равномерное распределение топлива по каждому цилиндру.

Существует три типа механических систем впрыска топлива;

• Система Common Rail
• Индивидуальная насосная система
• Распределительная система

Система смазки

В двигателе внутреннего сгорания расположение поршень-цилиндр относится к очень большому изменению температуры. Он работает при максимальной температуре около 2000˚ C или выше. При такой высокой температуре смазочный материал может превратиться в липкий материал. А это приводит к заеданию поршневых колец.

Двигатели работают в условиях высоких нагрузок и вызывают потери на трение в случае выхода из строя системы смазки. Следовательно, система смазки необходима для двигателя внутреннего сгорания и требует, чтобы достаточное количество масла достигало всех частей двигателя.

Система смазки предотвращает прямой контакт между двумя металлами и снижает износ движущихся частей. Перечисленные ниже компоненты двигателя внутреннего сгорания должны быть смазаны;

• Поршень и цилиндр
• Коренные подшипники коленчатого вала
• Кулачок, распределительный вал и его подшипники
• Концы подшипников шатуна

Существует три типа смазочных систем;

• Система смазки распылением или заправкой
• Система впрыска с мокрым картером
• Система впрыска с сухим картером

Связанная статья: Тепловая электростанция – компоненты, работа и выбор места

Система запуска дизельного двигателя

Во время запуска температура и давление в цилиндре недостаточны для инициирования сгорания. Следовательно, запуск двигателя не способствует инициированию сгорания. Существует несколько методов запуска дизельного двигателя. Некоторые из этих методов перечислены ниже.

• Запуск вручную или пинком
• Электрический запуск
• Сжатый воздух
• Вспомогательный бензиновый двигатель
• Зажигание с горячей лампой
• Специальный картридж пусковой

Из этих методов электрический запуск является наиболее популярным методом запуска дизельного двигателя. В этом методе батарея используется с двигателем с последовательным возбуждением (стартер). Эта схема предназначена для работы на большом токе при низком напряжении. Пусковой двигатель соединен с маховиком двигателя через шестерни и обеспечивает крутящий момент до запуска двигателя.

• Связанный пост: Гидроэлектростанция — типы, компоненты, турбины и работа

Выбор места для дизельной электростанции

Ниже перечислены факторы, влияющие на выбор места для дизельной электростанции.

1. Несущая способность: Дизель установлен на фундамент. Если несущая способность выбранной земли высока, то она не требует большой глубины для фундамента. И это сэкономит первоначальную стоимость силовой установки.
2. Транспортное средство: Заводу требуется тяжелая техника. Следовательно, выбранное место должно иметь адекватное транспортное средство.
3. Труд: Дизельная электростанция большой мощности требует нескольких рабочих.
4. Наличие воды: Дизельной электростанции требуется вода для охлаждения.
5. Будущее расширение: Есть дополнительные земли для будущего расширения.
6. Наличие топлива: Эта установка требует большого объема топлива (дизельного топлива). Таким образом, место должно быть выбрано, где топливо легко доступно.
7. Удаленность от населенного пункта: Работа дизельного двигателя загрязняет близлежащие территории. Следовательно, завод должен быть расположен на значительном расстоянии от человека.
8. Расстояние от центра нагрузки: Во избежание потерь при передаче место следует выбирать рядом с центром нагрузки.

• По теме: Что такое атомная энергетика и как работает атомная электростанция?

Преимущества и недостатки дизельных электростанций

Преимущества

Преимущества дизельных электростанций перечислены ниже.

• При необходимости может быстро запускаться и останавливаться.
• Эта установка может быть расположена в любом месте, и ее легко установить для электростанции небольшой мощности.
• Не требует дополнительного места.
• Эта установка быстро реагирует на различные нагрузки.
• Вода требуется только для охлаждения. Таким образом, требуется очень небольшое количество воды.
• Тепловой КПД этой установки выше, чем у паровой электростанции.
• Дизельная электростанция может быть эффективно использована до 100 МВт.
• Требуется меньше рабочей силы.
• Может сжигать различные виды топлива.
• Меньше шансов возгорания.

Недостатки

Ниже перечислены недостатки дизельных электростанций.

• Стоимость генерации на единицу очень высока. Так как работа этого завода зависит от цены дизельного топлива. И цены на дизель высокие.
• Мощность дизельной электростанции меньше по сравнению с паровой электростанцией и гидроэлектростанцией.
• Создает шумовое загрязнение и выбросы углекислого газа при сгорании дизельного топлива.
• Требует больших затрат на обслуживание и смазку.
• Эта установка не способна обеспечить постоянную перегрузку.
• Срок службы этой установки меньше по сравнению с другими электростанциями.

Похожие сообщения:

• Что такое HVDC? Передача электроэнергии постоянного тока высокого напряжения
• Различия между передачей энергии HVAC и HVDC
• Преимущества передачи энергии HVDC по сравнению с HVAC

Применение дизельных электростанций

Применение дизельных электростанций:

1) Установка установки

Установка может быть легко установлена ​​в сети энергосистемы. Но если учесть экономические соображения, то мощность панта ограничивается от 5 МВт до 50 МВт. Эти пределы также зависят от грузоподъемности, наличия топлива, воды и места.

2) Электростанция пиковой нагрузки

Дизельная электростанция используется с теплоэлектростанциями и гидроэлектростанциями для удовлетворения пикового спроса. Это снижает удельные затраты на производство электроэнергии. Он может легко запускаться и останавливаться в зависимости от потребности и изменения нагрузки.

3) Аварийная установка

Дизельный двигатель можно использовать в качестве аварийной установки. Когда мощность сети недоступна, дизельный двигатель используется в качестве резервной установки на случай чрезвычайных ситуаций.

4) Мобильная установка

Дизельная электростанция малой и средней мощности может быть закреплена на грузовике или прицепе. Эта установка может использоваться как мобильная электростанция, и мы можем использовать эту установку для снабжения там, где электроэнергия недоступна. Эта установка также используется в качестве аварийной станции при отключении электроэнергии.

5) Резервный агрегат

Эта установка может использоваться в качестве резервного агрегата с гидроэлектростанцией. Когда на гидроэлектростанции недостаточно воды, для удовлетворения потребности в электроэнергии дизельная электростанция работает параллельно с гидроэлектростанцией.

6) Электростанция для небольших предприятий

Эта установка может использоваться для краткосрочной работы небольших предприятий, где важна надежность электроснабжения в течение всего дня.

7) Детская станция

В некоторых районах, где сеть недоступна, или в любом развивающемся районе, где нет достаточной нагрузки для подключения к сети, дизельная электростанция используется в качестве временного решения для подачи электроэнергии . И удалить, когда сетка подключена.

Похожие сообщения:

• Что такое электричество? Типы, источники и производство электроэнергии
• Что такое электроэнергия? Виды электроэнергии и их единицы
• Калькулятор потребления энергии и мощности – Калькулятор кВтч
• FACTS — Гибкая система передачи переменного тока — Типы контроллеров и устройств FACTS
• Почему передача электроэнергии кратна 11, т. е. 11 кВ, 22 кВ, 66 кВ и т. д.?
• Эффект короны и разряд в линиях электропередачи и энергосистеме
• Почему кабели и линии электропередач не закреплены на опорах и опорах ЛЭП?
• Разница между системой передачи переменного и постоянного тока и линиями электропередач
• Проектирование и монтаж подстанций СВН/СВН и СВН/ВН

Как работают дизельные автомобили?

Автомобили с дизельным двигателем аналогичны автомобилям с бензиновым двигателем, поскольку оба они используют двигатели внутреннего сгорания. Одно отличие состоит в том, что дизельные двигатели имеют систему впрыска с воспламенением от сжатия, а не систему с искровым зажиганием, используемую в большинстве бензиновых автомобилей. В системе с воспламенением от сжатия дизельное топливо впрыскивается в камеру сгорания двигателя и воспламеняется за счет высоких температур, достигаемых при сжатии газа поршнем двигателя. В отличие от систем контроля выбросов на автомобилях с бензиновым двигателем, многие автомобили с дизельным двигателем имеют дополнительные компоненты для очистки выхлопных газов, которые уменьшают количество твердых частиц и расщепляют опасный оксид азота (NO 9). 0439 x ) выбросы в безвредный азот и воду. Дизельное топливо является распространенным транспортным топливом, и в некоторых других вариантах топлива используются аналогичные системы и компоненты двигателя. Узнайте об альтернативных видах топлива.

Изображение в высоком разрешении

Система доочистки выхлопных газов: Эта система состоит из нескольких компонентов, которые отвечают за фильтрацию выхлопных газов двигателя в соответствии с требованиями по выбросам выхлопных газов. После того, как выхлопные газы двигателя фильтруются через дизельный сажевый фильтр (DPF) и катализатор окисления дизельного топлива для уменьшения содержания твердых частиц, дизельная выхлопная жидкость (DEF) впрыскивается в смесь выхлопных газов, а затем путем химического преобразования восстанавливается до азота и воды. в селективном каталитическом восстановителе (SCR) перед выбросом в атмосферу через выхлопную трубу автомобиля.

Аккумулятор: Аккумулятор обеспечивает электроэнергией запуск двигателя и электронику/аксессуары автомобиля.

Заливная горловина дизельного выхлопа: Это отверстие предназначено для заполнения бачка дизельной выхлопной жидкости.

Бак для жидкости для выхлопных газов (DEF): В этом баке содержится жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей, водный раствор мочевины, который впрыскивается в поток выхлопных газов во время селективного каталитического восстановления.

Электронный блок управления (ECM): ECM управляет топливной смесью, опережением зажигания и системой выбросов; следит за работой автомобиля; защищает двигатель от небрежного обращения; и обнаруживает и устраняет проблемы.

Топливозаправочная горловина: Форсунка от топливораздаточной колонки присоединяется к приемнику на автомобиле для заполнения бака.

Топливопровод: Металлическая трубка или гибкий шланг (или их комбинация) подает топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя.

Топливный насос: Насос, который перекачивает топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя через топливопровод.