Содержание
Выбираем бензиновые двигатели вместе с «Никсанбел»
Бензиновый двигатель — это надежный агрегат. Бензиновые ДВС отличаются недорогим и простым ремонтом. В отличие от дизелей они лучше переносят эксплуатацию в условиях современных мегаполисов. Правда, существуют откровенно неудачные моторы. Двигателя ведущих производителей нередко приобретают статус ненадежных. Поэтому перед выбором нового автомобиля важно знать, какие существуют самые надежные бензиновые движки.
1.4 Turbo от Опель
Это один из лучшим и самых популярных моторов эпохи уменьшения рабочего объема ДВС. Двигатель успешно продает более пяти лет и не собирается сдавать своих позиций. Есть два вида этого мотора на 120 и 140 лошадок.
Если говорить о расходе топлива, то этот агрегат демонстрирует несколько более высокие показатели в сравнении со своими конкурентами. Это объясняется отсутствием системы прямого впрыска. Такая конструкция движка позволила исключить возможность образования нагара на поверхности впускных клапанов. Подобный феномен обусловлен тем, что в камеру сгорания топливо попадает вместе с воздухом. Важным факторам для наших автовладельцев является переносимость этого двигателя внедрения газовой установки. Перевод на газ сможет сторицей нивелировать немного завышенные показатели расхода топлива.
У агрегата нет проблем с электроникой, навесным оборудованием и цепным приводом ГРМ. Правда, у некоторых автовладельцев иногда возникают проблемы с помпой. зачастую эта поломка встречается у американской версии Chevrolet Cruze. На фоне этого скандала руководство GM приняло решение о бесплатной замене всех дефективных помп. Учитывая этот факт при покупке автомобиля с этим мотором, рекомендуется осмотреть ее на предмет течи и наличия посторонних звуков.
1,4-литровый бензиновый турбомотор ставится почти во все автомобили марки Opel и популярные на европейском рынке модели Chevrolet.
Этот ДВС устанавливается на следующие автомобили:
- Опель: Adam, Корса D, Астра J, Инсигния, Мерива, Зафира Tourer, Каскада, Мокка;
- Шевроле: Авео (Sonic), Круз, Орландо, Тракс (Tracker).
1.6 MPI 8 V от Фольксваген
Это, пожалуй, лучший бензиновый двигатель, сконструированный и выпущенный компанией VW. Он имеет традиционную конструкцию в виде одно распредвала, двух клапанов на цилиндр. Мотор получил известность и популярность в 90-е годы. Изначально двигатель ставился на всевозможные автомобили, выпускаемые под марками Audi, Seat, Skoda и Volkswagen.
Главным и фактически основным недостатком этого силового агрегата является высокий расход. Ну, а к достоинствам ДВС можно отнести:
- дешевые запчасти и наличие бюджетных заменителей;
- надежность;
- хорошая переносимость использования стороннего газового оборудования.
Со временем владельцы могут столкнуться с поломкой дроссельной заслонки и выходом из строя катушек зажигания.
На авторынке встречаются версии на 75, 101 и 102 лошадиные силы, появившаяся в 2000 году.
При подборе машины с 102-сильным мотором в первую очередь нужно обращать на дроссельную заслонку. Неровный холостой ход и плавающие обороты будут указывать на неисправность дросселя. В некоторых случаях решить эту проблему помогает элементарная чистка дросселя. Стоимость новой запчасти составляет 100 долларов.
Силовой агрегат устанавливался на следующие модели автомобилей:
- Ауди: A3 1 и 2, A4 1 и 2;
- Сеат: Ибица, Кордоба, Леон, Толедо, Алтеа, Эксео;
- Шкода: Фелиция, Фабия, Румстер 2, Октавиа 1 и 2;
- Фольксваген: Поло, Гольф, Бора, Джетта, Туран, Пассат, Нью Биттл.
ДВС MR20 и F4RT от Renault-Nissan
Nissan и Renault активно сотрудничают на протяжении нескольких последних лет. Итогом их сотрудничества стал выпуск бензинового 2-литрового мотора, получившего индекс MR20. этот агрегат в зависимости от модификации развивает мощность от 133 до 147 лошадок. Изначально движок ставился на машины от Nissan начиная с 2006 года. Позже он начал ставится и на машины от Renault, под новым названием M4R. особенностью этого ДВС является минимальное внутренне сопротивление. Это обусловлено специфической конструкцией движка. Преимуществом мотора является высокая надежность цепного привода ГРМ. Этот двигатель был лишен основных недостатков своего прародителя в лице мотора с индексом QR. При соблюдении регламента замены масла, а также бережной эксплуатации двигатель не должен создавать никаких проблем.
В модельном ряде Renault также есть удачный 2-литровый турбированный бензиновый мотор, не использующийся на автомобилях марки Nissan. Этот агрегат устанавливается на «заряженные» автомобили такие, как Renault Megane RS. Безусловно, он потребляет много топлива, но при этом он легко тюнингуется и имеет солидный ресурс.
Двигатели MR20/MR4 и 2-литровый турбо-движок нуждаются только в плановом техническом обслуживании и использовании качественного топлива. Эти моторы лишены проблем своих предшественников в виде неисправности катализаторов, что нередко вызывало выход из строя силовых агрегатов.
Двухлитровый MR часто встречается в машинах как французского, так и японского автоконцернов. Двигатели с индексом «MR» устанавливались в следующие автомобили:
- Ниссан: Кашкай, Кашкай + 2, X-Треил 2;
- Рено: Клио 3, Меган 3, Лагуна
Мотор F4RT использовался на заряженных версиях Renault.
К20 и К24 от Honda
Двухлитровый бензиновый мотор от Honda с индексом К20 это один из самых успешных и надежных ДВС последнего десятилетия. Японские инженеры сумели решить проблемы с распредвалами, наблюдавшуюся в двигателях начала 2000-х годов. Ранее распредвалы изнашивались к 150 тысячам километров пробега. Зачастую эта проблема затрагивала распредвал, отвечающий за управление впускными клапанами. В итоге эта неисправность приводила к повышенному расходу масла. При этом далеко не все автовладельцы регулярно занимались проверкой уровня масла. Масляное голодание приводило к быстрому износу трущихся деталей. Правда, даже несмотря на это хондовские моторы продолжали ехать и не ловили клин. поэтому можно говорить о надежности моторов этого японского автогиганта.
Эти силовые агрегаты не отличаются низким расходом топлива. В среднем они потребляют около 10-11 литров 95-го бензина на сотню километров пробега. Хорошие отзывы можно встретить о 2,4-литровой бензиновой четверке от Хонда.
Проблемы можно встретить только с движками К20, выпущенными в период с 2003 по 2004 год. При выборе машины учитывайте, что движок должен работать ровно и не издавать никаких посторонних звуков. Решить проблемы с распредвалом можно будет приблизительно за 500 долларов. Главное, при эксплуатации машины с такой силовой установкой нужно следить за уровнем масла.
Применение:
- К20: Цивик 7 (включая Type R), Аккорд 4, FR-V и CR-V;
- K24: Аккорд VII.
2.5Т R5 ОТ Volvo
Пятицилиндровый движок от шведского автоконцерна Volvo успел завоевать большую популярность у автолюбителей. Хорошие отзывы можно встретить не только о 2,5-литровой версии, но и о ДВС с объемом в 2,3 и 2,4 литра.
Турбированный 2,5-литровй движок имеет статус лучшего силового агрегата в линейке шведского автопроизводителя. Этот ДВС также устанавливается и на спортивные версии Ford Focus и Mondeo. Хорошая репутация у2 .5T R5 имеется как среди водителей, так и внутри сообщества автомехаников. В моделях, выпущенных до 2005 года, иногда встречаются проблемы с дросселем. В некоторых случаях автовладельцы сталкивались с проблемами с навесным оборудованием движка. Правда, механический износ мотора происходит не раньше 400 тысяч километров пробега. Известны случаи, когда эти моторы проезжали более 500 тысяч километров без какого-либо серьезного ремонта. Стоит отметить, что ресурса агрегата во многом зависит от качества используемого топлива, масла и регулярности технического обслуживания. Техобслуживание мотора не предполагает серьезных финансовых трат.
Зачастую проблемы с дросселем объясняются выходом из строя электродвигателя, управляющего его положением. купить новую заслонку можно за 650-700 долларов, а ее ремонт обойдется в 200-250 долларов.
Заказать этот бензиновый двигатель можно с установкой на следующие автомобили:
- Вольво: C30, S40 II, V50, S60, V70, 850, C70, S80, XC60 и XC90;
- Форд: Фокус ST, Фокус RS II, Мондео
2JZ и 3 UZ от Toyota
Бензиновые движки от Toyota с индексом JZ и UZ уважаются не только автолюбителями, но и автомеханиками. Благодаря надежности их часто называют танковыми моторами. Заложенный на заводе запас прочности позволяет без особых доработок выжимать с 2JZ-GE более 500 лошадок. Правда, достичь подобных мощностных показателей можно лишь при условии установки турбокита. Стоимость создания турбированной версии мотора без учета работ по установке кита и настройке ДВС, колеблется в пределе 1500 долларов. Силовой агрегат с индексом 3UZ-FE является 4,3-литровым бензиновым V8. Он также известен за счет своей выносливости, надежности и податливости к тюнингу.
Главной общей четой обеих силовых агрегатов является мощность железа и простота, а также надежность всей навесной электроники. У моторов практически нет недостатков. Единственной их проблемой можно назвать только относительно высокий расход бензина и отсутствие на рынке дешевых деталей-заменителей. При возникновении нужды в ремонте придется потратить серьезные деньги ввиду высокой стоимости оригинальных запчастей.
Эти двигателя ставились на следующие модели автомобилей:
- 2JZ-GE: Лексус IS300, GS, Тойота Супра GTE;
- 3 UZ-FE: Лексус GS 430, LS
История бензинового двигателя (ДВС) — Двигатели автомобилей
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в нашем мире. Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека. В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС. Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки. В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения. Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания. В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров. В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем. Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности. Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки. Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания. В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина. На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина. С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами. |
Чем отличается бензиновый двигатель от дизельного
Бензин против Дизеля: в чем разница.
На базовом уровне современные двигатели внутреннего сгорания работают по принципу четырех простых шагов (тактов), т.е.- всасывание, сжатие, воспламенение и выхлоп. Эти циклы снова и снова периодически повторяются когда двигатель находится в рабочем состоянии. Таким образом создается крутящий момент который передается на трансмиссию, а далее уже на колеса. Причем эти такты работы двигателя не зависят от конкретного типа используемого мотора, будь это дизельный или бензиновый двигатель. Но у этих двух моторов имеются определенные различия, в том как они выполняют данные циклы работы.
Различия в работе бензиновых и дизельных двигателей
Для бензиновых двигателей этап впуска обычно заключается во всасывании одновременно воздуха и топлива в камеру сгорания. Если же сравнивать работу с дизельным мотором, то в этот рабочий момент дизельный агрегат только всасывает воздух без топлива. Далее происходит сжатие воздуха в камере сгорания.
Зажигание тоже контролируется в каждом типе двигателей по-разному. Бензиновые моторы используют у себя свечи зажигания, которые с помощью электрической искры воспламеняют в камере сгорания топливную смесь (кислород + бензин) и тем самым запускают двигатель. В результате воспламенения топлива образуется энергия которая начинает двигать поршни в моторе.
Что касаемо дизельного двигателя, то в отличие от бензинового силового агрегата воспламенение дизельного топлива в камере сгорания происходит от силы сжатия. То есть, после этого сжатия происходит самовоспламенение топливной смеси. Как видите, все очень просто.
Как мы уже сказали, сначала в камеру сгорания дизельного мотора подается только лишь воздух, который сжимается по ходу движения поршня. В результате сильного сжатия кислород в камере сгорания сильно нагревается. В этот момент и подается дизельное топливо, которое самовоспламеняется от горячего кислорода в камере сгорания и тем самым запускается мотор.
Смотрите также: Почему двигатели V4 редко встречаются в автомобилях?
Таким образом момент воспламенения топлива в дизельных моторах контролируют топливные форсунки, тогда как в бензиновых моторах это регулируют свечи зажигания.
Стоит также отметить, что оба типа двигателей используют как правило, одинаковую систему выпуска, чтобы выпустить из камеры сгорания в результате воспламенения топлива скопившиеся газы. Это регулируется клапанами путем их открытия и закрытия когда необходимо выпустить отработанные газы, тем самым направляя их в выхлопную систему автомобиля.
Какой двигатель эффективней- Дизель или бензин?
[media=https://youtu.be/ilZyCD-QlJg]
Дизельные двигатели продолжают совершенствоваться в экологическом плане, постепенно доказывая специалистам и экологам что уровень вредных веществ в выхлопе может быть почти таким же, как и в бензиновых автомобилях. Но пока что бензиновые двигатели по-прежнему считаются более экологичными по сравнению с дизельными. Но есть в этих дизельных моторах неоспоримое преимущество, которое заключается в следующем, по сравнению с теми же бензиновыми моторами они намного экономичнее.
Действительно, в большинстве случаев дизельные двигатели значительно превосходят бензиновые агрегаты по топливной эффективности.
Это объясняется особенностью температуры самовоспламенения дизельного топлива в камере сгорания. Температурой самовоспламенения считается такая температура, при которой соотношение в смеси кислорода с топливом приводит к самовоспламенению топливной смеси.
В бензиновых же моторах наоборот, там важно, чтобы температура в соотношении бензин-кислород в камере сгорания не приводила к самовоспламенению бензина во время сжатия, поскольку это может привести к воспламенению топлива до подачи искры свечами зажигания. Это может привести к повреждению двигателя.
Чтобы этого не происходило бензиновые моторы имеют довольно низкие коэффициенты сжатия (такт сжатия, это когда определенное количество кислорода и бензина попадают в камеру сгорания). Это необходимо для того, чтобы во время сжатия резко не повышалась температура воздуха.
Поскольку дизельные моторы во время такта сжатия (впуска) не имеют внутри камеры сгорания дизельного топлива, то они могут сжимать всасываемый кислород намного сильнее, чем бензиновые двигатели. В результате такого сильного сжатия воздух в камере сгорания очень сильно нагревается и после чего в камеру сгорания попадает само дизельное топливо, которое в итоге самовоспламеняется.
Другим преимуществом эффективности дизельного двигателя является отсутствие в нем дроссельной заслонки. Когда вы нажимаете педаль газа в бензиновом автомобиле, это позволяет открывать впускные клапана в двигателе, что в свою очередь позволяет большому количеству воздуха попадать в мотор.
Соответственно получается, чем больше кислорода, тем больше энергии образуется в результате воспламенения топлива, которое в этом случае также начинает подаваться в повышенном объеме. Стоит здесь отметить, что этот процесс контролирует компьютер, который и определяет необходимое количество топлива.
В дизельных же моторах дроссельные клапана не нужны. При нажатии педали газа компьютер сам определяет, какое количество топлива необходимо подать в камеру сгорания.
В результате этого при работе дизельного мотора теряется совсем немного топлива в отличии от тех же бензиновых моторов, которые сжигают бензина зря на много больше.
Разница в соотношении топливной смеси, — воздух / топливо
Дизельные двигатели имеют способность работать в очень широком диапазоне соотношений самого кислорода и топлива в топливной смеси, которая подается в камеру сгорания.
Бензиновые же моторы работают обычно в диапазоне от 12 до 18 частей воздуха на 1 часть топлива (по массе).
Обычно такое соотношение остается близким к 14,7:1. Дело вот в чем, при коэффициенте соотношения кислорода и топлива вся топливная смесь полностью сгорает в камере сгорания.
Однако, в дизельных моторах все происходит совсем по-другому. Например, как правило, дизельный мотор работает в соотношениях кислорода от 18:1 до 70:1.
Когда вы нажимаете педаль газа в дизельном автомобиле, то это приводит к уменьшению соотношения воздуха с дизельным топливом и все за счет увеличения впрыска дизеля в камеру сгорания.
Соответственно получается, чем больше топлива, тем больше мощность. Правда, здесь надо уточнить, когда дизельные моторы работают при низком соотношении кислорода с топливом, то в процессе самого сгорания образуется много сажи.
Именно по этой причине несмотря даже на наличие системы очистки мы с вами можем наблюдать черный дым исходящий от грузовиков в тот момент, когда они начинают трогаться с места. В этот момент водители дизельных грузовиков сильно нажимают на педаль газа, чтобы сдвинуть с места эту тяжелую машину.
В этот самый момент в дизельный двигатель начинает поступать меньше кислорода, а поступает больше топлива.
Помимо всего этого существует еще множество отличий дизельных моторов от тех же бензиновых. Например, каждый тип мотора по-разному может замедлять транспортное средство при торможении двигателем.
Для получения дополнительной информации посмотрите ниже несколько видео-роликов.
Перед самим просмотром включите показ субтитров и их перевод.
Бензиновый двигатель автомобилей: типы и принцип работы
Содержание
- 1 Историческая справка
- 2 Виды бензиновых ДВС
- 3 Принцип действия и устройство
Бензиновый двигатель представляет собой силовой агрегат со встроенной камерой сгорания, в которой энергия сгорания топлива преобразуется в механическую работу. Такие моторы относятся к классу двигателей внутреннего сгорания.
Историческая справка
Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) построил в 1807 году изобретатель из Швейцарии François Isaac de Rivaz. Правда, работал этот двигатель не на бензине, а на газообразном водороде, однако был оснащен шатунно-поршневой группой и устройством искрового зажигания.
В дальнейшем этот ДВС усовершенствовали француз Jean Joseph Etienne Lenoir (1860) и немецкий инженер Nicolaus August Otto, который в 1863 году создал атмосферный двухтактный, а в 1876 году и четырехтактный ДВС.
Первый бензиновый карбюраторный двигатель внутреннего сгорания разработали немецкие инженеры Gottlieb Wilhelm Daimler и August Wilhelm Maybach, которые использовали его при создании первых мотоциклов (1885) и автомобилей (1886). Примерно в эти же годы первый карбюраторный ДВС был создан и в России. Построил его Огнеслав Костович (1851-1916).
В дальнейшем никаких принципиальных отличий в схему построения ДВС внесено не было, а усилия большого количества инженеров со всего мира были направлены на создание высокотехнологичных бензиновых двигателей достаточно большой мощности с малым потребления топлива.
Виды бензиновых ДВС
В настоящее время на автомобилях можно встретить бензиновые двигатели, оснащенные:
- карбюратором, где происходит смешивание топлива с воздухом. Затем подготовленная смесь подается в цилиндры, где поджигается искрой, которая проскакивает между электродами свечей зажигания.
- инжекторной системой смесеобразования, которая осуществляется путем впрыска топливно-воздушной смеси во впускной коллектор или непосредственно в цилиндры двигателя. Для этого используются специальные форсунки. При этом существуют системы:
- моновпрыска топлива (одноточечные).
- распределенного впрыска топлива (многоточечные).
Управление форсунками и дозирование топлива может осуществляться при помощи:
- Рычажно-плунжерного механизма – в механических системах впрыска.
- Специального блока управления ЭБУ – в электронных системах впрыска.
- Системой наддува, когда впуск горючей смеси или воздуха происходит под давлением, нагнетаемым турбокомпрессором. При этом значительно увеличивается мощность и коэффициент полезного действия силового агрегата.
Особое место среди бензиновых двигателей занимает роторно-поршневой двигатель (двигатель Ванкеля). Он отличается от остальных ДВС отсутствием отдельного механизма газораспределения, что значительно упрощает конструкцию мотора.
Принцип действия роторно-поршневого силового агрегата заключается в том, что за один оборот он выполняет три полных рабочих цикла. Происходит это за счет того, что в основе двигателя лежит оригинальный треугольный ротор, который, вращаясь в камере особой формы, выполняет функции поршня, коленчатого вала и механизма газораспределения. По ряду причин конструктивного и технологического характера этот бензиновый мотор широкого распространения не получил.
В автомобилестроении чаще всего используются рядные четырехцилиндровые четырехтактные бензиновые силовые агрегаты, отличающиеся от остальных:
- большим ресурсом;
- экологичным выхлопом;
- экономичностью;
- низким уровнем шума.
Принцип действия и устройство
Принцип действия любого бензинового двигателя заключается в том, что при воспламенении небольшого количества предварительно сжатой смеси высокоэнергетического топлива и воздуха в замкнутом пространстве камеры сгорания происходит выделение большого количества энергии, которого достаточно для перемещения поршня.
При этом прямолинейное, поступательно-возвратное движение поршня при помощи кривошипно-шатунного механизма преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, который и приводит в движение транспортное средство.
К основным элементам бензиновых ДВС, которые принимают непосредственное участие в процессе преобразования тепловой энергии в механическую, относятся:
- впускные и выпускные клапаны газораспределительного механизма;
- поршни;
- шатуны;
- коленчатый вал;
- свечи зажигания.
Кроме того, любой бензиновый двигатель оснащается вспомогательными системами, которые обеспечивают его эффективную работу. К ним относятся:
- Система зажигания – обеспечивает поджигание топливно-воздушной смеси. Бывает контактной, бесконтактной, микропроцессорной.
- Система запуска ДВС – включает в себя стартер и аккумулятор. Используется для того, чтобы принудительно провернуть коленчатый вал при запуске первого рабочего цикла двигателя. Для запуска бензиновых двигателей малой мощности часто используют мускульную силу человека (кик-стартер).
- Система приготовления горючей смеси – обеспечивает приготовление и подачу топливно-воздушной смеси в камеры сгорания цилиндров мотора.
- Система выпуска выхлопных газов – отвечает за своевременное удаление продуктов сгорания горючей смеси из цилиндров двигателя.
- Система охлаждения – служит для отвода тепла от нагревающихся элементов мотора и обеспечивает заданный температурный режим его работы. Охлаждение может осуществляться при помощи воздуха, специальной охлаждающей жидкости, комбинированного способа.
- Система смазки – предназначена для подачи моторного масла к трущимся поверхностям ДВС. Также используется для удаления нагара и продуктов износа трущихся поверхностей. Моторное масло может подаваться к местам смазки как методом разбрызгивания, так и под давлением.
Существуют также комбинированные системы смазки, в которых моторное масло смешивается в определенных пропорциях с горючей смесью. Оснащаются ими двигатели бензиновые малой мощности для моторных лодок, средств малой механизации и пр.
Автор статьи:
Николаев Сергей
Автомеханик
Читать автора
Оценка статьи:
↑
1
↓
Поделиться с друзьями:
Бензиновый двигатель
К концу XVIII века человечество осознало необходимость найти замену сложным и требующим слишком много внимания паровым машинам. Основную часть промышленного сектора в тот момент составляли небольшие предприятия и мастерские. Наиболее распространенными на производстве двигателями на тот момент громоздкие паровые машины. Они устраивали далеко не всех. Инженеры понимали, что для повышеня эффективности производства необходимы другие силовые установки — легко запускающиеся, малых размеров и мощности.
История изобретения бензинового двигателя
Предтечей появления двигателей внутреннего сгорания стало открытие светильного газа, сделанное на рубеже XVIII и XIX столетий французским инженером Ф. Лебоном.
Патент на способ его получения и использования он получил в 1799 году. Светильный газ стал настоящим прорывом в технике освещения.
А уже через 2 года Лебоном был получен следующий патент — на разработанную им конструкцию газового двигателя. Он состоял из камер смешения и двух компрессоров. Один из них накачивал в камеру сжатый воздух, другой – сжатый светильный газ из газогенератора. Эта смесь поступала в рабочий цилиндр и воспламенялась. Рабочие камеры располагались по обе стороны поршня и действовали попеременно.
Газовый двигатель стал первым шагом к созданию двигателя внутреннего сгорания. Но, к сожалению, разработки в этом направлении приостановились с трагической гибелью Лебона. Дальнейшие попытки многих изобретателей не привели к появлению газовой силовой установки, способной конкурировать с паровой.
Первым в мире двигателем внутреннего сгорания считается агрегат, запатентованный Жаном Этьеном Ленуаром в 1859 году.
Бельгийский инженер решил воспламенять газовую смесь с помощью электрической искры. Двигатель Ленуара был двойного действия. Воздух и газ поочередно подавались нижним золотником в полости цилиндров, расположенных по обе стороны поршня. За выпуск отработанных газов отвечал верхний золотник. Воздух и газ поступали к золотнику по отдельным каналам, при этом всасывание смеси в полость происходило только до половины хода. Потом впускное окно перекрывалось, и электрическая искра воспламеняла получившуюся смесь, заставляя ее расширяться и толкать поршень. Когда реакция заканчивалась, второй золотник выпускал отработанные газы. В это время в цилиндре, расположенном с другой стороны поршня, происходило воспламенение топливовоздушной смеси.
Чтобы избежать заклинивания поршня из-за термического расширеня, Ленуар дополнил свою конструкцию водяной системой охлаждения и системой смазки. Несмотря на низкий КПД (около 4%), сбои в системе зажигания, большой расход газа и смазки, двигатели Ленуара получили большое распространение и имели коммерческий успех.
В 1864 году появилась более совершенная газовая силовая установка, разработанная Августом Отто. Хотя он и отказался от электрического зажигания, предложенная им конструкция позволила добиться более полного расширения продуктов сгорания, а значит, и повысить КПД двигателя до 15%. Это превосходило показатели всех существовавших на тот момент устройств! К тому же, новый двигатель был экономичнее двигателя Ленуара в 5 раз.
Совершенствуя свое изобретение, Отто применил в конструкции кривошипно-шатунную передачу, заменившую зубчатую рейку. А вскоре, вместе с промышленником Лангеном, приступил к выпуску четырехтактных газовых двигателей. Этот цикл является основой работы ДВС и до сегодняшнего дня.
Использование светильного газа в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания существенно ограничивало область их применения, поэтому активные поиски доступной альтернативы не прекращались. В 1872 году американцем Брайтоном был предложен «испарительный» карбюратор, в котором в качестве топлива применялся керосин. Но конструкция его была слишком несовершенна.
По настоящему работоспособный бензиновый двигатель появился только спустя 10 лет. Его разработал Готлиб Даймлер, бывший членом правления фирмы Отто. Он представил проект бензиновой силовой установки, применимой на транспорте, но идея была отвергнута его патроном. Поэтому в 1882 году Даймлер и Майбах уходят из фирмы «Отто и компания» и создают собственную мастерскую. Их цель была амбициозна: создать легкий, компактный и мощный двигатель, способный перемещать экипаж.
Первое детище Даймлера и Майбаха было стационарным. Процесс испарения бензина и система зажигания в нем были далеки от совершенства.
Простую и надежную систему предложил конструктор Д. Банки в 1893 году. Изобретенный им карбюратор стал прообразом современных. После этого прогресс в развитии ДВС начал стремительно набирать обороты. Увеличивались объем цилиндров и их количество. Широкое распространение получили 4-цилиндровые силовые установки, обеспечивающие равномерность вращения коленчатого вала.
В первый раз бензиновый двигатель был использован на велоколяске Карла Бенца. Немецкий автоконструктор построил ее в 1885 году. Трехколесная машина развивала скорость до 16 км/ч. А через 13 лет Карл Бенц создал уже четырехколесную велоколяску, мощностью 3 лошадиные силы, которая могла «мчаться» со скоростью 30 км/ч!
Первый — в привычном нам понимании — автомобиль с бензиновым двигателем увидел свет в 1895 году. Его создали французские инженеры Р. Панар и Э. Левассор. Машина имела кузов типа седан и оснащалась силовой установкой Даймлера, которая располагалась впереди и закрывалась крышкой капота. Крутящийся момент передавался на задние колеса с помощью корданового вала. Автомобиль имел стенки кузова, лобовое стекло, крышу, резиновые шины, коробку передач и рычаг переключения скоростей. Так началась эпоха автомобилей с бензиновыми двигателями. Среди пионеров построения таких самоходных экипажей были З. Маркус, А. Пежо, Братья Рено, Ф. У. Ленчестер, Г. Остин и Г. Форд.
Устройство и принцип работы бензинового двигателя
Устройство и принцип работы современных бензиновых двигателей удобнее всего рассмотреть на примере одноцилиндровой четырехтактной установки, поскольку отличаются они только количеством цилиндров. Одноцилиндровый бензиновый двигатель состоит из: - глушителя; - пружины клапана; - карбюратора; - впускного клапана; - поршня; - свечи зажигания; - выпускного клапана; - шатуна; - маховика; - распределительного вала; — коленчатого вала.
Такт сжатия происходит при следующей половине оборота коленчатого вала. Поршень перемещается из НМТ в ВМТ. Оба клапана в этот момент остаются закрытыми. Рабочая смесь сжимается, в цилиндре возрастает давление и температура.
Такт расширения по сути является рабочим ходом. После завершения сжатия рабочей смеси, происходит ее воспламенение от искры, создаваемой свечой. Процесс сгорания приводит к возрастанию температуры и давления (2,500 гр.С и 5 МПа). Поршень начинает двигаться вниз и воздействует на шатун, который толкает коленчатый вал, предавая ему вращательное движение. Полезная работа такта расширения заключается в преобразовании тепловой энергии в механическую. Когда поршень приближается к НМТ, происходит открытие выпускного клапана, открывающего путь отработанным газам. Температура и давление в цилиндре падает (1,200 гр. С, 0,65 МПа).
Такт выпуска начинается с движением поршня в ВМТ. При этом выталкиваются отработанные газы в полностью открытый выпускной клапан. По окончании такта выпуска температура и давление в цилиндре падают (500 гр. С, 0,1 МПа). Но определенный процент отработанных газов остается в цилиндре и участвует в образовании рабочей смеси следующего такта.
Четыре такта работы двигателя повторяются циклически. Маховик, прикрепленный к коленчатому валу, способствует ровной и устойчивой работе установки.
Достоинства и недостатки бензиновых двигателей ДВС
Преимущества бензиновых ДВС — значительная мощности на единицу объема, большой ресурс, простота выхлопной системы.
Кроме того, следует отметить низкий уровень шума работы силовой установки и отсутствие необходимости в стартере. Бензиновые ДВС достигают больших оборотов и поэтому успешно применяются в небольших автомобилях и обеспечивают агрессивную динамику езды.
Недостатками бензиновых двигателей являются низкий КПД (до 30%), высокие требования к качеству топливной смеси и низкая эффективность на малых оборотов. В последнее время много нареканий звучит в адрес экологических показателей бензиновых ДВС. Высокое содержание в выхлопных газах окиси углерода пагубно влияет на окружающую среду.
Кроме этого, подобные двигатели укрепляют зависимость мирового автомобильного парка от, увы, небезграничных природных ресурсов. И, хотя, бензиновые ДВС далеко не полностью исчерпали свои потенциальные возможности, во всем мире ведутся активные поиски и разработки альтернативного топлива и источников энергии.
Какой мотор выбрать — бензиновый, дизельный или на газе? — журнал За рулем
При выборе двигателя всплывает масса вопросов: бензиновый, дизельный или работающий на газе? Атмосферный или с турбонаддувом? У каждого варианта свои плюсы и минусы.
Прочность якорной цепи равна прочности ее самого слабого звена.
Поговорка старых английских шкиперов
Бензиновый двигатель
Его правильнее называть двигателем с искровым зажиганием. Почему? Хотя бы потому, что производители топлива в некоторых странах добавляют в бензин до 20–24% этилового спирта. Таким образом, двигатель можно назвать бензоспиртовым.
Примерно до середины прошлого века в системе питания таких моторов властвовал карбюратор, а мощность, в основном, зависела от рабочего объема. В настоящее время карбюраторы вымерли, а современников я бы условно разделил на несколько групп:
- безнаддувные двигатели со впрыском во впускной трубопровод (их еще называют атмосферными моторами)
- двигатели с непосредственным впрыском
- наддувные двигатели
- двигатели с непосредственным впрыском и турбонаддувом.
Приблизительно в таком же порядке у этих двигателей растут и показатели технических характеристик, но одновременно уменьшается надежность.
Атмосферный мотор Renault
Старый добрый атмосферник фирмы Renault. Один из самых надежных и беспроблемных двигателей на нашем рынке. Сердце многих Логанов, Сандеро, Ларгусов и Дастеров.
Старый добрый атмосферник фирмы Renault. Один из самых надежных и беспроблемных двигателей на нашем рынке. Сердце многих Логанов, Сандеро, Ларгусов и Дастеров.
Безнаддувные двигатели с распределенным впрыском топлива во впускной трубопровод просты по конструкции. Они имеют надежную систему управления. Модификации с регулированием фаз на впуске и выпуске обеспечивают неплохие показатели по литровой мощности (это отношение мощности мотора к его рабочему объему в литрах). Современные двигатели рабочим объемом 1,6 л выдают мощность порядка 125–130 л.с. Улучшить удельные показатели (ту же мощность, снимаемую с единицы рабочего объема) можно только повышением частоты вращения коленчатого вала до 7–8 тыс. об/мин, но это требует создания уже совсем другого, «околоспортивного» двигателя, а также усовершенствованной трансмиссии. Например, еще в начале 1990-х Honda разработала двигатель объемом 1,6 л, который выдавал 160 л.с. Но с современными экологическими нормами о нем лучше даже не вспоминать.
GDI — Gasoline Direct Injection
GDI — Gasoline Direct Injection — впрыск бензина непосредственно в камеру сгорания. Одним из пионеров внедрения системы была фирма Mitsubishi, ну а фирма Kia (их двигатель на фото) творчески развила исследования.
GDI — Gasoline Direct Injection — впрыск бензина непосредственно в камеру сгорания. Одним из пионеров внедрения системы была фирма Mitsubishi, ну а фирма Kia (их двигатель на фото) творчески развила исследования.
Непосредственный впрыск немного улучшает показатели двигателя по мощности и экологичности. Но он ощутимо сложнее, так как требует применения топливного насоса высокого давления (ТНВД) и особых форсунок. А еще распространение таких двигателей сдерживается потребностью в топливе высокого качества. Недаром многие фирмы долгое время не поставляли такие моторы в нашу страну. У нас и без того подъезжаешь к бензоколонке как к столу с рулеткой, а тут еще и двигатель более требовательный.
двигатель с системой электронноуправляемого турбонаддува Lexus
Такой двигатель с системой электронно-управляемого турбонаддува устанавливают на автомобили Lexus.
Такой двигатель с системой электронно-управляемого турбонаддува устанавливают на автомобили Lexus.
Наддув позволяет значительно повысить показатели или уменьшить рабочий объем, сохранив ту же мощность. Полуторалитровый двигатель развивает от 150 л.с. и больше. Максимальный крутящий момент наддувника, в отличие от момента атмосферника, достигается значительно раньше, уже при частоте вращения коленчатого вала 1600–1800 об/мин., причем «полка» высокого крутящего момента может простираться до 4000–4500 об/мин. Все благодаря оптимальному снабжению воздухом поршневой части двигателя с помощью электронно-управляемого турбокомпрессора. В результате наддувный двигатель при небольших и средних нагрузках чуть экономичнее в сравнении с безнаддувным собратом при прочих равных. Такой двигатель прекрасно тянет с самых низов, а на малых оборотах потери энергии на трение меньше из-за меньших путей проходимых всеми деталями двигателя и, соответственно, выше КПД.
Материалы по теме
Газовые двигатели ЯМЗ: вектор газа
Однако статистика говорит о том, что наддувных моторов продается все-таки значительно меньше, чем атмосферных. Почему?
Первая причина — такие двигатели сложнее и несколько дороже в производстве. Да и налоговых льгот при малом рабочем объеме мотора у нас в стране нет, в отличие, к примеру, от той же Европы.
Вторая причина — ограниченный ресурс турбокомпрессора, обычно не превышающий 150 000 км пробега. Более нагружена у наддувных двигателей и поршневая часть, а где нагрузки, там и повышенный износ.
Третья причина — турбонаддув подразумевает разветвленную сеть трубопроводов, датчиков, приводов и жгутов проводов, которые могут соскочить, заржаветь и потерять герметичность. А любая поломка в системе управления может вывести из строя сам двигатель или агрегат турбонаддува. Также наддувные двигатели нежелательно глушить сразу после работы на напряженных режимах. Больше всего страдает раскаленный турбокомпрессор, т.к. циркуляция масла прекращается мгновенно, а ротор продолжает вращаться с большой частотой. К слову, турботаймер, призванный компенсировать этот недостаток, получил распространение лишь в качестве опции нештатных сигнализаций. Наконец, фанаты породистого звука признают, что выхлоп от турбодвигателей звучит недостаточно привлекательно.
Двигатель с турбонаддувом
И турбонаддув, и непосредственный впрыск на самом свежем двигателе от Kia.
И турбонаддув, и непосредственный впрыск на самом свежем двигателе от Kia.
Материалы по теме
Всё про турбокомпрессоры, или Нагнетатель обстановки
А теперь смешаем одно острое блюдо с другим. Совместим турбонаддув и непосредственный впрыск! В результате получим двигатель, который будет еще чуть мощнее, ощутимо сложнее и капризнее, да еще и чувствительнее к качеству топлива.
Может — ну его? И — виват честный атмосферник?
Дизель
Второе его название — двигатель с воспламенением от сжатия.
Будучи двигателистом по образованию, считаю, что золотой век дизелей уже миновал. Самые надежные и безотказные из них, на мой взгляд, были в 80-х годах прошлого века. Тогда на легковых автомобилях бал правили вихрекамерные дизели рабочим объемом от 1,5 до 2,5 л. Чаще — без наддува, но и снабженные турбокомпрессором тоже попадались. При этом зачастую почти всю систему питания представлял самый совершенный по тем временам дизельный топливный насос фирмы Bosch серии VE.
Системы топливного насоса высокого давления
Системы топливного насоса высокого давления: 1 — корректор по давлению наддува; 2 — электромагнитный клапан останова двигателя; 3 — корректор по температуре охлаждающей жидкости.
Системы топливного насоса высокого давления: 1 — корректор по давлению наддува; 2 — электромагнитный клапан останова двигателя; 3 — корректор по температуре охлаждающей жидкости.
У него были центробежный регулятор опережения впрыска топлива, устройство для обеспечения пусковой подачи топлива, корректор подачи в зависимости от давления наддува и термокорректор, увеличивающий количество топлива при непрогретом двигателе. Внутри был встроен топливоподкачивающий насос. И ко всей системе питания двигателя подходил только один проводок — к электромагнитному клапану. На автомобиле с таким дизелем можно было ездить без аккумулятора и генератора! Стоило вынуть запорный элемент электромагнитного клапана, как дизель становился совсем неподвластным старикам Вольту и Амперу. Пустить машину можно было с толкача, а заглушить передачей. Вот это надежность! Поэтому тогда я голосовал за такой дизель двумя руками.
Современный дизель по уровню сложности и капризности схож с наддувным бензиновым двигателем. Основная причина — система питания Common Rail, которая нагнетает огромные давления, обеспечивая при этом высокие показатели и не менее высокую цену. Прибавьте к этому мочевину и сажевые фильтры, из-за которых электроника периодически выпускает на соседей по потоку целые облака сажи. Все это делает дизель менее привлекательным с потребительской точки зрения.
дизельный двигатель
Ох, непрост современный дизель!..
Ох, непрост современный дизель!..
Резюмируя, можно сказать, что современный дизель обеспечивает отличные показатели по мощности, тяговитости, экономичности. Но часть производителей так и не решила вопрос с шумом и вибрацией, возникающими из-за гораздо более высокого давления в цилиндрах при сгорании топлива. К тому же всегда есть опасность заправиться топливом не по сезону, а это чревато проблемами с запуском двигателя в мороз. Да и надежностью дизели не блещут из-за конструктивной сложности.
Газификация
Сразу отмечу, что дополнительно установить газовое оборудование с приемлемыми затратами сил и средств можно только на двигатели с искровым зажиганием. Современный дизель перевести на газ можно только в заводских условиях. Что касается перевода на газ обычной бензиновой легковушки, то ужесточение законов, требующее сертификации подобных переделок, как-то оптимизма не прибавляет. Израсходованное время и деньги не окупятся безопасностью эксплуатации. Ведь при очень больших пробегах, а только при таких и ставят газ, «ушатать» автомобиль можно быстрее, чем дело дойдет до следующей проверки. Хотя если пройти все процедуры, то можно ездить, экономя на заправке. Правда, часть багажного отделения будет занята газовым баллоном, разгонная динамика немного снизится, а расход пусть и дешевого газа будет достаточно велик. Конечно, в среднем в два раза более низкая цена газа компенсирует этот перерасход.
Газовой оборудования для двигателя
Газовый «паук» забрался в моторный отсек к бензиновому двигателю
Газовый «паук» забрался в моторный отсек к бензиновому двигателю
Сам я около 15 лет ездил на машинах с газовым оборудованием, причем устанавливал его самостоятельно. Но то были карбюраторные автомобили, где все настройки можно было произвести без спецоборудования. Регистрацией не занимался и опрессовки баллонов не делал никогда. В те времена попросту не было механизмов такой проверки. А сейчас сертификация обязательна, без нее не заправят, без нее не дадут диагностическую карту. Недаром те годы называли лихими девяностыми… Тем не менее ездил и радовался. И это в Москве, хотя случалось и путешествовать по стране.
Итоги
Выскажу личное мнение. Первые семь лет после окончания ВУЗа занимался испытаниями и доводкой дизельных наддувных и атмосферных двигателей. Имел в личном пользовании кучу карбюраторных автомобилей отечественного производства, на многие из которых (от УАЗ-469 до Таврии) ставил газовое оборудование. Работая в издательстве, поездил на многих автомобилях отечественного и зарубежного производства. И сделал я для себя вывод, что нет ничего лучше безнаддувного бензинового двигателя с впрыском топлива и с цепным приводом ГРМ вместо ремня. Самый беспроблемный вариант! А дизельные двигатели имеет смысл ставить на достаточно тяжелые внедорожники, пикапы, развозные фургоны, малые грузовички и далее по списку, вплоть до магистральных тягачей.
Бензиновый, дизельный или газовый — какой двигатель лучше?
При выборе двигателя всплывает масса вопросов: бензиновый, дизельный или работающий на газе? Атмосферный или с турбонаддувом? У каждого варианта свои плюсы и минусы.
Бензиновый, дизельный или газовый — какой двигатель лучше?
Газовые двигатели | ИННИО Дженбахер | 0,3–10 МВт
Газовые двигатели INNIO Jenbacher доступны в диапазоне электрической мощности 0,3–10,0 МВт для отдельной генераторной установки. Газовые двигатели Jenbacher известны своей надежной работой в сложных условиях и сложных топливных газах. Газовые двигатели Jenbacher производятся в городе Йенбах, Австрия, в Тироле. Газовый двигатель Jenbacher предназначен для работы исключительно на различных типах газа и для различных применений. Jenbacher лидирует в области инноваций газовых двигателей за последние 50 лет, разработав, в том числе:
- Философия управления LEANOX
- Первый в мире 20-цилиндровый газовый двигатель
- Первый в мире 24-цилиндровый газовый двигатель
- Первый в мире газовый двигатель с двойным турбокомпрессором
- Высокоэффективная концепция 4-й серии
- Программное обеспечение для удаленного мониторинга и диагностики MyPlant®
Акцент на газообразном топливе обеспечивает высочайший уровень эффективности и надежности генераторов на рынке. Двигатель был разработан в вариантах, подходящих для широкого спектра различных применений, включая природный газ, биогаз, газы угольных пластов и попутный нефтяной газ. Благодаря более чем пятидесятилетнему опыту работы с газовыми двигателями по всему миру установлены тысячи двигателей Jenbacher.
Диапазон электрической мощности
Генераторы с газовым двигателем охватывают диапазон электрической мощности от 249 до 10 000 кВт:
- Тип 2 (249–330 кВт и )
- Тип 3 (499–1063 кВт и )
- Тип 4 (844–1489 кВт и )
- Тип 6 (1600–4400 кВт и )
- Тип 9 (10 400 кВт и )
Ready for Hydrogen
Являясь ключевым фактором и неотъемлемой частью перехода к нулевому потреблению энергии, INNIO Jenbacher запустила линейку двигателей «Ready for h3». Газовые двигатели Jenbacher Type-4 теперь доступны как двигатели «Ready for h3», способные работать на 100% водороде
С 2022 года все остальные газовые двигатели INNIO Jenbacher будут предлагаться с опцией «Готовность к h3», способной работать на 25 % объема водорода в трубопроводном газе и иметь возможность легкого перевода с природного газа на 100 % работы водорода.
Основы газового двигателя
На приведенном ниже рисунке показаны основные принципы работы стационарного газового двигателя и генератора, используемых для производства электроэнергии. Он состоит из четырех основных компонентов – двигателя, который работает на разных газах. Как только газ сгорает в цилиндрах двигателя, сила вращает коленчатый вал внутри двигателя. Коленчатый вал вращает генератор переменного тока, что приводит к выработке электроэнергии. Тепло от процесса сгорания выделяется из цилиндров. Это должно быть либо утилизировано и использовано в комбинированной конфигурации тепла и энергии, либо рассеяно через сбросные радиаторы, расположенные рядом с двигателем. Наконец, что немаловажно, существуют усовершенствованные системы управления, обеспечивающие надежную работу генератора.
Производство электроэнергии
Газовые двигатели Jenbacher могут быть сконфигурированы для производства:
- Только электроэнергии (выработка базовой нагрузки)
- Электроэнергия и тепло (когенерация / комбинированное производство тепла и электроэнергии – ТЭЦ)
- Электроэнергия, тепло и охлаждающая вода (тригенерация / комбинированное производство тепла, электроэнергии и охлаждения — ТЭЦ)
- Электричество, тепло, охлаждение и высококачественный диоксид углерода (квадрациклы)
- Электроэнергия, тепло и высокосортный диоксид углерода (парниковая когенерация)
Газовые двигатели обычно используются в качестве стационарных установок непрерывного производства, но также могут работать в качестве пиковых электростанций и в теплицах, чтобы компенсировать колебания местного спроса или предложения электроэнергии. Они могут производить электроэнергию параллельно с местной электросетью, в автономном режиме или для выработки электроэнергии в отдаленных районах.
Энергетический баланс газовых двигателей
Эффективность и надежность
Эффективность двигателей Jenbacher до 49,9 % обеспечивает выдающуюся экономию топлива и одновременно высочайший уровень экологических характеристик. Двигатели также зарекомендовали себя как очень надежные и долговечные во всех областях применения, особенно при использовании природного и биологического газа. Генераторы Jenbacher известны своей способностью постоянно генерировать номинальную мощность даже при переменных условиях газа.
Запатентованная система управления сжиганием обедненной смеси LEANOX®, установленная на всех двигателях Jenbacher, гарантирует правильное соотношение воздух/топливо при любых условиях эксплуатации, чтобы свести к минимуму выбросы выхлопных газов при сохранении стабильной работы. В сочетании с системой LEANOX® газовый смеситель Jenbacher уравновешивает колебания теплотворной способности, которые возникают в основном при использовании биогаза. Двигатели Jenbacher известны не только своей способностью работать на газах с чрезвычайно низкой теплотворной способностью, низким метановым числом и, следовательно, степенью детонации, но и на газах с очень высокой теплотворной способностью.
Возможные источники газа варьируются от низкокалорийного газа, получаемого при производстве стали, химической промышленности, древесного газа и пиролизного газа, получаемого при разложении веществ под действием тепла (газификации), свалочного газа, сточных газов, природного газа, пропана и бутана, которые имеют очень высокая теплотворная способность. Одним из наиболее важных свойств, связанных с использованием газа в двигателе, является детонационная стойкость, оцениваемая в соответствии с «метановым числом». Высокая стойкость к детонации Чистый метан имеет метановое число 100. В отличие от этого, бутан имеет число 10 и водородное число 0, которое находится в нижней части шкалы и, следовательно, имеет низкую стойкость к детонации. Высокая эффективность двигателей Jenbacher становится особенно полезной при использовании в ТЭЦ (комбинированное производство тепла и электроэнергии) или в системах тригенерации, таких как системы централизованного теплоснабжения, больницы, университеты или промышленные предприятия. Поскольку правительство оказывает давление на компании и организации с целью сокращения их углеродного следа, эффективность и отдача энергии от установок ТЭЦ и тригенерации являются предпочтительным энергетическим ресурсом.
| Здесь вы найдете самую свежую информацию и информационные бюллетени о Jenbacher от INNIO. |
Двигатели, работающие на природном газе
Двигатели, работающие на природном газе
Ханну Яаскеляйнен
Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.
- Газовые двигатели большой мощности
Abstract : Двигатели, работающие на природном газе, могут варьироваться от небольших двигателей малой грузоподъемности до низкоскоростных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. Доминирующим циклом двигателя может быть либо Отто, либо Дизель, с использованием нескольких различных методов приготовления смеси и воспламенения. Большинство коммерческих и экспериментальных двигателей, работающих на природном газе, можно разделить на четыре типа технологий: (1) двигатели со стехиометрическим циклом Отто; (2) двигатели с обедненной смесью, цикл Отто; (3) двухтопливные двигатели смешанного цикла (сочетание двигателей Отто и Дизеля) и (4) дизельные двигатели, работающие на природном газе. Эти технологии демонстрируют различия в термической эффективности, производительности и требованиях к последующей обработке.
- Введение
- Двигатели с премиксами
- Двигатели без предварительного смешения
Низкая стоимость природного газа по сравнению с дизельным топливом и бензином в сочетании с различными мерами регулирования, связанными с выбросами, по-прежнему вызывают значительный интерес к природному газу как к альтернативному топливу для двигателей внутреннего сгорания. Производители двигателей отреагировали на это поставкой новых специально построенных двигателей на природном газе, размеры которых варьируются от небольших двигателей малой мощности мощностью в несколько кВт до низкоскоростных двухтактных судовых двигателей мощностью более 60 МВт. В 2019 году, WinGD заявила, что их двухтопливный двигатель 12X92DF является самым мощным двигателем, работающим по циклу Отто, мощностью 63 840 кВт [4829] . OEM-производители и поставщики запчастей также предоставляют комплекты для переоборудования, которые позволяют переоборудовать существующие дизельные и бензиновые двигатели для работы на природном газе.
Двигатели, работающие на природном газе, можно разделить на категории по многочисленным параметрам, в том числе: подготовка смеси (предварительно смешанная или не смешанная), зажигание (искровое зажигание или дизельное пилотное) и преобладающий цикл двигателя (отто или дизель). Одна из распространенных категорий: Рисунок 1 [4247] :
- Предварительно смешанная заправка, искровое зажигание, только природный газ
- Предварительно смешанная заправка, дизельное предварительное зажигание, двойное топливо природный газ/дизель
- Непосредственный впрыск природного газа под высоким давлением, дизельное запальное зажигание, двойное топливо природный газ/дизель
Рисунок 1 . Три категории двигателей на природном газе
(Источник: Wartsila)
Хотя приведенная выше группа адекватно охватывает коммерческие двигатели объемом до 2,5 л/цилиндр, когда также рассматриваются более крупные двигатели, это создает некоторые проблемы при представлении общих концепций между некоторыми из различных подходов. В частности, двухтопливные двигатели, работающие на обедненной смеси, зажигаемые небольшим (<~5% энергии топлива) дизельным микропилотом, имеют больше общего с двигателями SI, работающими на обедненной смеси, чем с двухтопливными двигателями, использующими гораздо больший пилотный дизель (>~15 %). % энергии топлива). Он также не охватывает некоторые концепции, находящиеся на стадии разработки. Следующая классификация является более общей и отражает общие концепции различных подходов:
- Двигатели со стехиометрическим циклом Отто
- Работа на обедненной смеси, двигатели с циклом Отто
- Двухтопливные двигатели смешанного цикла (сочетание Отто и Дизеля)
- Двигатели на природном газе дизельного цикла
Двигатели со стехиометрическим циклом Отто используют предварительно смешанную «почти стехиометрическую» воздушно-топливную смесь и зажигаются от свечи зажигания. Важной мотивацией для использования стехиометрических двигателей является тот факт, что они могут использовать трехкомпонентный катализатор (TWC), иногда также называемый катализатором неселективного каталитического восстановления (NSCR), для снижения содержания NOx и окисления CO и углеводородов в выхлопных газах. . Следует отметить, что пиковая эффективность преобразования NOx, CO и HC в TWC на природном газе как раз соответствует стехиометрии, а двигатели, работающие на природном газе, работающие на «стехиометрической» топливно-воздушной смеси, обычно откалиброваны для работы с небольшим обогащением. Это отражено в терминологии, используемой для стационарных двигателей, работающих на природном газе, для которых двигатели, работающие на природном газе, использующие смесь, близкую к стехиометрической, иногда называют двигателями с «богатым горением».
В двигателях с циклом Отто, работающих на обедненной смеси, используется обедненная предварительно смешанная топливно-воздушная смесь с несколькими вариантами зажигания. Свеча зажигания или дизельный микропилот — два наиболее распространенных варианта. Свечи накаливания также имеют ограниченное коммерческое применение. Одним из важных преимуществ двигателей с циклом Отто, работающих на обедненной смеси, является их высокая тепловая эффективность торможения (BTE), которая во многих случаях может достигать 50%. Если в двигателях, работающих на обедненных смесях, требуется обработка выхлопных газов, SCR с мочевиной является вариантом контроля NOx. Катализаторы окисления метана требуют высокой температуры выхлопных газов, чтобы быть эффективными, и их можно использовать только в некоторых стационарных приложениях.
В двухтопливных двигателях смешанного цикла используется обедненная предварительно смешанная воздушно-топливная смесь, воспламеняемая мощным пилотным дизельным двигателем, что составляет более ~ 15% общей энергии топлива. Они упоминаются здесь как двигатели смешанного цикла, потому что дизельный пилот вносит значительный вклад в общее выделение тепла во время сгорания предварительно смешанного заряда природного газа/воздуха. Важным преимуществом этого подхода является то, что существующие дизельные двигатели (либо используемые двигатели, либо существующие платформы дизельных двигателей от производителя двигателей) могут быть относительно легко переоборудованы для работы на природном газе — популярное соображение, когда разница в цене между дизельным топливом и природным газом велика. большой.
В дизельных двигателях, работающих на природном газе, природный газ предварительно не смешивается с воздухом. Вместо этого природный газ впрыскивается непосредственно в камеру сгорания под высоким давлением почти так же, как это делается в дизельном двигателе. Однако, в отличие от дизельных двигателей, требуется источник воспламенения. Основным средством зажигания форсунок природного газа является зажигание небольшого дизельного пилота непосредственно перед впрыском газа. Этот подход иногда называют прямым впрыском под высоким давлением (HPDI) или газодизельным двигателем. Зажигание через свечу накаливания или свечу зажигания с предварительной камерой также исследуется. Важным преимуществом этого подхода является то, что достигается более высокая плотность мощности и может использоваться более высокая степень сжатия по сравнению с подходами с предварительным смешиванием.
Таблица 1 суммирует эти подходы с дополнительными подробностями, представленными ниже. Доступны и другие сводки, аналогичные таблице 1, но в основном они касаются только тяжелых условий эксплуатации [3568] [4323] .
Стехиометрический цикл Отто | Бедно-сжигательный цикл Отто | Двухтопливный смешанный цикл | Diesel Cycle | ||
---|---|---|---|---|---|
State of air/fuel mixture | Premixed | No premixing | |||
Overall AFR | Stoichiometric | Lean | |||
Dominant engine cycle | Otto | Otto/Diesel | Дизель | ||
Технология | Варианты зажигания |
|
|
|
|
Контроль выбросов при выключении двигателя |
|
|
|
| |
Опции системы доочистки (ATS) |
|
|
|
| |
Основное применение |
|
|
|
| |
Эффективность, BTE, без WHR |
|
|
|
| |
Преимущества |
|
|
|
| |
Проблемы |
|
|
|
|
###
Газовые двигатели
для внедорожников|Новые продукты|Промышленные двигатели|YANMAR
Газовые двигатели новой разработки для внедорожной техники 4TN88G/4TN98G
ЛУЧШИЙ ВЫБОР ДЛЯ ВНЕДОРОЖНОЙ МОБИЛЬНОЙ ТЕХНИКИ
Газовые промышленные двигатели, работающие на сжиженном нефтяном газе (СНГ) и отвечающие требованиям Агентства по охране окружающей среды США※1 Tier2, CARB※2 для внедорожных двигателей LSI※3 и нормам выбросов ЕС Stage V. Добавив к своей линейке две экологически чистые и тихие модели промышленных двигателей, 4TN88G: максимальная мощность 44,2 кВт※4 и 4TN98G: максимальная мощность 63,0 кВт※4, YANMAR готова лучше удовлетворить разнообразные потребности своих клиентов. Кроме того, Yanmar планирует представить модели с двухтопливным двигателем※5, которые могут работать как на сжиженном нефтяном газе, так и на бензине.
- ※1 EPA:Агентство по охране окружающей среды США
- ※2 CARB: Калифорнийский совет по воздушным ресурсам
- ※3 LSI:Большое искровое зажигание
- ※4 Максимальные значения выходной мощности — это валовые значения, основанные на SAE1995.
- ※5 Двухтопливный двигатель: двигатели, которые могут работать как на сжиженном нефтяном газе, так и на бензине за счет реализации каждой системы впрыска топлива на двигателе
Характеристики
Газовые двигатели производят очень мало PM (твердых частиц)※6 и сравнительно тише дизельных двигателей. Это делает их идеальными для работы в помещении и на закрытых территориях, где особое внимание уделяется охране окружающей среды.
YANMAR имеет более чем 30-летний опыт работы с газовыми двигателями. Этот многолетний опыт вместе с нашими глубокими знаниями технологии промышленных дизельных двигателей позволили нам разработать запатентованную систему сжигания газа для высокопроизводительных, экономичных и компактных двигателей, которые демонстрируют долговечность и надежность, необходимые для промышленного применения, и приносят новую ценность нашим клиенты.
YANMAR теперь может предоставить клиентам «универсальное решение», в соответствии с которым YANMAR может предложить дизельный или газовый источник питания в рамках единого торгового контакта с максимальной совместимостью с оборудованием заказчика.
Добавив эти новые газовые двигатели к существующей линейке промышленных двигателей YANMAR, YANMAR имеет хорошие возможности для удовлетворения потребностей клиентов с помощью универсального спектра решений в области энергетики.
- ※18:00: Твердые частицы представляют собой опасные частицы, взвешенные в воздухе.
Более высокая удельная мощность и крутящий момент по сравнению с дизельными двигателями
Благодаря стехиометрическому сгоранию※7 и многоточечной системе впрыска※8 запатентованная система управления двигателем Yanmar оптимизирует впуск воздуха для достижения еще большей мощности и крутящего момента, чем у наших дизельных двигателей. Результатом является бескомпромиссная производительность техники наших клиентов с преимуществами использования газа в качестве топлива.
- ※7 Стехиометрическое сгорание: Стехиометрическая смесь для газового двигателя представляет собой идеальное соотношение воздуха и топлива, при котором все топливо сгорает без избыточного воздуха.
- ※8 Система многоточечного впрыска: система, которая впрыскивает газовое топливо в каждое отверстие воздухозаборника цилиндра.
Лучшая в своем классе топливная экономичность
Благодаря многолетнему опыту разработки газовых двигателей была реализована система сгорания, оптимизированная для сжиженного нефтяного газа, путем реализации высокой степени сжатия и снижения потерь на впускном насосе. Это привело к снижению расхода топлива на 10%※9.по сравнению с существующими смесительными системами※10, что приводит к увеличению времени работы резервуара для сжиженного нефтяного газа того же размера и снижению стоимости жизненного цикла для клиента.
- ※9 Цифры рассчитаны путем сравнения результатов испытаний газовых двигателей Yanmar со смесителем и новых газовых двигателей.
- ※10 Смесительная система: В системе используется воздушно-газовый смеситель, конструкция которого основана на эффекте Вентури.
Долговечность и надежность
блок дизельного двигателя
В основе двигателя лежит превосходная износостойкость картера промышленного дизельного двигателя Yanmar, а также оптимизированные системы охлаждения и материалы для термостойкости высокотемпературных компонентов, таких как головка блока цилиндров, впускные и выпускные клапаны и поршни, что означает, что долговечность и надежность Требуемое от промышленных двигателей реализуется даже при высоких температурах сгорания, характерных для стехиометрического сгорания.
Компактная конфигурация двигателя
Запатентованная компанией Yanmar компактная система топливовоздушной смеси позволяет сделать двигатель более компактным (примерно на 9%) за счет отказа от обычных газовых двигателей со смесительной системой. Кроме того, наш опыт установки промышленных дизельных двигателей на различное промышленное оборудование означает, что компоновка двигателя оптимизирована для облегчения установки на вилочные погрузчики, строительную технику, сельскохозяйственное оборудование и многое другое.
Совместимость с дизельными двигателями
Благодаря использованию тех же компонентов приложений и интерфейсов прикладного программного обеспечения, которые используются с машинами и сервисными инструментами, представленными на рынке для использования с дизельными двигателями Yanmar, обеспечивается высокая степень совместимости между дизельными и газовыми двигателями. установки.
Вопросы и поддержка
Скачать каталог
Часто задаваемые вопросы
Поиск дилера
Контакт
Объем рынка газовых двигателей и доля
Объем мирового рынка газовых двигателей в 2019 году составил более 4,34 млрд долларов США и, по прогнозам, превысит 6,05 млрд долларов США к 2027 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 5,6% в течение прогнозируемого периода.
Газовый двигатель представляет собой поршневой двигатель внутреннего сгорания, который в основном работает на природном газе и других специальных газах, таких как сланцевый газ, шахтный газ, биогаз, газ из органических отходов, канализационный газ и синтетический газ. Эти двигатели обычно достигают КПД более 90% благодаря их высокому электрическому и тепловому КПД, низким эксплуатационным расходам и затратам на обслуживание, а также высокой надежности. Они используются для различных приложений, включая производство электроэнергии, когенерацию, механический привод и тригенерацию, такие как схемы централизованного теплоснабжения, больницы, университеты или промышленные предприятия.
Пандемия COVID-19 затормозит экономический рост, вызванный ростом задержек проектов
Пандемия COVID-19 очень сильно ударила по мировой экономике. Его влияние на несколько секторов бизнеса, таких как производство, нефть и газ, авиация, гостиничный бизнес и другие, было явным и беспрецедентным. Такие меры, как блокировка и ограничения после пандемии, привели к тому, что экономика по всему миру подавилась. Они еще больше нарушили цепочки поставок, задержали проекты и создали нехватку рабочей силы.
В некоторых странах сектор возобновляемых источников энергии в основном зависит от импорта из других регионов, в первую очередь из Китая. Около 60% двигателей и генераторных установок производятся в США и поставляются по всему миру. Разработчики проектов газовых двигателей по всему миру обеспокоены задержками проектов из-за замедления производства в США. Крупные поставщики также наблюдают задержки производства из-за COVID-19, что приводит к огромному отставанию в выполнении заказов. Эти факторы, вероятно, будут препятствовать росту рынка в прогнозируемом периоде.
ПОСЛЕДНИЕ ТЕНДЕНЦИИ
Запросите бесплатный образец , чтобы узнать больше об этом отчете.
Растущий спрос на распределенную генерацию электроэнергии является важной тенденцией
Строительство новых электростанций и линий электропередач требует огромных инвестиций и высокого уровня обслуживания. Большинство государственных компаний предпочитают экономичные способы удовлетворения спроса на электроэнергию. По данным Всемирного энергетического совета (WEC), ожидается, что мировой спрос на электроэнергию удвоится к 2060 году по сравнению с нынешним уровнем. Из-за растущего стремления интегрировать природный газ в структуру производства электроэнергии и улучшить инфраструктуру, связанную с природным газом, распределенная генерация электроэнергии на основе газовых двигателей быстро становится экономичным решением для государственных компаний.
Основные игроки рынка, такие как Caterpillar Inc. и MAN SE, предлагают двигатели с низким уровнем загрязнения окружающей среды, работающие на природном газе, обладающие максимальной надежностью и высочайшей энергоэффективностью. Двигатели, работающие на природном газе, работают лучше, чем угольные электростанции, потому что их можно быстро включать и выключать. Например, по данным Международного энергетического агентства (МЭА), к 2040 году общий объем поставок ископаемого топлива достигнет 80%, что сделает двигатели на природном газе наиболее предпочтительным видом топлива в будущем.
ДВИЖУЩИЕ ФАКТОРЫ
Текущее развитие технологии производства электроэнергии для стимулирования роста
Потребление электроэнергии в развивающихся странах, таких как Китай, Индия, Бразилия и Мексика, значительно увеличилось за последние несколько лет. Сильный рост экономики, процветающий производственный сектор и рост населения привели к увеличению потребления энергии. Кроме того, в связи с расширением развивающихся стран и повышением уровня жизни существует более высокий спрос на потребление энергии.
- Например, в сентябре 2020 года Управление энергетической информации США (EIA) прогнозировало, что глобальное потребление энергии вырастет примерно на 50% к 2050 году, при этом общее потребление в жилых и коммерческих зданиях увеличится с 91 квадриллиона британских тепловых единиц (БТЕ) до 139 квадриллионов БТЕ, демонстрируя увеличение примерно на 65%.
В связи с ростом спроса на электроэнергию несколько округов по всему миру увеличивают свои мощности по выработке электроэнергии за счет увеличения мощности существующих или установки новых электростанций. Из-за строгих государственных норм в отношении выбросов углерода компании быстро склоняются к использованию возобновляемых источников энергии для производства электроэнергии. Они особенно предпочитают газовые двигатели, которые используют природный газ в качестве источника топлива.
Внедрение более строгих норм выбросов для стимулирования роста
Различные факторы, стимулирующие рост мирового рынка, включают растущий спрос на технологии производства электроэнергии на газовом топливе и повышенное внимание к сокращению выбросов углерода. По данным Управления энергетической информации США (EIA), добыча природного газа выросла на 9,8 млрд кубических футов в сутки в 2019 году, что на 10 % больше, чем в 2018 году. Эти двигатели широко используются на электростанциях для подачи энергии для привода генератор для производства электроэнергии и питания различных коммунальных служб. Они также обеспечивают высокую скорость работы, быстрый запуск и гибкую эффективность нагрузки в соответствии с потребляемой мощностью. Ожидается, что такие факторы увеличат использование двигателей, работающих на природном газе, для производства электроэнергии.
Многие страны мира, включая Канаду, Индию и Германию, сосредоточены на разработке двигателей на природном газе для электростанций. Например, в соответствии с Предполагаемым национальным вкладом (INDC) Канада стремится к 2030 году сократить выбросы парниковых газов на 30% по сравнению с уровнем 2005 года. Такие факторы приведут к увеличению количества установок на электростанциях, поскольку эти двигатели производят меньше выбросов углерода, чем уголь. и дизельные двигатели.
ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ФАКТОРЫ
Ограниченные запасы природного газа и разница в ценах в разных странах препятствуют росту
Ожидается, что неравномерность запасов природного газа и колебания цен на него будут препятствовать росту рынка. Согласно BP Energy Outlook 2019, две трети мировых запасов природного газа находятся в странах бывшего Советского Союза, таких как Иран и Катар. Кроме того, разведка и поставка большей части природного газа в мире сосредоточены в нескольких странах, что еще больше привело к неравенству цен для дистрибьюторов.
Согласно отчету Управления энергетической информации США (EIA) под названием «Краткосрочные перспективы развития энергетики» (STEO), в августе 2020 года цена на природный газ составляла в среднем 2,30 доллара США за миллион британских тепловых единиц (MMBtu), по сравнению с в среднем 1,77 долл. США/млн БТЕ в июле. Управление энергетической информации (EIA) также ожидает, что растущий внутренний спрос и увеличение экспорта природного газа в сочетании с сокращением добычи приведут к росту цен на природный газ до среднемесячного уровня 3,40 долл. США/млн БТЕ в январе 2021 года. препятствуют росту рынка газовых двигателей в течение прогнозируемого периода.
СЕГМЕНТАЦИЯ
Анализ по типу продукции
Сегмент природного газа будет занимать значительную долю благодаря своей способности снижать выбросы углерода другие. Природный газ является основным сегментом рынка, поскольку он является наиболее чистым ископаемым топливом и имеет низкий уровень выбросов углерода по сравнению с другими видами топлива, такими как биогаз, генераторный газ и канализационный газ. Природный газ также не содержит твердых частиц, что помогает снизить износ двигателя.
По анализу выходной мощности
Сегмент 1–2 МВт, который будет быстро расти за счет роста использования в производстве электроэнергии и когенерации 2 МВт, 2–5 МВт, 5–10 МВт и 10–20 МВт. На сегмент 1-2 МВт приходилась основная доля рынка газовых двигателей в 2019 году, и ожидается, что он будет расти, поскольку эти генераторы в основном используются в производстве электроэнергии и когенерации. При когенерации двигатели вырабатывают мощность вместе с энергией для отопления помещений и нагрева воды, что позволяет экономить энергию до 60%.
Анализ приложений
Чтобы узнать, как наш отчет может помочь оптимизировать ваш бизнес, обратитесь к аналитику
Увеличение расходов на производство электроэнергии для увеличения роста этого сегмента Рынок разделен на производство электроэнергии, механический привод, когенерацию и другие. На сегмент производства электроэнергии приходилась основная доля в 2019 году, и ожидается, что он сохранит свое доминирующее положение в течение прогнозируемого периода. Эти двигатели в основном используются для выработки электроэнергии на производственных предприятиях, в коммерческих зданиях, общественных зданиях и коммунальных службах для выработки электроэнергии на месте. Правительства развивающихся стран по всему миру тратят значительные средства на строительство новых газовых электростанций из-за растущего спроса на экологически чистую энергию.
REGIONAL INSIGHTS
Объем рынка газовых двигателей в Северной Америке, 2019 г. (млрд долларов США)
проанализированы в пяти ключевых регионах, а именно в Северной Америке, Европе, Азиатско-Тихоокеанском регионе, на Ближнем Востоке и в Африке и Южной Америке. На Северную Америку приходилось основная доля в 2019 году, и ожидается, что она сохранит свои позиции в течение прогнозируемого периода, поскольку электроэнергия, работающая на природном газе, широко распространена в США. к 2050 г. будет составлять более 35% от общего объема производства электроэнергии9.0003
Европа также является важным регионом на мировом рынке газовых двигателей. В большинстве европейских стран всегда холодный климат. Следовательно, им требуется тепло для жилых и коммерческих помещений, что приводит к огромному спросу на когенерационные приложения.
Ожидается, что Азиатско-Тихоокеанский регион станет самым быстрорастущим регионом в мировой индустрии газовых двигателей в течение прогнозируемого периода. Ожидается, что растущий спрос на электроэнергию в регионе будет стимулировать рост этого региона. Многие страны, такие как Индия, Япония и Южная Корея, постоянно сосредоточены на внедрении чистых и надежных источников энергии. Ожидается, что эти факторы будут способствовать росту рынка в регионе в течение прогнозируемого периода.
Латинская Америка обладает потенциальными возможностями роста благодаря новым инвестиционным проектам и инновациям. В то же время правительства и многие другие компании планируют реализацию инвестиционных проектов по строительству, расширению и модернизации электростанций. По данным Vostock Capital, компании, занимающейся проведением мероприятий в сфере B2B, в различных странах Латинской Америки наблюдается рост спроса на энергию на 1,9%, что приведет к резкому увеличению спроса на газовые двигатели в этом регионе.
Ближний Восток и Африка являются важным регионом, занимающимся добычей нефти и газа, так как он содержит 50% доказанных мировых запасов природного газа. Страны Персидского залива на Ближнем Востоке являются самыми быстрорастущими с точки зрения спроса на энергию. Это связано с увеличением потребления электроэнергии, сезонной нестабильностью и быстрым промышленным ростом. Следовательно, эти факторы, вероятно, будут стимулировать применение этих двигателей в регионе.
КЛЮЧЕВЫЕ ИГРОКИ ОТРАСЛИ
Caterpillar Inc. сосредоточена на расширении своей линейки продуктов и использовании своих каналов для распространения новых продуктов
На рынке представлено большое количество мелких и крупных игроков, поставляющих продукцию для различных областей применения, что формирует конкурентную среду. Эти ключевые игроки активно работают на страновом и региональном уровнях, что ограничивает их возможности для эффективного удовлетворения зарубежных потребностей. Однако некоторые компании, такие как Caterpillar Inc., Cummins Inc., Wärtsilä, Rolls-Royce plc, INNIO, MAN SE и Siemens Energy, обладают значительной интеграцией с местными партнерами по продажам, что позволяет им сохранять существенное присутствие в мире.
Компания Caterpillar Inc. является ведущим производителем строительного и горнодобывающего оборудования, дизельных и газовых двигателей, промышленных газовых турбин и дизель-электрических локомотивов. Компания в основном работает в трех сегментах: строительная промышленность, ресурсная промышленность и энергетика и транспорт. Он постоянно участвует в слияниях и поглощениях и запусках новых продуктов.
- Например, в августе 2020 года компания Caterpillar Inc. выпустила генераторную установку Cat C32B, работающую на природном газе. Это высокопроизводительный судовой двигатель мощностью 2000 л. с. с номинальной частотой вращения 2300 об/мин. Он будет доступен с рейтингами, которые соответствуют нормам выбросов IMO II и EPA Tier 3.
Список ключевых компаний, профилированных:
- Caterpillar Inc. (Соединенные Штаты)
- Cummins Inc (США)
- Wärtsilä (Finland)
- Wärtsilä (Finland)
- Wärtsilä (Finland)
- Wärtsilä (Finland)
- 9000
- Wärtsilä)
- INNIO Group (Австрия)
- MAN SE (Германия)
- Siemens Energy (Германия)
- MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. (Япония)
- Kawasaki Heavy Industries, Ltd. (Япония)
- НИНБО C.S.I. POWER & MACHINERY GROUP CO., LTD. (Китай)
- IHI Power Systems Co., Ltd. (Япония)
- JFE Engineering Corporation (Япония)
- Hyundai Heavy Industries Co., Ltd. (Южная Корея)
- Liebherr (Швейцария)
5
5
- R Schmitt Enertec GmbH (Германия)
ОСНОВНЫЕ РАЗРАБОТКИ В ОТРАСЛИ:
- Ноябрь 2018 г. – Rolls-Royce подписала контракт на установку двух газовых установок для сжигания топлива C-Energy Чешская республика. Эти новые двигатели основаны на 20-цилиндровом среднеоборотном V-образном двигателе Rolls-Royce B36:45. Серия двигателей потребляет мало топлива и обеспечивает низкий уровень выбросов NOx, CO2, SOx и твердых частиц.
- Октябрь 2019 г. — Компания Caterpillar Inc. выпустила первую генераторную установку, работающую на природном газе, — Cat G3516C. Он оптимизирован для работы на бедном угольном метане (LCMM) для местных горнодобывающих предприятий.
ПОКРЫТИЕ ОТЧЕТА
Инфографическое представление рынка газовых двигателей
Просмотреть полную инфографику
Чтобы получить информацию о различных сегментах, поделитесь с нами своими запросами. Несколько методологий и подходов используются для того, чтобы сделать значимые предположения и точки зрения для формулировки отчета об исследовании рынка. Кроме того, он содержит подробный анализ и информацию по ключевым сегментам рынка, включая типы продуктов, выходную мощность, приложения и регионы, помогая нашим читателям получить всесторонний обзор мирового рынка.
REPORT SCOPE & SEGMENTATION
ATTRIBUTE | DETAILS | |
Study Period | 2016 | 2019 |
Forecast Period | 2020-2027 | |
Historical Period | 2016-2018 | |
Ед. 4 |
Segmentation | By Product Type
|
По выходной мощности
| ||
By Application
| ||
По регионам
.
|
GE Внедряет в следующем поколении газовый двигатель Waukesha 275GL+ с Esm2, чтобы встретить High Haspower.0001
- Улучшенная топливная гибкость — с полной мощностью и без снижения мощности до 1550 БТЕ
- Снижение выбросов — теперь с низким содержанием NOx до 0,3 г/л.с.-ч (140 мг/Нм 3
36 Улучшено) Надежность и простота использования благодаря новейшим системам управления двигателем ESM2 для газовых двигателей Waukesha
- Более быстрая доставка со сроком выполнения заказа менее 20 недель (NYSE: GE) объявила о последнем усовершенствовании своих газовых двигателей Waukesha* 275GL+*, работающих на обедненной смеси, — 275GL+ с ESM*2. С текущим сроком поставки менее 20 недель, это новое поколение представляет собой высокопроизводительную и экономичную альтернативу для клиентов в нефтегазовой отрасли, которым необходимо сжатие для приложений по сбору, переработке и транспортировке. Объявление было сделано на конференции по газовому машиностроению GMRC (Исследовательский совет по газовому машиностроению), которая проходила с 30 сентября по октябрь. 3 в Канзас-Сити.
Газовые двигатели Waukesha 275GL+ предлагаются в 16-цилиндровой модели мощностью 5000 л.с. и 12-цилиндровой модели мощностью 3750 л.с. Это последнее поколение двигателя 275GL+ представляет собой значительное усовершенствование крупнейшей платформы газокомпрессорного двигателя Waukesha.
«Мы сосредоточили наши приоритеты на улучшении топливной гибкости, высотных характеристиках и снижении выбросов NOx для этого последнего поколения семейства газовых двигателей Waukesha 275GL+. Конструкция поршня с низкой степенью сжатия в сочетании с более крупными турбонагнетателями и новейшим контроллером двигателя ESM2 для газовых двигателей Waukesha сыграли важную роль в достижении этих улучшений», — сказал д-р Андреас Липперт, генеральный менеджер по продуктам подразделения GE Distributed Power.
Новейший двигатель 275GL+ достигает уровней выбросов NOx 0,3 г/л. 6000 футов (1829 м).
Модель 275GL+ теперь также поставляется с ESM2, контроллером газового двигателя нового поколения Waukesha и полноцветной сенсорной панелью пользовательского интерфейса HMI с диагональю экрана 12, 15 или 19 дюймов. Усовершенствованная система управления позволяет пользователям видеть все параметры двигателя, данные тенденций, отслеживать неисправности, просматривать руководства по эксплуатации, выполнять действия по устранению неполадок, отображать аварийные сигналы и устанавливать критерии отключения, а также упрощать запуск и ввод в эксплуатацию — и все это без необходимости использования отдельного портативного компьютера. ESM2 также помогает повысить производительность за счет улучшения угла опережения зажигания в зависимости от качества топлива для увеличения мощности, топливной гибкости и высотных характеристик. Кроме того, ESM2 включает в себя решение GE myPlant* Asset Performance Management, которое позволяет операторам и поставщикам услуг удаленно контролировать состояние оборудования, диагностировать неисправности и активно управлять производительностью активов.
«В связи с ростом затрат и длительными сроками поставки критически важного оборудования в отрасли транспортировки и транспортировки крайне важно найти экономически эффективные способы своевременного сбора, обработки и перемещения как можно большего количества газа, чтобы соответствовать критериям возврата инвестиций наших клиентов». добавил Липперт.
Основные характеристики нового газового двигателя Waukesha 275GL+ с ESM2:
- 12-цилиндровый 275GL+, 3750 л.с. при 1000 об/мин, 16-цилиндровый 275GL+, 5000 л.с. при 1000 об/мин.
- Улучшенная топливная гибкость без снижения мощности до 1550 BTU/scf.
- Возможность работы на широком диапазоне видов топлива от 550 Btu/scf до 2300 Btu/scf.
- Выбросы NOx всего 0,3 г/л.с.-ч и улучшенная высотная способность.
- Модернизированные органы управления двигателем с новейшим контроллером ESM2 для газовых двигателей Waukesha.
Новое поколение газового двигателя Waukesha 275GL+ с ESM2 будет доступно для заказа в начале 2019 года.
* Обозначает товарный знак General Electric Company.
О бизнесе GE Distributed Power
Подразделение GE Distributed Power, которое включает линейки продуктов Jenbacher и Waukesha, является ведущим поставщиком двигателей, энергетического оборудования и услуг, ориентированных на производство электроэнергии и сжатие газа в точке использования или рядом с ней. Компания Distributed Power предлагает разнообразный портфель продуктов, включающий высокоэффективные промышленные газовые двигатели с гибким выбором топлива, генерирующие мощность от 200 кВт до 10 МВт для различных отраслей промышленности по всему миру. Кроме того, бизнес обеспечивает поддержку жизненного цикла более чем 48 000 газовых двигателей по всему миру, чтобы помочь вам решить ваши бизнес-задачи в любом месте и в любое время. Глобальная сервисная сеть GE, поддерживаемая нашими поставщиками услуг в более чем 100 странах, связывается с вами локально для быстрого реагирования на ваши потребности в обслуживании. Штаб-квартира подразделения GE Distributed Power находится в Йенбахе, Австрия.
О компании GE Power
GE Power — мировой лидер в области энергетики, предоставляющий оборудование, решения и услуги по всей цепочке создания стоимости от производства до потребления. Работая более чем в 180 странах, наша технология производит треть электроэнергии в мире, оснащена 90 процентами электросетей по всему миру, а наше программное обеспечение управляет более чем сорока процентами мировой энергии. Благодаря неустанным инновациям и постоянному партнерству с нашими клиентами мы разрабатываем энергетические технологии будущего и улучшаем электрические сети, от которых мы зависим сегодня. Для получения дополнительной информации посетите сайт www.ge.com/power и следите за новостями GE Power в Twitter и LinkedIn.
О GE
GE (NYSE: GE) — мировая цифровая промышленная компания, которая меняет отрасль с помощью подключенных, быстро реагирующих и прогнозирующих машин и решений с программным управлением. GE организована вокруг глобальной системы обмена знаниями «GE Store», которая позволяет всем бизнес-подразделениям получать доступ к одним и тем же технологиям, рынкам, структурам и интеллектуальной собственности и делиться ими друг с другом. Каждое изобретение способствует другим инновациям и приложениям в нескольких бизнес-подразделениях. Благодаря людям, услугам, технологиям и масштабам GE предлагает клиентам лучшие результаты, поскольку мы говорим на языке отрасли. www.ge.com
Susanne Reichelt
GE Power
[email protected]
+43 5244 600 2382бизнес-подразделение
теги
Газовый двигатель сдох. Добро пожаловать в электрическую революцию. – Robb Report
В Великобритании началось забивание гвоздей в гроб газового двигателя. В конце прошлого года консерватор и сторонник бизнеса премьер-министр Борис Джонсон сделал драматическое заявление о том, что продажи автомобилей с обычными двигателями внутреннего сгорания будут запрещены с 2030 года, на 10 лет раньше, чем предполагалось изначально, а продажи гибридов запрещены с 2035 года. 0003
Цель состоит в том, чтобы достичь нулевых выбросов углерода к 2050 году, как и президент Байден. Великобритания — не первая администрация, установившая такой крайний срок. Всего через четыре года Норвегия стремится запретить продажу автомобилей с обычным двигателем, а в США штат Калифорния тоже запретит с 2035 года. подвергать опасности с такой тревожно близкой отсечкой. Единственный крупный производитель автомобилей в Калифорнии — Tesla. Указ британского правительства важен, потому что местные автопроизводители, особенно роскошные марки, такие как Bentley, McLaren, Aston Martin и Rolls-Royce, являются крупными работодателями и экспортерами и по-прежнему в подавляющем большинстве зависят от газа.
Artura, новый гибридный суперкар McLaren с подключаемым модулем.
Фото: предоставлено McLaren Automotive Limited.
Все это безумие? Я так не думаю, как и эти легендарные бренды. Еще до того, как запрет был объявлен, McLaren заявила, что с 2021 года будет выпускать только гибриды для своих основных моделей, прекратит разработку обычных двигателей с 2030 года и рассчитывает прекратить их продажу в 2035 году. Адриан Холлмарк сказал, что к 2030 году все его автомобили будут полностью электрическими. Этот переход очень хорошо подойдет некоторым британским производителям голубых кровей, особенно Rolls-Royce, который всегда специализировался на изысканности, и Bentley, для которого мощный крутящий момент на низких оборотах уже давно является частью ДНК.
Учитывая готовность этих роскошных автопроизводителей к этим запретам, мне интересно, может ли то, что сейчас выглядит как край обрыва, ощущаться как лежачий полицейский, когда мы, наконец, туда доберемся или даже проедем под нашими колесами незамеченными. Правительства могут просто установить определенные даты окончания существовавшего ранее постепенного, но окончательного упадка двигателей внутреннего сгорания на некоторых развитых рынках. Признаки есть — скорость, с которой растут продажи электромобилей, частота запуска новых моделей, повышение плотности энергии батареи и сокращение времени зарядки — указывают на четкое направление движения, которое политики признали и, возможно, только что определили. себя впереди.
Взрывной рост цен на акции Tesla и Nio — и подразумеваемая стоимость еще не включенных в листинг производителей электромобилей, таких как Rivian в США, — может сбить с толку и разозлить известных автопроизводителей, но их оценки позволяют этим фирмам дешево получить доступ к фондам они должны на самом деле воплотить это электрическое будущее в жизнь и являются четким указанием того, как мир думает, что все это будет происходить. Из этих укоренившихся глобальных игроков General Motors стала первой, взявшей на себя обязательство в январе заменить двигатели внутреннего сгорания, в том числе гибриды, в своих легковых автомобилях, что является установленным им самим сроком до 2035 года, не связанным с британским запретом, поскольку GM больше не продает автомобили в Европе. . Другие последуют.
Mercedes-Benz 2022 EQA
Мерседес-Бенц АГ
Так имеет ли какое-либо значение запрет Великобритании в 2030 году — или Норвегии, или Калифорнии, или Франции в 2040 году, или те, которые рассматриваются Германией и другими странами? «Я думаю, что да, потому что их просто больше не обойти», — сказал мне недавно Арндт Эллингхорст. Зоркий немец анализирует автомобильную промышленность для Bernstein, американского исследовательского и инвестиционного дома, и напрямую общается с руководителями автомобильных компаний. «В прошлом, когда были только цели по выбросам, тогда да, их можно было обойти. Но если вы просто не можете больше продавать эти вещи, тогда все. Отрасли нужна ясность, ей нужна определенность. Думаю, это почти их победа. Это почти чувство облегчения.
«Сейчас все больше компаний говорят мне, что они не тратят деньги на двигатели, потому что дополнительные улучшения того не стоят. Сейчас мы мало что можем сделать с двигателями, чтобы сделать их значительно более мощными или более эффективными. Двигатель был спроектирован до конца».
Конечно, за пределами Европы и Калифорнии отношение к моторам очень разное. Как средство движения автомобиля двигатель внутреннего сгорания далеко не мертв. В некоторых развивающихся странах газовый двигатель рассматривается не как экологическое преступление, а как средство саморекламы. Запрет Великобритании распространяется только на продажи на внутреннем рынке, а это означает, что она все еще может производить двигатели для рынков, которые их не запрещают. Но это было бы некрасиво. Возможно, на короткое время производители роскошных автомобилей будут строить там двигатели, которые мы не сможем купить, но это не продлится долго.
И, честно говоря, не могу дождаться. Я сделал то, что считается карьерой вождения и писал о двигателях внутреннего сгорания уже более 20 лет. Первой буквой, которую выучил мой сын, была буква «М» на крышке двигателя рядной шестерки BMW Motorsport. Но теперь я провожу примерно половину своего ежедневного вождения на электромобилях, и я чувствую, что возвращаюсь в 20-й век всякий раз, когда езжу на обычной машине. Первые электромобили, на которых я ездил в начале нулевых, были похожи на проекты для научных выставок. Теперь они часто являются лучшими автомобилями на дороге. Есть проблемы, которые еще предстоит решить, но я не могу поверить, что они не будут решены в течение еще одного десятилетия самой быстрой трансформации, когда-либо затрагивавшей транспорт.
2021 Porsche Taycan Turbo S Cross Turismo и 4S Cross Turismo
Порше
Но если вы остаетесь сторонником двигателей, которые дышат и сжигают вещества, и трансмиссий, которыми вы управляете сами, вам не откажут в исправлении. Из других европейских производителей роскошных автомобилей электрический привод может быть уже достаточно хорош для Pininfarina, но Ferrari заявляет, что он не будет достаточно хорош для крупнейшей марки Италии как минимум до 2025 года, а, возможно, и позже, подразумевая, что ее бензиновые двигатели продолжат работать вместе с электромобилями в течение какое-то время и, возможно, до самого конца. Porsche уже выпустила сенсационный Taycan EV, но также усердно работает над углеродно-нейтральным синтетическим топливом, которое, если оно сможет решить их серьезные проблемы, может продлить срок службы двигателей и заставить законодателей пересмотреть эти запреты.
Все предложенные запреты касались исключительно продажи новых автомобилей: Ни одна администрация пока не предлагает убрать с дороги наши винтажные колеса выходного дня.