Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Газовое оборудование как влияет на двигатель


Как влияет ГБО на двигатель [ОТВЕТ]

На эту тему написано очень много статей, которые описывают этот вопрос как с положительной, так и с отрицательной стороны. Отрицательное влияние ГБО на двигатель возможно, но только при несоблюдении основополагающих правил установки и использования ГБО (об этом чуть позже).

Итак, для начала определим, что в качестве газового топлива для автомобиля подходят два вида газа: пропан-бутан (СНГ) и метан (СПГ). Пропан-бутан – это сжиженный нефтяной газ, он очень схож по своим свойствам с бензином, поэтому он широко распространен на территории РФ и является основной альтернативой бензину. Именно про пропан-бутан и пойдет речь в этой статье.

Так как речь идет конкретно о влиянии газа на двигатель, не будем обсуждать общие плюсы и минусы автомобиля с ГБО, а разберем узконаправленный вопрос. Существуют мнение о вреде газового топлива на ДВС и наоборот – мнение о том, что ресурс двигателя увеличивается. Итак, предстоит немного внести ясность в столь противоречивые взгляды. Начнем с явных плюсов. Благодаря высокому октановому числу, газ в двигателе горит гораздо «мягче» бензина, тем самым оказывает меньшую ударную нагрузку на цилиндропоршневую группу и уменьшат её износ на 30-40 %. Газ попадает в двигатель в парообразном состоянии, что улучшает его смешивание с воздухом. Далее происходит более равномерное наполнение камеры сгорания и увеличивается эффективность горения. Также газ благоприятно влияет на моторное масло, которое играет большую роль в сроке службы двигателя. Во-первых, газ, попадая в камеру сгорания, не смывает маслянистую пленку со стенок цилиндра. Благодаря этому улучшается качество смазки деталей. Во-вторых, из-за отсутствия серы в составе газа значительно меньше нагружается (загрязняется) моторное масло, следовательно, оно дольше сохраняет свои чистящие и смазывающие свойства.

Теперь минусы. Основными аргументами противников ГБО являются утверждения, что двигатель создан для работы на бензине, что газ сушит двигатель и неизбежен прогар клапанов. Газ хоть и сильно похож на бензин по своим свойствам, но все же есть отличия. Во-первых, являясь чистым топливом, газ в своем составе не содержит побочных маслянистых примесей, которые создают дополнительную пленку между седлом клапана и самим клапаном. Действительно, это свойство газа ухудшает тепловой контакт клапана с седлом головы двигателя, чем затрудняет  охлаждения клапана и, видимо, именно этот эффект имеют ввиду, когда употребляют выражение «газ сушит», так как топливо (ни бензин, ни газ) не участвует в прямом процессе смазки ни резинотехнических изделий, ни механических элементов двигателя.

Во-вторых, сам процесс горения газа отличен от горения бензина. Самые главные для нас отличия это температура горения и скорость горения. Газ, благодаря высокому октановому числу, горит медленнее бензина и с большей температурой.

Теперь давайте разберемся, как это отражается на работе двигателя и его ресурсе.

Температура отработанных газов на бензине в среднем составляет 500ºС. При правильной работе двигателя на газе температура выпуска повышается на 40-50ºС, т.е. всего на 8-10 %. Эти температурные изменения несущественны, так как температурный запас прочности у цилиндропоршневой группы гораздо выше. Этот эффект нанести вред двигателю и его ресурсу не может. А вот «мягкое» и «протяженное» горение не очень хорошо сказывается на выпускных клапанах при оборотах двигателя свыше 4500 об/мин. Это обусловлено тем, что при высокой скорости вращения двигателя горение должно происходить моментально, иначе в момент выпуска отработанных газов рабочая смесь будет догорать и перегревать выпускные клапана. Такой же эффект будет и при обеднении смеси. Именно поэтому на системах ГБО первого и второго поколения не рекомендовалось развивать обороты свыше 4000-4500 об/мин. Такой же эффект неизбежен и при неправильной настройке газовой системы, а точнее при обеднении смеси. Обедненная смесь характеризуется плохим воспламенением и долгим горением. Получить обедненную смесь можно неправильной регулировкой или малой производительностью газовой системы на высоких оборотах. Но все эти проблемы были решены с появлением систем четвертого поколения. Системы четвертого поколения отличаются тем, что полностью повторяют бензиновую систему и имеют возможность точнейшей регулировки подачи газа на всех режимах работы двигателя. Также в современных системах создана функция сохранения клапанов от перегрева на высоких нагрузках. Эта функция улучшает процесс горения и заключается в добавлении бензина при больших нагрузках на двигатель. Газовый блок управления при оборотах двигателя свыше 4000 об/мин начинает добавлять бензин, а на оборотах свыше 5000 об/мин автоматически переводит двигатель на бензин с последующим возвратом на газ.

Итак, можно подвести итог. Газ и бензин, безусловно, – это разное топливо, но у каждого есть свои преимущества и недостатки. На главный вопрос «Как влияет ГБО на двигатель?», взвесив все факты, отвечаем: при правильном выборе газового оборудования, грамотной установке и своевременном обслуживании системы, ресурс работы двигателя на газе, может, и не увеличивается, но уж точно не уменьшается. При этом параметры двигателя, работающего на газе, никак не отличаются от его параметров на бензине.

Но все это так только при соблюдении трех основных правил!

  1. Правильный подбор компонентов газовой системы под конкретный автомобиль и условия эксплуатации;
  2. Грамотная установка с соблюдением правил технического регламента;
  3. Полная настройка системы, в том числе настрой в движении.

Поэтому очень важно обратиться к профессионалам, которые имеют достаточный опыт в установке газового оборудования на автомобили и несущих ответственность за свою работу.

автонастройка. Газобалонное оборудование на автомобиль

Установленное на автомобилях газобалонное оборудование значительно снижает стоимость бензина. Но подходит ли пропан или метан для всех двигателей? Не уменьшит ли жизнь ЛЕД? Эксперты уверяют, что правильно подобранное и настроенное оборудование не навредит двигателю, а владелец действительно поможет сэкономить.

Какова стоимость ГБО?

Стоимость газобалонного оборудования на автомобиль зависит от комплектации. Включает в себя:

  • электронный блок управления; Редуктор
  • ; Воздушный шар
  • ;
  • заправочное устройство;
  • мультиклапан; Фильтр
  • ;
  • форсунок;
  • шоссе;
  • кнопка переключения.

Для каждого двигателя комплект выбирается либо от одного производителя, либо от одного производителя. Например: ECU от Stag, а редуктор, баллон и инжектор - от Lovato.

На цену ГБО влияет не только его компоновка, но и вид цилиндра. Он может быть цилиндрической формы - установлен в багажнике или тороидальным - для установки в нише вместо запасного колеса. Последний дороже.

Чем мощнее и сложнее двигатель, тем дороже будет ГБО.Цена оборудования от 11 тыс. Руб.

Как правильно выбрать оборудование для своего автомобиля?

Владея автомобилем, который ранее не испытывал газовое оборудование, будет сложно определиться с его выбором. Чтобы избежать проблем с двигателем в будущем, необходимо доверить подбор, установку и настройку ГБО проверенным специалистам. Согласно характеристикам ICE, они подберут необходимое оборудование и проконсультируются в области эксплуатации.

Стоит учесть, что бензиновый двигатель не предназначен для работы с газом. Поэтому производители автомобилей, устанавливающие заводское газовое оборудование, также вносят изменения в двигатель, настраивая его на работу на газе.

Плюсы и минусы установки ГБО

Принимая во внимание ответы водителей, можно сформулировать преимущества и недостатки газобалонного оборудования на автомобилях.

Положительные стороны:

  1. Значительная экономия на АЗС.Какими бы ни были цены на топливо, газ всегда дешевле бензина и дизеля. Цена ГБО окупается через год после его установки.
  2. Низкая нагрузка на двигатель. Газ имеет более высокое октановое число, соответственно он дольше горит, снижая нагрузку на ДВС. Смесь «газ + воздух» более однородна, не сушит цилиндры, не влияет на консистенцию масла, что увеличивает срок службы двигателя.
  3. Минимальный ущерб окружающей среде. В выхлопных газах содержится на две трети меньше вредных веществ, чем в выхлопных газах от бензина или дизеля.
  4. Увеличение километра от дозаправки до дозаправки. Автомобиль работает на двух видах топлива, соответственно, когда заканчивается бензин, можно ездить на бензине.
  5. Безопасность. Слухи о том, что баллон HBO может взорваться от перепадов температуры или удара, опровергли клуб по защите автомобилей немецких автовладельцев ADAC. Под его контролем проводились краш-тесты баллонов в условиях пожара и аварии. Результаты были удовлетворительными.

Несколько минусов:

  1. Не на каждой заправке есть заправка.Ремонт ГБО выполняется только на специализированных СТО.
  2. Небольшое снижение скорости, снижение мощности двигателя на 15%.
  3. Влияние высоких и низких температур. Если автомобиль нагревается под солнцем, давление газа в баллоне увеличивается. Чтобы уменьшить его, нужно отработать несколько литров. На холоде газ разжижается и отказывается входить в систему. Так что зимой можно запустить двигатель только на бензине.
  4. Увеличение массы автомобилей. Вся конструкция газового оборудования добавляет к весу машины 60 кг.Воздушный шар, установленный в багажнике, занимает в среднем 40 литров пространства.
  5. Утечка газа. Вероятность этого мала, но присутствует, в случае неправильного использования и несвоевременного прохождения технического обслуживания.

ГБО 4 поколения

На специализированной станции владелец автомобиля предложит полный спектр услуг «под ключ»: от выбора ГБО до установки и полной настройки. Дадим гарантию и проконсультируем. Цена вопроса варьируется от 30 000 до 70 000 рублей.

Опытные специалисты знают, где разместить редуктор, как соединить магистральную линию и аккуратно удерживать подающие и газовые трубы.

Вы можете установить и настроить HBO 4 поколения самостоятельно.

Где работать?

Газовое оборудование устанавливается на эстакаде или в яме ямы. Необходимо иметь набор инструментов, защитные перчатки и хорошее освещение.

Выбор места для крепления редуктора

Необходимые условия установки:

  • Место установки редуктора должно быть легко доступным для снятия и замены фильтров;
  • Чтобы закрепить редуктор необходимо на раме машины, а не на двигателе, чтобы избежать вибрации;
  • Шланги и трубки не должны быть перекручены.

Оценив длину шлангов и доступность, вы можете прикрепить редуктор.

Особенности подключения шлангов для антифриза:

  • они подключены строго параллельно системе;
  • Важно определить, где находятся «вход» и «выход» антифриза в печи;
  • Шланги соединены (отрезаны) с запорным клапаном с помощью тройника.

Оборудование для места под баллоном

Если баллон выбран для тороидального (под резерв), важно расположить его так, чтобы трубы подачи и заполнения газа были расположены правильно: они не должны входить в контакт с горячим глушителем или вибрирующими частями тела.

Баллон HBO жестко закреплен, мультиклапан расположен в его верхней части.

Прокладка магистральной трубы

Труба необходима для того, чтобы газ попал из баллона в редуктор. Начните установку с коробки передач на днище автомобиля (желательно вдоль бензинового провода), а затем подключите к мультиклапану.

Установка форсунок

Сначала необходимо отрезать фитинги как можно ближе к бензиновому инжектору, после чего устанавливаются газовые форсунки.Затем подсоедините шланги для подачи газа. Они должны быть одинаковой длины, но не более 18 см.

Расположение блока управления и датчиков

Вся электроника установлена ​​под капотом. Для правильного соединения с ГБО есть инструкция, в которой описаны все провода и контакты.

После завершения установки мы запускаем машину. Первые три раза мы поворачиваем ключ в замке зажигания, не запуская двигатель. Это необходимо для того, чтобы бензонасос создал необходимое давление в рампе.После этого машина может начать. Если все сделано правильно, то следующим шагом будет настройка ГБО 4-го поколения своими руками.

Чем настроить?

Для настройки параметров свежеустановленного газового оборудования вам понадобится ноутбук, программа для настройки ГБО 4-го поколения и специальный кабель.

Существует много программ, таких как ZenitJZ, KME NEVO или STAG. Они похожи по внешнему виду (интерфейсу), любой можно скачать с официального сайта и установить.Рассмотрим программу установки ГБО 4 поколения STAG.

Его интерфейс довольно функциональный. Инструкции по настройке поколения HBO 4 просты и понятны. Смысл каждого параметра расшифровывается в дополнительных сносках, которые всплывают при наведении курсора.

Сразу же значения сохраняются у производителя ГБО. Если газовое оборудование не новое, информация с контроллера будет отображаться в программе. Здесь будет указано, как часто использовался газ, сколько раз они проводили диагностику и настройку.

Если для контроллера есть новая прошивка, программа немедленно предложит вам установить ее.

Кабель для тюнинга ГБО 4 поколения можно купить, и вы можете сделать это самостоятельно на основе карты PL2303.

Настройки

В главном окне программы находятся основные индикаторы, на которых работает компьютер:

  • Условия, при которых появится переключатель
.

Оценка работы двигателя внутреннего сгорания

Рис. 1 - Давление и температура окружающего воздуха могут влиять на мощность двигателя. Обратите внимание, что в случае более высоких температур снижение характеристик начинается уже на малых высотах. Это показывает, насколько важно использовать полную информацию об условиях сайта. (Нажмите на изображение для полного просмотра.)


Нагрузка

Очевидно, что эффективность двигателя зависит от его нагрузки.Это особенно важно для установок, которые не должны работать при полной нагрузке в течение значительного периода времени. К счастью, в случае более крупных установок, силовая установка с двигателем внутреннего сгорания позволяет достигать частичной нагрузки, отключая отдельные генераторные установки, в то же время поддерживая остальные как можно ближе к полной нагрузке. Тем не менее, иногда будет необходимо эксплуатировать двигатели при частичных нагрузках из-за других соображений (например, поддержания резерва вращения), и эффективность неизбежно будет снижаться.Тем не менее, можно отметить, что кривая эффективности двигателя, как правило, намного более плоская, чем у других машин.

Рис. 2 - Одной из выдающихся особенностей технологии двигателей внутреннего сгорания является плоская кривая эффективности нагрузки. Эта диаграмма показывает такие кривые для завода с десятью двигателями, работающего двумя различными способами. Оранжевая кривая представляет управление нагрузкой путем выключения отдельных двигателей, в то время как остальные работают при почти номинальной нагрузке.Черная кривая представляет ситуацию, когда все двигатели разгружаются вместе, как в случае с установками, которые должны поддерживать запас при вращении. (Нажмите на картинку для полного просмотра.)




Коэффициент мощности

Генератор переменного тока генерирует не только активную мощность, но и определенное количество реактивной мощности. Обычно это описывается значением, называемым коэффициентом мощности (или, п.ф.). П.Ф. это соотношение между активной мощностью и полной мощностью.Наибольшее значение p.f. 1,0 и соответствует чисто резистивной нагрузке. Это также значение, когда генератор и, следовательно, генераторная установка достигает максимальной эффективности. Во многих случаях коэффициент мощности, равный 1,0, используется в качестве точки для определения номинальных параметров, опубликованных в технических паспортах оборудования. С другой стороны, в некоторых других данных каталога производительность определяется для относительно низкого значения 0,8, что является типичным параметром конструкции генератора.

К сожалению, в реальной жизни коэффициент мощности никогда не соответствует этим идеализированным значениям.В большинстве приложений это где-то между 0,90 и 0,95. Это означает, что если номинальная эффективность для генераторной установки определена на стр. = 1.0, фактическое значение всегда будет ниже. И, если номинальное значение определено в п.ф. = 0,8, то в реальных ситуациях будет выше, чем указано в листах каталога. Здесь очевидно, что если значения для двух разных машин определены для двух разных коэффициентов мощности, они не будут сопоставимы.


Оптимизация выбросов

Как и в случае любой другой технологии сжигания топлива, двигатели внутреннего сгорания выделяют определенное количество загрязняющих веществ.В контексте производительности наиболее важной группой загрязняющих веществ являются оксиды азота или NOx.

Образование NOx является неизбежным побочным продуктом процесса сгорания и поэтому не может быть полностью устранено. Однако есть способы уменьшить его. На самом деле, самые последние экологические нормы требуют от нас принятия таких мер. Есть два способа сделать это: основной и дополнительный методы. Основные методы направлены на предотвращение образования загрязняющих веществ, а второстепенные - очистку выхлопных газов.

Современные двигатели внутреннего сгорания могут использовать как первичные, так и вторичные меры по снижению выбросов NOx. Вторичные методы не влияют на производительность генераторной установки. Первичные из них делают, поскольку оптимизация процесса сгорания для снижения выбросов несет определенную потерю эффективности.

Обычно данные каталога для генераторной установки приведены для машин, оптимизированных для достижения максимальной эффективности и, следовательно, относительно высокого выброса NOx. Газовые двигатели, как правило, рассчитаны на достижение целевого показателя NOx 500 мг / м³, определенного при эталонном содержании кислорода 5%, также иногда называемом уровнем «TA-Luft» из названия немецкого стандарта выбросов 2002 года.К сожалению, этот стандарт уже устарел, и во многих юрисдикциях необходим более жесткий контроль выбросов.

Большинство конструкций газовых двигателей могут быть оптимизированы для соответствия более строгим уровням выбросов первичными методами, как правило, вплоть до «1/2 TA-Luft» или даже ниже, до 200 мг / м³ при 5% O2 (75 мг / м³N, если выражено 15% уровень кислорода). Это соответствует действующей Директиве ЕС по промышленным выбросам. Такая оптимизация выбросов обычно приводит к снижению эффективности примерно на 1.0-1,5 процентного пункта. Конечно, также можно использовать двигатель с более высокой эффективностью и очистку дымовых газов от SCR. Или определенная комбинация обеих мер. Оптимальное решение выбирается на основе технико-экономического анализа для конкретного проекта, где увеличение стоимости генерации, вызванное оптимизацией двигателя, сопоставляется с инвестиционными и эксплуатационными затратами системы SCR.

Рис. 3 - Снижение характеристик газового двигателя связано с более низкой теплотворной способностью топливного газа.Обратите внимание, что в некоторой степени падение LHV может быть компенсировано более высоким давлением подачи газа. (Нажмите на картинку для полного просмотра.)




Износ

Как и любая другая техника, двигатели внутреннего сгорания также страдают от износа, и производительность двигателя ухудшается во время работы. К счастью, это ухудшение, в большинстве случаев, полностью обратимо во время капитальных ремонтов, когда двигатели возвращаются к своим номинальным параметрам.Здесь важно отметить, что в большинстве конструкций ухудшение качества влияет только на эффективность, а объем производства остается на номинальном уровне. Тем не менее, помните, что средняя эффективность моторного завода будет несколько ниже, чем номинальные значения, указанные для фактических условий на площадке. Величина этого ухудшения зависит от конструкции двигателя и его программы обслуживания.


Свойства топлива

Как правило, двигатели внутреннего сгорания могут выдерживать широкий спектр свойств и свойств топлива.Тем не менее, есть ограничения. Некоторые из них являются абсолютными, и в этом случае невозможно или безопасно эксплуатировать двигатель ниже или выше определенного значения. Другие условные, что означает, что превышение их разрешено, но это может вызвать некоторое снижение или снижение эффективности двигателя. Типичные случаи включают теплотворную способность или метановое число. Превышение минимальных значений приведет к определенному снижению производительности или эффективности.

Таким образом, крайне важно проверить, соответствует ли рассматриваемое топливо стандартной спецификации.В противном случае обратитесь к поставщику за показателями производительности, которые действительны для конкретного типа топлива.


Допуск

Это самая сложная проблема, с которой даже многие инженеры могут быть незнакомы. Часто в таблицах данных или каталогах среди условий, для которых указываются данные, вы можете встретить такие утверждения, как «допуск ISO», «допуск согласно ISO 3046» или «допуск 5%». Он напрямую связан со стандартом ISO 3046 «Поршневые двигатели внутреннего сгорания - рабочие характеристики».Этот стандарт предусматривает, что «если не указано иное, более высокий расход [топлива] + 5% допускается для удельного расхода топлива, заявленного при заявленной мощности».

Это означает, что если какое-либо значение расхода топлива указано «с допуском ISO 3046», то на самом деле двигатель может иметь расход топлива на 5% выше и при этом технически соответствовать указанному значению. Таким образом, любая эффективность, заявленная с «допуском ISO», может быть на 5% ниже (примечание: не в процентах, а в процентах).Например, генераторная установка с заявленной эффективностью 48,0% «с допуском ISO» может фактически достигать только 48,0 / 1,05 = 45,7%. На самом деле, более чем вероятно, что он достигнет только такого значения. Исторически этот допуск действительно предоставлялся для учета различий между отдельными двигателями, покидающими производственную линию. Однако при современных методах производства эти различия по большей части остались в прошлом. Теперь, к сожалению, концепция толерантности используется для обеспечения преувеличенных значений эффективности во многих публикациях.К сожалению, это также подводный камень для тех, кто не знаком с особенностями моторного бизнеса. Это также создает угрозу сравнения яблок с апельсинами, когда один лист данных содержит 5% допуска, а другой - нет. Таким образом, всякий раз, когда значение допуска явно не указано, рекомендуется попросить поставщика предоставить явное заявление о допусках, как разница 5% (то есть около 2,0-2,5 процентных пункта, в зависимости от конструкции). далеко не незначительный.

Рис.4 - Некоторые более крупные конструкции двигателей, такие как Wärtsilä 50SG или другие конструкции Wärtsilä, оснащены масляными и водяными насосами, приводимыми в движение непосредственно от вала двигателя. В некоторых других конструкциях, где насосы приводятся в действие электрическим током, это приводит к увеличению внутреннего расхода топлива установки.




Чистая мощность и оборудование с приводом от двигателя

В случае с двигателем технология собственного потребления электроэнергии не очень велика. Однако значительные различия могут быть вызваны разными конструкциями.Это в основном из-за насосов. Каждый двигатель нуждается в некоторых насосах для работы: обычно это насосы смазочного масла, насосы охлаждающей воды и - если топливо жидкое - топливные насосы. Разница заключается в том, что в некоторых конструкциях двигателей, как правило, более крупных среднеоборотных двигателей, насосы приводятся в движение механически валом двигателя. Это означает, что об их потреблении энергии «заботятся» еще до выработки электроэнергии. Но для некоторых других двигателей, особенно для небольших высокоскоростных конструкций, в которых используются электрические насосы, это увеличит собственное потребление установки.

На собственное потребление также могут влиять условия окружающей среды. Это связано с тем, что на большинстве силовых установок отработанное тепло выбрасывается через радиаторы, приводимые в действие электрическими вентиляторами. Те вентиляторы, которые обычно являются крупнейшими потребителями электроэнергии на такой установке, управляют скоростью, чтобы обеспечить надлежащее охлаждение охлаждающей воды. Чем выше температура окружающего воздуха, тем выше необходимый поток воздуха, что также увеличивает потребление электроэнергии. Поскольку фактическое потребление зависит от конкретных условий на месте и конфигурации установки, обычно это не параметр, указанный в каталогах.Поэтому рекомендуется запрашивать оценочную стоимость у поставщиков.


Заключение

Суть в том, что «номинальные» параметры, взятые прямо из каталога, почти никогда не представляют значения, которые достижимы в реальных условиях объекта, даже когда все оборудование новое.

Хотя в некоторых случаях (умеренный климат, работа при полной нагрузке, нет необходимости в оптимизации выбросов процесса сгорания), относительно легко преобразовать параметры каталога в значения, достижимые в условиях объекта без дополнительных знаний.В других приложениях это будет невозможно без обращения к поставщикам за дополнительной информацией.

Это означает, что более высокая эффективность каталога определенного типа двигателя не обязательно означает, что эффективность проекта сайта будет выше, чем у его конкурентов, даже если параметры каталога выражены для идентичных условий.

В конце концов, производительность должна быть определена для конкретных условий эксплуатации. Поэтому рекомендуется запросить дополнительные данные на стадии технико-экономического обоснования электростанции.Это обеспечит реалистичность ожидаемой производительности оборудования для рассматриваемой площадки.

Отказ от ответственности

Все значения, приведенные в этой статье, особенно на диаграммах, предназначены только для иллюстрации определенных явлений. Они не представляют какой-либо конкретный продукт или дизайн.


Автор: Адам Раевски , менеджер по развитию бизнеса, отдел продаж в Европе, Wärtsilä Energy Solutions mail: [email protected]

,

Двигатели

Что такое аэронавтика? | динамика полета | Самолеты | Двигатели | История полета | какой такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Ланс | Индекс сайта | Дом

Двигатели

Как работает реактивный двигатель?


NEW!
Видео "Как работает реактивный двигатель".

Мы считаем само собой разумеющимся, насколько легко самолет весом более половины миллион фунтов поднимается с земли с такой легкостью. Как это случилось? Ответ прост. Это двигатели.

Пусть Тереза ​​Беньо из Исследовательского центра Гленна НАСА объяснит больше ...

Как показано на НАСА Направление завтра.


Реактивные двигатели с огромной силой двигают самолет вперед, создаваемый огромная тяга и заставляет самолет лететь очень быстро.

Все реактивные двигатели, которые также называются газовые турбины, работать по тому же принципу. Двигатель всасывает воздух спереди с помощью вентилятора. Компрессор поднимает давление воздуха. Компрессор сделан со многими лезвиями, прикрепленными к валу. Лопасти вращаются с высокой скоростью и сжимают или сжимают воздух. Сжатый воздух тогда распыляется с топливом, и электрическая искра зажигает смесь. горючие газы расширяются и выдуваются через сопло в задней части двигателя.Когда струи газа стреляют назад, двигатель и самолет смещаются вперед. Когда горячий воздух идет к соплу, он проходит через другую группу лопастей. называется турбиной. Турбина прикреплена к тому же валу, что и компрессор. Вращение турбины приводит к вращению компрессора.

На рисунке ниже показано, как воздух проходит через двигатель. Воздух проходит через ядро двигателя, а также вокруг ядра.Это вызывает некоторое количество воздуха быть очень горячим, а некоторые - круче. Кулер воздух затем смешивается с горячим воздух на выходе из двигателя.

Это картина того, как воздух проходит через двигатель

Что такое тяга?

Тяга это передняя сила, которая толкает двигатель и, следовательно, самолет вперед. сэр Исаак Ньютон обнаружил, что для «каждого действия существует равное и противоположная реакция. "Двигатель использует этот принцип. Двигатель принимает в большом объеме воздуха. Воздух нагревается, сжимается и замедляется. Воздух проходит через множество вращающихся лопастей. Смешивая этот воздух со струей топливо, температура воздуха может достигать трех тысяч градусов. Мощность воздуха используется для вращения турбины. Наконец, когда воздух уходит, это выталкивает назад из двигателя.Это заставляет самолет двигаться вперед.

Части реактивного двигателя

Поклонник - Вентилятор является первым компонентом в ТРДД. Большой вращающийся вентилятор всасывает большое количество воздуха. Большинство лезвий вентилятора сделаны из титана. Затем он ускоряет этот воздух и разбивает его на две части. Одна часть проходит через «ядро» или центр двигателя, где на него воздействуют другие компоненты двигателя.

Вторая часть «обходит» сердечник двигателя. Проходит через воздуховод который окружает ядро ​​в задней части двигателя, где он производит большую часть сила, которая продвигает самолет вперед. Этот более прохладный воздух помогает успокоить двигатель, а также добавление тяги к двигателю.

Компрессор - Компрессор первый компонент в ядре двигателя. Компрессор состоит из вентиляторов с множеством лопастей. и прикреплен к валу.Компрессор сжимает воздух, который поступает в него Постепенно меньшие площади, что приводит к увеличению давления воздуха. это приводит к увеличению энергетического потенциала воздуха. Раздавленный воздух нагнетается в камеру сгорания.

Combustor - В камере сгорания воздух смешан с топливом, а затем загорелся. Есть 20 форсунок для распыления топлива в воздушный поток. Смесь воздуха и топлива загорается.Это обеспечивает высокую температура, высокоэнергетический воздушный поток. Горючее с кислородом в сжатом топливе воздух, производящий горячие расширяющиеся газы. Внутренняя часть камеры сгорания часто производится из керамических материалов для обеспечения термостойкой камеры. Жара может достигать 2700 °.

Турбина - Высокоэнергетический поток воздуха из камеры сгорания уходит в турбину, вызывая вращение лопастей турбины. Турбины связаны валом, чтобы вращать лопасти в компрессоре и раскрутить впускной вентилятор спереди.Это вращение отнимает энергию у поток высокой энергии, который используется для привода вентилятора и компрессора. Газы Произведенные в камере сгорания движутся через турбину и вращают ее лопасти. Турбины реактивного двигателя вращаются вокруг тысячи раз. Они закреплены на валах которые имеют несколько наборов шарикоподшипников между ними.

Насадка - Сопло является вытяжным каналом двигатель. Это часть двигателя, которая на самом деле производит тягу для самолет.Истощенный энергией воздушный поток, который прошел турбину, в дополнение к более холодный воздух, который обошел ядро ​​двигателя, создает силу при выходе из форсунка, которая движет вперед двигатель и, следовательно, самолет. Сочетание горячего воздуха и холодного воздуха выталкивается и производит выхлоп, который вызывает прямую тягу. Соплу может предшествовать смеситель , который сочетает в себе высокотемпературный воздух, поступающий из активной зоны двигателя с воздух с более низкой температурой, который был обойден в поклоннике.Смеситель помогает сделать двигатель тише.

Первый реактивный двигатель - А Краткая история ранних двигателей

Сэр Исаак Ньютон в 18 веке был сначала предположить, что взрыв, направленный назад, может привести в движение машину вперед с большой скоростью. Эта теория была основана на его третьем законе движение. Когда горячий воздух проходит через сопло в обратном направлении, самолет движется вперед.

Анри Жиффар построил дирижабль, который был приведен в действие первым двигателем самолета - паровой двигатель с тремя лошадьми. Это было очень тяжелый, слишком тяжелый, чтобы летать.

В 1874 году Феликс де Храм года построил моноплан который пролетел короткий прыжок вниз по склону с помощью угольного парового двигателя.

Отто Даймлер , в конце 1800-х изобрел первый бензиновый двигатель.

В 1894 году американец Хирам Максим пытался привести в действие свой трехместный биплан с двумя угольными паровыми двигателями.Это только пролетели на несколько секунд.

Ранние паровые двигатели работали на подогреве угля и, как правило, слишком тяжелый для полета.

американец Сэмюэль Лэнгли сделал модель самолета которые были приведены в действие паровыми двигателями. В 1896 году он успешно управлял Беспилотный самолет с паровым двигателем, названный Aerodrome . Он пролетел около 1 мили, прежде чем испарился. Затем он попытался построить полный размер самолета, Aerodrome A, с бензиновым двигателем.В 1903 году это разбился сразу же после спуска с домашнего катера.

В 1903 году братьев Райт полетел, Flyer , с 12-сильным газом двигатель.

С 1903 года, года первого полета братьев Райт, до конца 1930-х годов бензиновый поршневой двигатель внутреннего сгорания с пропеллером единственное средство, используемое для приведения в движение самолета.

Это был Фрэнк Уиттл , британский пилот, который разработал и запатентовал первый турбореактивный двигатель в 1930 году.Двигатель Уиттл впервые полетел успешно в мае 1941 года. Этот двигатель имел многоступенчатый компрессор и систему сгорания. камера, одноступенчатая турбина и сопло.

В то же время, когда Уиттл работал в Англии, Ганс фон Охайн работал над аналогичным дизайном в Германии. Первый самолет успешно Использовать газотурбинный двигатель был немецкий Heinkel He 178, август 1939 года. Это был первый в мире турбореактивный двигатель рейс.

General Electric построила первый американский реактивный двигатель для ВВС США Реактивный самолет . Это был экспериментальный самолет XP-59A, который впервые полетел в октябре 1942 года.

Типы реактивных двигателей

Турбореактивные двигатели

Основная идея турбореактивный двигатель просто.Воздух забирается из отверстия в передней части двигателя сжимается в 3-12 раз от исходного давления в компрессоре. Топливо добавляется в воздух и сжигается в камере сгорания для поднять температуру жидкой смеси примерно до 1100 ° F до 1300 ° F. Полученный горячий воздух проходит через турбину, которая приводит в движение компрессор. Если турбина и компрессор работают, давление на выходе турбины будет почти вдвое больше атмосферного давления, и это избыточное давление отправляется к соплу, чтобы произвести высокоскоростной поток газа, который создает тягу.Значительное увеличение тяги может быть достигнуто с помощью форсаже. Это вторая камера сгорания, расположенная после турбины и перед сопло. Дожигатель повышает температуру газа перед соплом. Результатом этого повышения температуры является увеличение примерно на 40 процентов в тяге при взлете и гораздо больший процент на высоких скоростях, как только самолет в воздухе.

Турбореактивный двигатель - реактивный двигатель.В реакторе, расширяющемся газе давить сильно на переднюю часть двигателя. Турбореактивный двигатель всасывает воздух и сжимает или сжимает это. Газы протекают через турбину и заставляют ее вращаться. Эти газы отскочить назад и выстрелить из задней части выхлопа, толкая самолет вперед.

Изображение турбореактивного двигателя

Турбропропы

А турбовинтовой двигатель реактивный двигатель, прикрепленный к винтуТурбина в задняя часть поворачивается горячими газами, и это поворачивает вал, который приводит в движение пропеллер. Некоторые небольшие авиалайнеры и транспортные самолеты приводятся в действие турбовинтовыми двигателями.

Как турбореактивный, турбовинтовой двигатель состоит из компрессора, сгорания камеры и турбины, давление воздуха и газа используется для запуска турбины, которая затем создает мощность для привода компрессора. По сравнению с турбореактивным двигателем, турбовинтовой двигатель обладает большей эффективностью при скорости полета ниже примерно 500 миль в час.Современные турбовинтовые двигатели оснащены винтами, которые имеют меньший диаметр, но большее количество лопастей для эффективной работы на гораздо более высоких скоростях полета. Чтобы приспособить более высокие скорости полета, лопасти имеют форму ятагана с опущенными передними кромками на концах лезвия. Двигатели с такими винтами называются пропфанов .

Изображение турбовинтового двигателя

Турбовентиляторы

А турбовентиляторный двигатель имеет большой вентилятор спереди, который всасывает воздух.Большая часть воздуха проходит вокруг двигателя, что делает его тише и дает больше тяги на низких скоростях. Большинство современных авиалайнеров имеют питание турбовентиляторы. В турбореактивном двигателе весь воздух, поступающий на впуск, проходит через газогенератор, который состоит из компрессора, камеры сгорания и турбины. В турбовентиляторном двигателе только часть поступающего воздуха поступает в камера сгорания. Остальная часть проходит через вентилятор или компрессор низкого давления, и выбрасывается непосредственно как «холодная» струя или смешивается с выхлопом газогенератора производить "горячую" струю.Целью этого типа обходной системы является увеличение тяга без увеличения расхода топлива. Это достигается путем увеличения общий воздушно-массовый поток и снижение скорости в пределах того же общего источника энергии.

Изображение турбовентиляторный двигатель

Турбовальные валы

Это еще одна форма газотурбинного двигателя, которая работает во многом как турбовинтовой двигатель система.Это не водить винт. Вместо этого он обеспечивает мощность для вертолета ротор. Турбовальный двигатель сконструирован таким образом, чтобы скорость вращения вертолета ротор не зависит от скорости вращения газогенератора. Это разрешает частота вращения ротора должна быть постоянной, даже если скорость генератора варьируется, чтобы модулировать количество производимой энергии.

Изображение турбовального двигателя

Ramjets

ПВРД является Самый простой реактивный двигатель и не имеет движущихся частей.Скорость струи "баранов" или нагнетает воздух в двигатель. По сути это турбореактивный двигатель, в котором вращается машины были опущены. Его применение ограничено тем, что его Степень сжатия полностью зависит от скорости движения. ПВРД не развивает статичность тяга и очень малая тяга вообще ниже скорости звука. Как следствие, Для ПВРД необходим некоторый вспомогательный взлет, такой как другой самолет. Он был использован в основном в ракетно-управляемых системах.Космические аппараты используют это тип струи.

Изображение Ramjet Engine

Вернуться к началу

Что такое аэронавтика? | Динамика полета | самолеты | Двигатели | история полета | Что такое UEET?
Словарь | Весело и игры | Образовательные ссылки | Урок Планы Индекс сайта | Дом

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.