Какой расход газа на газели с 402 двигателем

Расход топлива Газель с мотором ЗМЗ 402: характеристики, особенности, описание

Одним из самых легендарных моторов Советского союза остаётся — двигатель ЗМЗ 402 (сокращённо — дв. 402). Изготовитель силового агрегата — ООО «Заволжский моторный завод», именно от этого двигатель получил такое название — ЗМЗ 402.

Технические характеристики и описание

Волговский мотор считался в Союзе одним из самых надёжных. Несмотря на высокий расход, 402 двигатель полюбился многим автомобилистам. Мотор за всю историю производства имел два варианты впрыска — инжектор и карбюратор.

Итак, рассмотрим, основные характеристики карбюраторного двигателя ЗМЗ 402:

Наименование	Характеристика
Изготовитель	ЗМЗ
Модель	ЗМЗ 24, ЗМЗ 24Д
Модификации	ЗМЗ 4021, ЗМЗ 4022, ЗМЗ 4025, ЗМЗ 24С
Тип мотора	Бензиновый
Тип впрыска	Карбюратор
Конфигурация	4-цилидровый рядный продольный ДВС
Мощность двигателя	95 л.с.
Количество цилиндров	4
Количество клапанов	8
Диаметр поршня	92 мм
Ход поршня	92 мм
Охлаждение	Жидкостное
Материал блока и головки	Алюминий
Ресурс	300 000 км
Порядок работы цилиндров	1-2-4-3
Система зажигания	Контактная или бесконтактная

Теперь, рассмотрим, технические характеристики двигателя ЗМЗ 402 с инжекторной системой впрыска:

Наименование	Описание
Изготовитель	ЗМЗ
Модель	ЗМЗ 402
Модификации	ЗМЗ 4025, ЗМЗ 4026
Тип мотора	Бензиновый
Тип впрыска	Инжектор
Конфигурация	4-цилидровый рядный продольный ДВС
Мощность двигателя	95 л.с.
Количество цилиндров	4
Количество клапанов	8
Диаметр поршня	92 мм
Ход поршня	92 мм
Охлаждение	Жидкостное
Материал блока и головки	Алюминий
Ресурс	250 000 км
Порядок работы цилиндров	1-2-4-3

Расход топлива

Расход топлива на Газели с 402 двигателем, согласно данных завода изготовителя, для карбюраторной версии мотора смешанный расход составляет 11.1 литров на каждые 100 км пробега. Так, расход городского цикла может колебаться в пределах 11.5 — 13.0 литров. Но, как показывает практика, чем больше эксплуатируется силовой агрегат, тем повышается расход.

Это зависит от состояния топливных элементов (карбюратора), цепи зажигания (катушка, свечи, высоковольтные провода) и поршневой группы.

Что касается инжекторной версии, то смешанный расход составляет 10.8 литров на каждые 100 км пробега. Так, расход городского цикла может колебаться в пределах 11.2 — 12.5 литров. А вот по трассе расход можно уменьшить до 9.5 литров.

Зачастую, для уменьшения затрат на горючие, устанавливают на транспортное средство — газобаллонное оборудование. Расход газа на Газели с 402 двигателем составляет на 20% больше, чем бензина. Так, средние показатели расхода будут составлять около 13 литров на 100 км пробега.

Потребление природного газа

Приборы и приблизительное потребление природного газа:

Клеевой чайник

Тип потребителя	Природный газ Потребление			Теплота Отпуск
Тип потребителя	(фут ³ / ч)	( 10 ^-6* м ³ / с)*	(литр / с)	(БТЕ / час)	(кВт)
10 галлонов кипения сковорода	45	350	0.35	44000	13
20 галлонов для варки	60	475	0,48	61000	18
30 галлонов для варки	75	600	0,600	75000	22
40 галлонов для варки 40 галлонов	90	700	0,70	88000	26
4-футовый горячий шкаф	48	375	0.38	48000	14
Горячий шкаф 6 футов	54	425	0,43	54000	16
Паровая печь	40 - 60	300 - 400	0,30 - 0,30 - 0,40	37000 - 51000	11 - 15
Паровая печь, двойная	100	800	0,80	100000	30
Бройлер мелкий				30000	9
Крупный бройлер				61000	18
Котел и жаровня комбинированные				68000	20
Двухуровневая жарочная печь	50	40050 0	,40	51000	15
Фритюрница				68000	20
Двойная духовка	400	3200	3.2	3	115
Жаровня	30	240	0,24	30000	9
Газовая плита	75	600	0.60	68000	20
Горячий шкаф	17	140	0.14	17000	5
Сушилка для белья - домашняя				35000	35000	0	0	Шкаф сушильный	5	40	0,04	5100	1,5
Газовый обогреватель	5	40	0.04	5100	1,5
Стиральная машина	20	150	0,15	20000	6
Стиральная машина	30 - 50	230 - 400	0,23 - 0,40	27000 - 51000	8 - 15
Печь				120000
Газовый холодильник				3000
Камин Газовый журнал				80000
Гриль-барбекю - жилой				51000	15
Горелка Бунзена малая	3	20	0.02	3500	1
Горелка Бунзена большая	10	80	0,08	10000	3
Кофеварка 3 горелки				17000	5
10	80	0,08	10000	3
Газовый двигатель на лошадиную силу				10000	3
Сушилка газовая				3551
Кузница	15	115	0.12	14000	4
Сердце пайки	30	230	0,23	30000	9
Водонагреватель накопительный, 30 - 40 галлонов (115 - 150 литров)				35000
Водонагреватель накопительный, 50 галлонов (115 - 190 литров)				50000
Стандартный газовый диапазон					70000

Газовый двигатель - Википедия

Газовый двигатель для производства электроэнергии Модель газового двигателя Hartop S-типа

Газовый двигатель - это двигатель внутреннего сгорания, работающий на газообразном топливе, таком как угольный газ, генераторный газ, биогаз, свалочный газ или природный газ. В Соединенном Королевстве термин однозначный. В Соединенных Штатах из-за широкого использования «газа» в качестве аббревиатуры для бензина (бензин) такой двигатель можно также назвать газообразным двигателем, двигателем на природном газе или искровым зажиганием.

Обычно термин «газовый двигатель » относится к тяжелому промышленному двигателю, способному непрерывно работать при полной нагрузке в течение периодов, приближающихся к высокой доле в 8760 часов в год, в отличие от бензинового автомобильного двигателя, который имеет небольшой вес и высокую скорость вращения. и обычно работает не более 4000 часов за всю свою жизнь. Типичная мощность варьируется от 10 кВт (13 л.с.) до 4 МВт (5 364 л.с.). ^[1]

История [править]

Атмосферный двигатель Crossley мощностью 3 л.с. работает в Музее двигателей Anson.

Ленуар [править]

Было много экспериментов с газовыми двигателями в 19 веке, но первый практический двигатель внутреннего сгорания на газе был построен бельгийским инженером Этьеном Ленуаром в 1860 году. ^[2] Однако двигатель Ленуара страдал от низкой выходной мощности и высокий расход топлива.

Отто и Ланген [править]

Работа Ленуара была дополнительно исследована и улучшена немецким инженером Николаем Августом Отто, который позже изобрел первый четырехтактный двигатель для эффективного сжигания топлива непосредственно в поршневой камере.В августе 1864 года Отто познакомился с Евгением Лангеном, который, будучи технически подготовленным, увидел потенциал развития Отто, и через месяц после встречи основал первый в мире завод по производству двигателей, NA Otto & Cie, в Кельне. В 1867 году Отто запатентовал свой улучшенный дизайн, и он был удостоен Гран-при на Всемирной выставке в Париже 1867 года. Этот атмосферный двигатель работал, втягивая смесь газа и воздуха в вертикальный цилиндр. Когда поршень поднялся примерно на восемь дюймов, газовая и воздушная смесь воспламеняются небольшим пилотным пламенем, горящим снаружи, который выталкивает поршень (который связан с зубчатой рейкой) вверх, создавая частичный вакуум под ним.На восходящем ходу работа не производится. Работа выполняется, когда поршень и зубчатая рейка опускаются под действием атмосферного давления и собственного веса, поворачивая главный вал и маховики при их падении. Его преимущество перед существующим паровым двигателем заключалось в его способности запускаться и останавливаться по требованию, что делает его идеальным для прерывистой работы, такой как загрузка или разгрузка баржи. ^[3]

Четырехтактный двигатель [править]

Атмосферный газовый двигатель был в свою очередь заменен четырехтактным двигателем Отто.Переход на четырехтактные двигатели был удивительно быстрым, последние атмосферные двигатели были изготовлены в 1877 году. Вскоре за этим последовали двигатели на жидком топливе, использующие дизельное топливо (около 1898 года) или бензин (около 1900 года).

Кроссли [править]

Самым известным производителем газовых двигателей в Соединенном Королевстве был Кроссли из Манчестера, который в 1869 году приобрел Соединенное Королевство и мировые (за исключением Германии) права на патенты Отто и Лэнгдена на новый газовый атмосферный двигатель. В 1876 году они приобрели права на более эффективный четырехтактный двигатель Otto.

Tangye [редактировать]

В Манчестере также было несколько других фирм. Tangye Ltd. из Сметвика, недалеко от Бирмингема, продала свой первый газовый двигатель двухтактного типа с номинальной мощностью 1 лошадиная сила в 1881 году, а в 1890 году фирма начала производство четырехтактного газового двигателя. ^[4]

Сохранение [править]

Музей двигателей Anson в Пойнтоне, недалеко от Стокпорта, Англия, имеет коллекцию двигателей, которая включает в себя несколько работающих газовых двигателей, в том числе самый большой из когда-либо выпущенных атмосферных двигателей Crossley.

Текущие производители [править]

Производители газовых двигателей включают Hyundai Heavy Industries, Rolls-Royce с Bergen-Engines AS, Kawasaki Heavy Industries, Liebherr, MTU Friedrichshafen, GE Jenbacher, Caterpillar Inc., Perkins Engines, MWM, Cummins, Wärtsilä, GE Energy Waukesor, Guascor Power, Deutz, MTU, MAN, Фэрбенкс-Морс, Доосан и Янмар. Выходная мощность варьируется от 10 кВт (13 л.с.) микро-комбинированной выработки тепла и мощности (ТЭЦ) до 18 МВт (24 000 л.с.). ^[5] Вообще говоря, современный высокоскоростной газовый двигатель очень конкурентоспособен с газовыми турбинами мощностью до 50 МВт (67 000 л.с.) в зависимости от обстоятельств, и лучшие из них намного более экономичны, чем газовые турбины.Rolls-Royce с двигателями Bergen, Caterpillar и многими другими производителями основывают свою продукцию на блоке дизельного двигателя и коленчатого вала. GE Jenbacher и Waukesha - единственные две компании, чьи двигатели предназначены только для газа.

Типичные области применения [править]

Стационарный [править]

Типичными областями применения являются схемы базовой нагрузки или генерации в течение часа, включая комбинированную выработку тепла и электроэнергии (типичные показатели приведены в ^[6]), свалочный газ, шахтный газ, газ из устья скважины и биогаз, где отходы нагреваются от двигатель может быть использован для обогрева варочных котлов.Типичные параметры установки биогазового двигателя см. ^[7] Параметры системы ТЭЦ с большим газовым двигателем, установленной на заводе, см. ^[8] Газовые двигатели редко используются в режиме ожидания, которые в основном остаются в области дизельных двигателей. Единственным исключением является небольшой (<150 кВт) аварийный генератор, который часто устанавливают фермы, музеи, малые предприятия и жилые дома. Эти генераторы, подключенные к природному газу из коммунального предприятия или пропану из резервуаров для хранения на месте, могут быть оборудованы для автоматического запуска при сбое питания.

Транспорт [редактировать]

Двигатели

, работающие на сжиженном природном газе (СПГ), выходят на морской рынок, так как двигатель, работающий на обедненном газе, может соответствовать новым требованиям по выбросам без дополнительной обработки топлива или очистки выхлопных систем. Использование двигателей, работающих на сжатом природном газе (СПГ), также растет в автобусном секторе. Пользователи в Соединенном Королевстве включают Чтение Автобусов. Использование газовых автобусов поддерживается Gas Bus Alliance ^[9], и производители включают Scania AB. ^[10]

Использование газообразного метана или пропана [править]

Поскольку природный газ, главным образом метан, долгое время был чистым, экономичным и легкодоступным топливом, многие промышленные двигатели либо разработаны, либо модифицированы для использования газа, в отличие от бензина.Их эксплуатация производит меньше сложных углеводородных загрязнений, и у двигателей меньше внутренних проблем. Одним из примеров является сжиженный нефтяной газ, главным образом пропан. Двигатель используется в огромном количестве погрузчиков. Распространенное в Соединенных Штатах использование «газа» для обозначения «бензина» требует четкой идентификации двигателя на природном газе. Существует также такая вещь, как «природный бензин», ^[11], но этот термин, который относится к подмножеству жидкостей природного газа, очень редко встречается за пределами нефтеперерабатывающей промышленности.

Технические детали [править]

Смешивание топлива и воздуха [править]

Газовый двигатель отличается от бензинового двигателя тем, как смешиваются топливо и воздух. В бензиновом двигателе используется карбюратор или впрыск топлива. но газовый двигатель часто использует простую систему Вентури для введения газа в воздушный поток. Ранние газовые двигатели использовали систему с тремя клапанами, с отдельными входными клапанами для воздуха и газа.

Выпускные клапаны [править]

Слабым местом газового двигателя по сравнению с дизельным двигателем являются выпускные клапаны, поскольку выхлопные газы газового двигателя намного более горячие для данной мощности, что ограничивает выходную мощность.Таким образом, дизельный двигатель от данного производителя обычно будет иметь более высокую максимальную мощность, чем тот же самый размер блока двигателя в версии газового двигателя. Дизельный двигатель, как правило, будет иметь три различных рейтинга - режим ожидания, первичный и непрерывный, то есть 1-часовой, 12-часовой и непрерывный в Великобритании, в то время как газовый двигатель, как правило, будет иметь только непрерывный рейтинг, который будет меньше, чем у дизельного двигателя.

Зажигание

[править]

Были использованы различные системы зажигания, в том числе горячие трубки зажигания и искрового зажигания.Большинство современных газовых двигателей по сути являются двухтопливными двигателями. Основным источником энергии является газовоздушная смесь, но она воспламеняется при впрыске небольшого объема дизельного топлива.

Энергетический баланс [править]

Тепловая эффективность [править]

Газовые двигатели, работающие на природном газе, обычно имеют термический КПД между 35-45% (на основе LHV)., ^[12] Начиная с 2018 года, лучшие двигатели могут достигать теплового КПД до 50% (на основе LHV) , ^[13] Эти газовые двигатели, как правило, среднеоборотные двигатели. Двигатели Бергена Топливная энергия возникает на выходном валу, а остальная часть появляется в виде отработанного тепла.^[8] Большие двигатели более эффективны, чем маленькие двигатели. Газовые двигатели, работающие на биогазе, обычно имеют немного меньшую эффективность (~ 1-2%), а синтез-газ еще больше снижает эффективность. Недавний двигатель GE Jenbacher J624 является первым в мире высокоэффективным бензиновым 24-цилиндровым газовым двигателем. ^[14]

При рассмотрении эффективности двигателя следует учитывать, основано ли это на более низкой теплотворной способности (LHV) или более высокой теплотворной способности (HHV) газа. Производители двигателей обычно указывают эффективность на основе более низкой теплотворной способности газа, т.е.е. эффективность после энергии была использована для испарения собственной влаги внутри самого газа. Газораспределительные сети, как правило, будут заряжаться на основе более высокой теплотворной способности газа. , то есть , общее содержание энергии. Заявленный КПД двигателя на основе LHV может быть, скажем, 44%, тогда как тот же двигатель может иметь КПД 39,6% на основе HHV на природном газе. Также важно обеспечить, чтобы сравнение эффективности проводилось на равноправной основе. Например, некоторые производители используют насосы с механическим приводом, тогда как другие используют насосы с электрическим приводом для привода охлаждающей воды двигателя, и использование электричества иногда можно игнорировать, что дает ложно высокую кажущуюся эффективность по сравнению с двигателями с прямым приводом.

Комбинированные тепло и мощность [править]

Отходящее тепло двигателя можно использовать для отопления здания или обогрева процесса. В двигателе примерно половина отработанного тепла возникает (из кожуха двигателя, контуров масляного и дополнительного охлаждения) в виде горячей воды, температура которой может достигать 110 ° C. Остальная часть возникает как высокотемпературное тепло, которое может генерировать горячую воду или пар под давлением с помощью теплообменника выхлопных газов.

Охлаждение двигателя [править]

Два наиболее распространенных типа двигателей - это двигатели с воздушным или водяным охлаждением.Водяное охлаждение в настоящее время использует антифриз в двигателе внутреннего сгорания.

Некоторые двигатели (воздушные или водяные) имеют масляный радиатор.

Охлаждение необходимо для отвода избыточного тепла, так как перегрев может привести к выходу двигателя из строя, как правило, из-за износа, трещин или деформации.

Расчет расхода газа [править]

Формула показывает требования к расходу газа газового двигателя в нормальных условиях при полной нагрузке.

Q = Pη⋅1LHVgas {\ displaystyle Q = {\ frac {P} {\ eta}} \ cdot {\ frac {1} {LHV_ {gas}}}}

где:

Q {\ displaystyle Q} - поток газа в нормальных условиях
P {\ displaystyle {P}} - мощность двигателя
η {\ displaystyle {\ eta}} - это механическая эффективность
LHV - низкая теплотворная способность газа

Галерея исторических газовых двигателей [править]

Исторические газовые двигатели
1905 г. Обычный газовый двигатель Национальной компании 36 л.с.
Backus вертикальный газовый двигатель
Отто горизонтальный газовый двигатель
Crossley газовый двигатель и динамо
Электростанция с двойным газовым двигателем Premier
125 л.с. газовый двигатель и динамо
Crossley Brothers Ltd., 1886 № 1 Двигатель, 4,5 л.с. одноцилиндровый, 4-х тактный газовый двигатель, 160 об / мин.
Кроссли Газовый двигатель 1915 года (тип GE130 №75590), 150 л.с.
Premier тандемный продувка мощного газового двигателя
Доменный газовый двигатель с продувочным цилиндром
Stockport газовый двигатель и динамо с ременным приводом

См. Также [править]

Список литературы [править]

Внешние ссылки [редактировать]

2 Основы расхода топлива | Оценка технологий экономии топлива для легковых автомобилей

ТАБЛИЦА 2.3. Средние характеристики легковых автомобилей за четыре модельных года

	1975	1987	1998	2008
Скорректированная экономия топлива (миль на галлон)	13.1	22	20,1	20,8
Вес	4,060	3220	3744	4,117
лошадиных сил	137	118	171	222
Время разгона от 0 до 60 (с)	14.1	13,1	10,9	9,6
Мощность / вес (л.с. / тонна)	67,5	73,3	91,3	107.9
ИСТОЧНИК: EPA (2008).

Эти предположения очень важны. Очевидно, что уменьшение размера транспортного средства приведет к снижению расхода топлива. Кроме того, снижение способности ускорения транспортного средства позволяет использовать меньший двигатель с меньшей мощностью, который работает с максимальной эффективностью. Это не те варианты, которые будут рассмотрены.

Как показано в Таблице 2.3, за последние 20 лет или около того чистый результат улучшений в двигателях и топливах заключался в увеличении массы транспортного средства и большей способности к ускорению, в то время как экономия топлива оставалась постоянной (EPA, 2008).Предположительно, этот компромисс между массой, ускорением и расходом топлива был обусловлен покупательским спросом. Увеличение массы напрямую связано с увеличением габаритов, переходом с легковых автомобилей на грузовые автомобили, добавлением средств безопасности, таких как подушки безопасности, и увеличением количества аксессуаров. Обратите внимание, что, хотя стандарты CAFE для легковых легковых автомобилей с 1990 года были на 27,5 миль на галлон, средний показатель по парку в течение 2008 года остается намного ниже из-за более низких стандартов CAFE для легковых пикапов, внедорожников и пассажирских фургонов. ,

ТРАКТИВНАЯ СИЛА И ТРАКТИВНАЯ ЭНЕРГИЯ

Механическая работа, производимая силовой установкой, используется для приведения в движение транспортного средства и питания вспомогательного оборудования. Как обсуждали Совран и Блазер (2006), концепции тягового усилия и тягового усилия полезны для понимания роли массы транспортного средства, сопротивления качению и аэродинамического сопротивления. Эти концепции также помогают оценить эффективность рекуперативного торможения в снижении энергии, необходимой для электростанции.Анализ фокусируется на графиках испытаний и не учитывает влияние ветра и восхождения на гору. Мгновенная сила тяги ( F _TR), необходимая для движения транспортного средства, составляет

(2,1)

, где R - сопротивление качению, D - аэродинамическое сопротивление, а C _D - коэффициент аэродинамического сопротивления, M - масса автомобиля, V - скорость, dV / dt - скорость изменения скорости (т.е.ускорение или замедление), A является фронтальной областью, r _o является коэффициентом сопротивления качению шины, г является гравитационной постоянной, I _w является полярной момент инерции четырех вращающихся узлов шины / колеса / оси, r _w - его эффективный радиус качения, а ρ - плотность воздуха. Эта форма силы тяги рассчитывается на колесах транспортного средства и, следовательно, не учитывает компоненты в системе транспортного средства, такие как силовая передача (т.е.вращательная инерция компонентов двигателя и внутреннее трение).

Тяговая энергия, необходимая для прохождения дополнительного расстояния dS , равна F _TR Vdt и является ее неотъемлемой частью по всем частям расписания движения, в которых F _TR> 0 (т.е. , привод с постоянной скоростью и ускорения) - это общая потребность в тяговом усилии, E _TR. Для каждого из графиков управления EPA Совран и Блейзер (2006) рассчитали тяговую энергию для большого количества транспортных средств, охватывающих широкий спектр наборов параметров ( r ₀, C _D, A , M ), представляющий спектр современных транспортных средств.Затем они сопоставили данные с линейным уравнением следующего вида:

(2,2)

, где S - это общее расстояние, пройденное в расписании движения, а , и - это конкретные, но разные константы для расписаний UDDS и HWFET. Совран и Блазер (2006) также определили, что комбинация из пяти графиков UDDS и трех графиков HWFET очень точно воспроизводит комбинированный расход топлива EPA в 55 процентов UDDS плюс 45 процентов HWFET и предоставила значения , , , и . γ .

Тот же подход использовался для тех частей графика движения, в которых F _TR <0 (то есть замедления), когда силовая установка не должна обеспечивать энергию для движения. В этом случае сопротивление качению и аэродинамическое сопротивление тормозят движение транспортного средства, но их влияние недостаточно, чтобы следовать замедлению цикла вождения, и поэтому требуется некоторая форма торможения колес. Когда транспортное средство достигает конца расписания и становится неподвижным, вся кинетическая энергия его массы, которая была получена, когда F _TR> 0, должна быть удалена.Следовательно, уменьшение кинетической энергии, производимой при торможении колес, составляет

(2,3)

Коэффициенты ' и β' также являются специфическими для графика испытаний и приведены в ссылке. Представляют интерес два наблюдения: (1) γ одинаково для движения и торможения, поскольку касается кинетической энергии транспортного средства; (2) поскольку энергия, используемая в сопротивлении качению, составляет r ₀ M g S , сумма α и α ′ равна г .

Sovran и Blaser (2006) рассмотрели 2500 автомобилей из базы данных EPA за 2004 год и обнаружили, что их уравнения соответствовали тяговым энергиям для графиков UDDS и HWFET с r = 0,999 и энергии торможения с