Moderní problémy vědy a vzdělávání. Plynový motor Kompresní poměr pro propan

1 Státní vědecké centrum Ruské federace – Federální státní jednotný podnik „Ústřední řád Rudého praporu práce Výzkumný automobilový a automobilový institut (NAMI)“

Při přestavbě naftového motoru na plynový se ke kompenzaci poklesu výkonu používá přeplňování. Aby se zabránilo detonaci, je geometrický kompresní poměr snížen, což způsobuje pokles účinnosti indikátoru. Jsou analyzovány rozdíly mezi geometrickým a skutečným kompresním poměrem. Uzavření sacího ventilu o stejnou hodnotu před nebo po BDC způsobí stejné snížení skutečného kompresního poměru ve srovnání s geometrickým kompresním poměrem. Je uvedeno srovnání parametrů procesu plnění se standardní a zkrácenou fází nasávání. Ukazuje se, že předčasné uzavření sacího ventilu umožňuje snížit skutečný kompresní poměr, snížit práh klepání při zachování vysokého geometrického kompresního poměru a vysoké účinnosti indikátoru. Zkrácený vstup zajišťuje zvýšení mechanické účinnosti snížením tlaku čerpacích ztrát.

plynový motor

geometrický kompresní poměr

skutečný kompresní poměr

časování ventilů

účinnost ukazatele

mechanická účinnost

detonace

čerpací ztráty

1. Kameněv V.F. Vyhlídky na zlepšení toxického výkonu dieselových motorů vozidel s hmotností vyšší než 3,5 tuny / V.F. Kameněv, A.A. Děmidov, P.A. Shcheglov // Sborník NAMI: So. vědecký Umění. - M., 2014. - Vydání. č. 256. - S. 5–24.

2. Nikitin A.A. Nastavitelný pohon ventilu pro přívod pracovní látky do válce motoru: Pat. 2476691 Ruská federace, IPC F01L1/34 / A.A. Nikitin, G.E. Sedykh, G.G. Ter-Mkrtichyan; přihlašovatel a držitel patentu SSC RF FSUE "NAMI", nakl. 27.02.2013.

3. Ter-Mkrtichyan G.G. Motor s kvantitativním řízením výkonu bez plynu // Automobilový průmysl. - 2014. - č. 3. - S. 4-12.

4. Ter-Mkrtichyan G.G. Vědecký základ pro vytvoření motorů s řízeným kompresním poměrem: dis. doc. … tech. vědy. - M., 2004. - 323 s.

5. Ter-Mkrtichyan G.G. Řízení pohybu pístu u spalovacích motorů. - M. : Metallurgizdat, 2011. - 304 s.

6. Ter-Mkrtichyan G.G. Trendy ve vývoji bateriových palivových systémů pro velké dieselové motory / G.G. Ter-Mkrtichyan, E.E. Starkov // Sborník NAMI: So. vědecký Umění. - M., 2013. - Vydání. č. 255. - S. 22-47.

V poslední době jsou plynové motory přestavěné z dieselových motorů široce používány v nákladních automobilech a autobusech úpravou hlavy válců výměnou trysky za zapalovací svíčku a vybavením motoru zařízením pro přívod plynu do sacího potrubí nebo sacích kanálů. Aby se zabránilo detonaci, je kompresní poměr zpravidla snížen úpravou pístu.

Plynový motor má a priori nižší výkon a horší spotřebu paliva ve srovnání se základním dieselem. Pokles výkonu plynového motoru se vysvětluje snížením plnění válců směsí vzduch-palivo v důsledku nahrazení části vzduchu plynem, který má větší objem ve srovnání s kapalným palivem. Pro kompenzaci snížení výkonu se používá přeplňování, které vyžaduje dodatečné snížení kompresního poměru. Současně klesá ukazatel účinnosti motoru, doprovázený zhoršením účinnosti paliva.

Jako základní motor pro přestavbu plynu byl zvolen vznětový motor rodiny YaMZ-536 (6CHN10,5/12,8) s geometrickým kompresním poměrem. ε \u003d 17,5 a jmenovitý výkon 180 kW při otáčkách klikového hřídele 2300 min -1.

Obr. 1. Závislost maximálního výkonu plynového motoru na stupni komprese (mez detonace).

Obrázek 1 ukazuje závislost maximálního výkonu plynového motoru na kompresním poměru (mezi detonace). U upraveného motoru se standardním časováním ventilů lze udávaného jmenovitého výkonu 180 kW bez detonace dosáhnout pouze při výrazném snížení geometrického kompresního poměru ze 17,5 na 10, což způsobí znatelný pokles udávané účinnosti.

Detonaci lze zabránit bez snížení nebo s minimálním snížením geometrického kompresního poměru, a tím s minimálním snížením účinnosti indikátoru, zavedením cyklu s předčasným uzavřením sacího ventilu. V tomto cyklu se sací ventil uzavře dříve, než píst dosáhne BDC. Po uzavření sacího ventilu, kdy se píst pohybuje do BDC, směs plynu a vzduchu nejprve expanduje a ochlazuje se a teprve poté, co píst projde BDC a přesune se do TDC, se začne stlačovat. Ztráta plnění válců je kompenzována zvýšením plnicího tlaku.

Hlavním cílem výzkumu bylo identifikovat možnost přeměny moderního vznětového motoru na plynový motor s externí tvorbou směsi a kvantitativním řízením při zachování vysokého výkonu a palivové účinnosti základního vznětového motoru. Podívejme se na některé klíčové momenty přístupů k rozhodování o úkolech.

Geometrické a skutečné kompresní poměry

Začátek procesu komprese se shoduje s momentem uzavření sacího ventilu φ A. Pokud k tomu dojde u LDC, pak skutečný kompresní poměr ε F se rovná geometrickému kompresnímu poměru ε. Při tradiční organizaci pracovního procesu se vstupní ventil uzavírá o 20-40 ° po BDC, aby se zlepšilo plnění kvůli dobíjení. V krátkém sacím cyklu se sací ventil uzavře do BDC. Proto je u skutečných motorů skutečný kompresní poměr vždy menší než geometrický kompresní poměr.

Uzavření sacího ventilu o stejnou hodnotu buď před nebo po BDC způsobí stejný pokles skutečného kompresního poměru ve srovnání s geometrickým kompresním poměrem. Tedy například při změně φ A 30° před nebo po BDC se skutečný kompresní poměr sníží přibližně o 5 %.

Změna parametrů pracovního tělesa při plnění

Během výzkumu byly zachovány standardní výfukové fáze a fáze sání byly změněny změnou úhlu uzavření sacího ventilu φ A. V tomto případě s předčasným uzavřením sacího ventilu (až do BDC) a zachováním standardní doby sání (Δφ vp=230°), vstupní ventil by musel být otevřen dlouho před TDC, což by v důsledku velkého překrytí ventilů nevyhnutelně vedlo k nadměrnému zvýšení poměru zbytkových plynů a poruchám proudění pracovního procesu. . Proto si brzké uzavření sacího ventilu vyžádalo výrazné zkrácení doby sání na 180°.

Obrázek 2 ukazuje diagram plnicího tlaku během plnění jako funkci úhlu uzavření vstupního ventilu vůči BDC. Tlak na konci plnění p a nižší než tlak v sacím potrubí a pokles tlaku je tím větší, čím dříve se sací ventil uzavře do BDC.

Když je sací ventil uzavřen v TDC, teplota plnění na konci plnění T a mírně vyšší než je teplota ve vstupním potrubí T k. Když se sací ventil uzavře dříve, teploty se k sobě přiblíží a kdy φ A>35...40° PCV náplň se během plnění nezahřívá, ale ochlazuje.

1 - φ A=0°; 2 - φ A=30°; 3 - φ A= 60°.

Obr. 2. Vliv úhlu uzavření vstupního ventilu na změnu tlaku při procesu plnění.

Optimalizace sací fáze při jmenovitém výkonu

Ceteris paribus, posílení nebo zvýšení kompresního poměru u motorů s vnější tvorbou směsi je omezeno stejným jevem - výskytem detonace. Je zřejmé, že při stejném součiniteli přebytku vzduchu a stejném načasování zážehu odpovídají podmínky pro začátek detonace určitým hodnotám tlaku pc a teplotu T c nabití na konci komprese v závislosti na skutečném kompresním poměru.

Pro stejný geometrický kompresní poměr a v důsledku toho stejný kompresní objem, poměr pc/ T c jednoznačně určuje množství čerstvé náplně ve válci. Poměr tlaku pracovní tekutiny k její teplotě je úměrný hustotě. Skutečný kompresní poměr tedy ukazuje, jak moc se zvyšuje hustota pracovní tekutiny během procesu komprese. Parametry pracovní tekutiny na konci komprese jsou kromě skutečného stupně komprese významně ovlivněny tlakem a teplotou vsázky na konci plnění, které jsou dány průběhem výměnných procesů plynů, především proces plnění.

Zvažte možnosti motoru se stejným geometrickým kompresním poměrem a stejným středním tlakem ukazatele, z nichž jeden má standardní dobu sání ( Δφ vp=230°) a ve druhém je vstup zkrácen ( Δφ vp\u003d 180 °), jejichž parametry jsou uvedeny v tabulce 1. V první variantě se vstupní ventil uzavře 30 ° po TDC a ve druhé variantě se vstupní ventil uzavře 30 ° před TDC. Tedy skutečný kompresní poměr ε f obě varianty s pozdním a předčasným uzavřením sacího ventilu jsou stejné.

stůl 1

Parametry pracovní kapaliny na konci plnění pro standardní a zkrácený přívod

Průměrný tlak indikátoru při konstantní hodnotě koeficientu přebytku vzduchu je úměrný součinu účinnosti indikátoru a množství náplně na konci plnění. Účinnost indikátoru, za jinak stejných okolností, je určena geometrickým kompresním poměrem, který je stejný v uvažovaných možnostech. Proto lze také předpokládat, že účinnost indikátoru je stejná.

Množství náboje na konci plnění je určeno součinem hustoty náboje na vstupu a faktoru plnění ρ kηv. Použití účinných chladičů plnicího vzduchu umožňuje udržovat teplotu plnicího vzduchu v sacím potrubí přibližně konstantní bez ohledu na stupeň zvýšení tlaku v kompresoru. Proto budeme předpokládat jako první aproximaci, že hustota náplně v sacím potrubí je přímo úměrná plnicímu tlaku.

U varianty se standardní dobou trvání sání a uzavřením sacího ventilu po BDC je poměr plnění o 50 % vyšší než u varianty s krátkým uzavřením sacího a sacího ventilu do BDC.

S poklesem plnicího poměru je pro udržení průměrného tlaku indikátoru na dané úrovni nutné úměrně, tzn. o stejných 50 %, zvyšte plnicí tlak. V tomto případě bude ve variantě s předčasným uzavřením vstupního ventilu tlak i teplota vsázky na konci plnění o 12 % nižší než odpovídající tlak a teplota ve variantě s uzavřením vstupního ventilu po BDC. . Vzhledem k tomu, že v uvažovaných variantách je skutečný kompresní poměr stejný, bude také tlak a teplota konce komprese ve variantě s předčasným uzavřením sacího ventilu o 12 % nižší než při uzavření sacího ventilu po BDC.

U motoru se zkráceným sáním a uzavřením sacího ventilu do BDC lze tedy při zachování stejného průměrného tlaku indikátoru výrazně snížit pravděpodobnost detonace ve srovnání s motorem se standardní dobou sání a uzavřením sacího ventilu po BDC.

Tabulka 2 porovnává parametry možností plynového motoru při provozu v nominálním režimu.

tabulka 2

Parametry možností plynového motoru

Obrázek 3 ukazuje diagramy výměny plynů pro různé úhly uzavření sacího ventilu a stejnou dobu plnění, zatímco obrázek 4 ukazuje diagramy výměny plynů pro stejný skutečný kompresní poměr a různé doby plnění.

V režimu jmenovitého výkonu je úhel uzavření vstupního ventilu φ A=30° až BDC skutečný kompresní poměr ε F=14,2 a stupeň zvýšení tlaku v kompresoru π k= 2,41. Tím je zajištěna minimální úroveň čerpacích ztrát. Při dřívějším uzavření sacího ventilu v důsledku poklesu plnicího poměru je nutné výrazně zvýšit plnicí tlak o 43 % (π k=3,44), což je doprovázeno výrazným zvýšením ztrátového tlaku při čerpání.

Při předčasném uzavření sacího ventilu je teplota náplně na začátku kompresního zdvihu T a v důsledku jeho předexpanze o 42 K nižší ve srovnání s motorem se standardními fázemi sání.

Vnitřní chlazení pracovní tekutiny, doprovázené odvodem části tepla z nejžhavějších prvků spalovací komory, snižuje riziko detonace a vznícení doutnavkou. Faktor plnění se sníží o třetinu. Je možné pracovat bez detonace s kompresním poměrem 15, proti 10 se standardní dobou sání.

1 - φ A=0°; 2 - φ A=30°; 3 - φ A= 60°.

Rýže. 3. Schémata výměny plynů při různých úhlech uzavření sacího ventilu.

1-φ A=30° před TDC; 2-φ A\u003d 30 ° za TDC.

Obr.4. Diagramy výměny plynů při stejném skutečném kompresním poměru.

Časový úsek sacích ventilů motoru lze měnit úpravou výšky jejich stoupání. Jedním z možných technických řešení je mechanismus ovládání zdvihu sacích ventilů vyvinutý v SSC NAMI. Velkou perspektivu má vývoj hydraulicky poháněných zařízení pro nezávislé elektronické ovládání otevíracích a zavíracích ventilů, založených na principech průmyslově implementovaných v systémech skladování nafty.

Navzdory nárůstu plnicího tlaku a vyššímu kompresnímu poměru u motoru s krátkým sáním v důsledku brzkého uzavření sacího ventilu a tedy nižšímu počátečnímu tlaku komprese se průměrný tlak ve válci nezvyšuje. Proto se také nezvyšuje třecí tlak. Na druhé straně se zkráceným nátokem výrazně klesá tlak čerpacích ztrát (o 21 %), což vede ke zvýšení mechanické účinnosti.

Implementace vyššího kompresního poměru u motoru s krátkým sáním způsobuje zvýšení indikované účinnosti a v kombinaci s mírným zvýšením mechanické účinnosti je doprovázena zvýšením efektivní účinnosti o 8 %.

Závěr

Výsledky provedených studií naznačují, že předčasné uzavření sacího ventilu umožňuje manipulovat s plnicím poměrem a skutečným kompresním poměrem v širokém rozsahu, čímž se sníží práh klepání bez snížení účinnosti indikátoru. Zkrácený vstup zajišťuje zvýšení mechanické účinnosti snížením tlaku čerpacích ztrát.

Recenzenti:

Kamenev V.F., doktor technických věd, profesor, přední odborník, Státní vědecké centrum Ruské federace FSUE „NAMI“, Moskva.

Saikin A.M., doktor technických věd, vedoucí katedry, SSC RF FSUE „NAMI“, Moskva.

Bibliografický odkaz

Vyznačuje se řadou hodnot. Jedním z nich je kompresní poměr motoru. Důležité je nezaměňovat s kompresí – hodnotou maximálního tlaku ve válci motoru.

Co je to kompresní poměr

Tento stupeň je poměr objemu válce motoru k objemu spalovacího prostoru. Jinak můžeme říci, že hodnota komprese je poměr objemu volného prostoru nad pístem, když je v dolní úvrati, ke stejnému objemu, když je píst v horním bodě.

Výše bylo zmíněno, že komprese a kompresní poměr nejsou synonyma. Rozdíl se týká i označení, pokud se komprese měří v atmosférách, zapisuje se kompresní poměr jako poměr např. 11:1, 10:1 a tak dále. Nelze tedy přesně říci, v čem se měří kompresní poměr v motoru – jedná se o „bezrozměrný“ parametr, který závisí na dalších charakteristikách spalovacího motoru.

Obvykle může být kompresní poměr také popsán jako rozdíl mezi tlakem v komoře, když je dodávána směs (nebo motorová nafta v případě dieselových motorů) a když je část paliva zapálena. Tento indikátor závisí na modelu a typu motoru a je způsoben jeho konstrukcí. Kompresní poměr může být:

• vysoký;
• nízký.

Výpočet komprese

Zvažte, jak zjistit kompresní poměr motoru.

Vypočítá se podle vzorce:

Vp zde znamená pracovní objem jednotlivého válce a Vc je hodnota objemu spalovací komory. Vzorec ukazuje důležitost hodnoty hlasitosti kamery: pokud se například sníží, parametr komprese se zvětší. Totéž se stane v případě zvětšení objemu válce.

Pro zjištění zdvihového objemu potřebujete znát průměr válce a zdvih pístu. Ukazatel se vypočítá podle vzorce:

Zde D je průměr a S je zdvih pístu.

Ilustrace:

Protože spalovací komora má složitý tvar, její objem se obvykle měří tak, že se do ní nalije kapalina. Když víte, kolik vody se do komory vejde, můžete určit její objem. Pro stanovení je vhodné použít vodu z důvodu měrné hmotnosti 1 gram na metr krychlový. cm - kolik gramů se nalije, tolik "kostek" ve válci.

Alternativní způsob, jak určit kompresní poměr motoru, je odkázat na jeho dokumentaci.

Co ovlivňuje kompresní poměr

Je důležité pochopit, co ovlivňuje kompresní poměr motoru: komprese a výkon na něm přímo závisí. Pokud zvýšíte kompresi, pohonná jednotka získá vyšší účinnost, protože se sníží specifická spotřeba paliva.

Kompresní poměr benzínového motoru určuje, jaké oktanové číslo spotřebuje. Pokud je palivo nízkooktanové, povede to k nepříjemnému klepání a příliš vysoké oktanové číslo způsobí nedostatek výkonu – motor s nízkou kompresí prostě nedokáže zajistit potřebnou kompresi.

Tabulka hlavních poměrů kompresních poměrů a doporučených paliv pro benzinové spalovací motory:

Zajímavé je, že přeplňované benzinové motory běží na palivo s vyšším oktanovým číslem než podobné atmosféricky nasávané ICE, takže jejich kompresní poměr je vyšší.

Diesely mají ještě víc. Protože u vznětových spalovacích motorů vznikají vysoké tlaky, bude u nich i tento parametr vyšší. Optimální kompresní poměr pro vznětový motor je mezi 18:1 a 22:1 v závislosti na jednotce.

Změna poměru stran

Proč měnit titul?

V praxi tato potřeba nastává jen zřídka. Možná budete muset změnit kompresi:

• je-li to žádoucí, vytlačte motor;
• pokud potřebujete upravit pohonnou jednotku tak, aby pro ni fungovala na nestandardní benzín, s oktanovým číslem odlišným od doporučeného. Dělali to například sovětští majitelé automobilů, protože na prodej nebyly žádné sady pro přeměnu auta na plyn, ale byla touha ušetřit na benzínu;
• po neúspěšné opravě, za účelem odstranění následků nesprávného zásahu. Může se jednat o tepelnou deformaci hlavy válců, po které je potřeba frézování. Po zvýšení kompresního poměru motoru odstraněním vrstvy kovu je nemožné pracovat s benzínem původně pro něj určeným.

Někdy se kompresní poměr změní při přestavbě automobilů na pohon metanem. Metan má oktanové číslo 120, což u řady benzinových aut vyžaduje zvýšení komprese, u dieselů naopak snížení (SG je v rozmezí 12-14).

Přeměna nafty na metan ovlivňuje výkon a vede k určité ztrátě výkonu, kterou lze kompenzovat přeplňováním turbodmychadlem. Přeplňovaný motor vyžaduje dodatečné snížení komprese. Možná bude nutné vylepšit elektriku a senzory, vyměnit vstřikovače naftového motoru za zapalovací svíčky a novou sadu skupin válec-píst.

Vynucení motoru

Aby bylo možné produkovat větší výkon nebo bylo možné používat levnější druhy paliva, lze spalovací motor posílit změnou objemu spalovací komory.

Pro získání dodatečného výkonu by měl být motor posílen zvýšením kompresního poměru.

Důležité: znatelný nárůst výkonu bude pouze u motoru, který normálně pracuje s nižším kompresním poměrem. Takže pokud je například 9:1 ICE naladěn na 10:1, bude produkovat více koňských sil navíc než sériový motor 12:1 posílený na 13:1.

Jsou možné následující způsoby, jak zvýšit kompresní poměr motoru:

• instalace tenkého těsnění hlavy válců a zdokonalení hlavy bloku;
• vrtání válce.

Finalizací hlavy válců znamenají frézování její spodní části v kontaktu se samotným blokem. Hlava válců se zkrátí, čímž se zmenší objem spalovacího prostoru a zvýší se kompresní poměr. Totéž se děje při instalaci tenčího těsnění.

Důležité: tyto manipulace mohou také vyžadovat instalaci nových pístů se zvětšenými ventilovými vybráními, protože v některých případech existuje riziko setkání pístu a ventilů. Je nutné překonfigurovat časování ventilů.

Vyvrtávání BC také vede k instalaci nových pístů na příslušný průměr. V důsledku toho se zvyšuje pracovní objem a zvyšuje se kompresní poměr.

Odlehčení pro nízkooktanové palivo

Taková operace se provádí, když je problém s výkonem sekundární a hlavním úkolem je přizpůsobit motor jinému palivu. To se provádí snížením kompresního poměru, což umožňuje motoru běžet na nízkooktanový benzín bez klepání. Navíc dochází k určité finanční úspoře nákladů na palivo.

Zajímavost: podobné řešení se často používá u karburátorových motorů starých aut. U moderních elektronicky řízených vstřikovacích motorů s vnitřním spalováním se odlehčování důrazně nedoporučuje.

Hlavním způsobem snížení kompresního poměru motoru je zesílení těsnění hlavy válců. Chcete-li to provést, vezměte dvě standardní těsnění, mezi nimiž je vyrobena hliníková vložka těsnění. Díky tomu se zvětšuje objem spalovacího prostoru a výška hlavy válců.

Pár zajímavých faktů

Metanolové motory závodních vozů mají kompresní poměr přes 15:1. Pro srovnání, standardní karburátorový motor běžící na bezolovnatý benzín má maximální kompresní poměr 1,1:1.

Ze sériových vzorků motorů na benzín s kompresí 14:1 jsou na trhu vzorky od Mazdy (řada Skyactiv-G), které jsou instalovány například na CX-5. Ale jejich skutečný CO je v rozmezí 12, protože tyto motory používají takzvaný "Atkinsonův cyklus", kdy je směs stlačena 12krát po pozdním uzavření ventilů. Účinnost takových motorů se neměří kompresí, ale expanzním poměrem.

V polovině 20. století se ve světovém strojírenství, zejména v USA, objevila tendence ke zvyšování kompresního poměru. Takže v 70. letech měla většina vzorků amerického automobilového průmyslu SJ od 11 do 13: 1. Ale pravidelný provoz takových spalovacích motorů vyžadoval použití vysokooktanového benzínu, který se v té době dal získat pouze ethylačním procesem - přidáním tetraethylolova, vysoce toxické složky. Když se v 70. letech objevily nové ekologické normy, začala být etylace zakazována a to vedlo k opačnému trendu – úbytku chladicí kapaliny u sériových modelů motorů.

Moderní motory mají systém automatického řízení úhlu zážehu, který umožňuje spalovacímu motoru pracovat na „nepůvodní“ palivo – například 92 místo 95 a naopak. Řídicí systém UOZ pomáhá předcházet detonaci a dalším nepříjemným jevům. Pokud tam není, pak například naplnění vysokooktanového benzínového motoru, který není určen pro takové palivo, může ztratit výkon a dokonce naplnit svíčky, protože zapalování bude pozdě. Situaci lze napravit ručním nastavením UOZ dle návodu pro konkrétní model vozu.

Výhody plynu pro jeho použití jako paliva pro automobily jsou následující ukazatele:

Úspora paliva

Úspora paliva plynový motor- nejdůležitější ukazatel motoru - je určen oktanovým číslem paliva a mezí vznícení směsi vzduch-palivo. Oktanové číslo je mírou odolnosti paliva proti klepání, která omezuje možnost použití paliva ve vysoce výkonných, palivově úsporných motorech s vysokým kompresním poměrem. V moderní technologii je oktanové číslo hlavním ukazatelem kvality paliva: čím je vyšší, tím je palivo lepší a dražší. SPBT (technická směs propan-butan) má oktanové číslo 100 až 110 jednotek, takže k detonaci nedochází v žádném provozním režimu motoru.

Z rozboru termofyzikálních vlastností paliva a jeho hořlavé směsi (výhřevnost a výhřevnost hořlavé směsi) vyplývá, že všechny plyny jsou z hlediska výhřevnosti lepší než benzín, avšak při smíchání se vzduchem jejich energetická náročnost klesá, což je jeden z důvodů poklesu výkonu motoru. Snížení výkonu při provozu na zkapalněné palivo je až 7 %. Podobný motor při provozu na stlačený (stlačený) metan ztrácí až 20 % výkonu.

Vysoká oktanová čísla zároveň umožňují zvýšit kompresní poměr. plynové motory a zvýšit jmenovitý výkon, ale pouze automobilky mohou tuto práci dělat levně. V podmínkách místa instalace je provedení této revize příliš nákladné a často je to prostě nemožné.

Vysoká oktanová čísla vyžadují zvýšení časování zapalování o 5 ° ... 7 °. Předčasné zapálení však může vést k přehřátí částí motoru. V praxi provozu plynových motorů se vyskytly případy vyhoření hlav pístů a ventilů při příliš brzkém zážehu a provozu na velmi chudé směsi.

Měrná spotřeba paliva motoru je tím menší, čím chudší je směs vzduchu a paliva, na kterou motor běží, tedy čím méně paliva na 1 kg vzduchu vstupujícího do motoru. Ovšem velmi chudé směsi, kde je paliva příliš málo, se od jiskry prostě nezapálí. To omezuje zlepšení palivové účinnosti. Ve směsích benzinu se vzduchem je maximální obsah paliva v 1 kg vzduchu, při kterém je možné zapálení, 54 g. V extrémně chudé směsi plynu se vzduchem je tento obsah pouze 40 g. zemní plyn je mnohem ekonomičtější než benzín. Experimenty ukázaly, že spotřeba paliva na 100 km při jízdě autem na plyn rychlostí 25 až 50 km/h je 2krát nižší než u stejného vozu na benzín za stejných podmínek. Složky plynného paliva mají limity vznícení, které jsou výrazně posunuty směrem k chudým směsím, což poskytuje další příležitosti ke zlepšení spotřeby paliva.

Ekologická bezpečnost plynových motorů

Plynná uhlovodíková paliva patří mezi ekologicky nejšetrnější motorová paliva. Emise toxických látek s výfukovými plyny jsou 3-5x menší ve srovnání s emisemi při provozu na benzín.
Benzínové motory jsou díky vysoké hodnotě limitu chudé směsi (54 g paliva na 1 kg vzduchu) nuceny regulovat na bohaté směsi, což vede k nedostatku kyslíku ve směsi a nedokonalému spalování paliva. Díky tomu může výfuk takového motoru obsahovat značné množství oxidu uhelnatého (CO), který vzniká vždy při nedostatku kyslíku. V případě, že je kyslíku dostatek, vzniká v motoru při spalování vysoká teplota (více než 1800 stupňů), při které se vzdušný dusík oxiduje přebytkem kyslíku za vzniku oxidů dusíku, jejichž toxicita je 41x vyšší než toxicita z CO.

Kromě těchto složek obsahují výfukové plyny benzínových motorů uhlovodíky a produkty jejich neúplné oxidace, které se tvoří v přilehlé vrstvě spalovacího prostoru, kde vodou chlazené stěny nedovolí kapalnému palivu v krátkém čase odpařit dobu cyklu motoru a omezit přístup kyslíku k palivu. V případě použití plynných paliv jsou všechny tyto faktory mnohem slabší, a to především z důvodu chudších směsí. Produkty nedokonalého spalování se prakticky netvoří, protože kyslíku je vždy přebytek. Oxidy dusíku se tvoří v menším množství, protože u chudých směsí je teplota spalování mnohem nižší. Vrstva u stěny spalovací komory obsahuje méně paliva s chudšími směsmi plynu se vzduchem než s bohatšími směsmi benzínu a vzduchu. Tedy se správně nastaveným plynem motor emise oxidu uhelnatého do atmosféry jsou 5-10krát menší než u benzínu, oxidů dusíku je 1,5-2,0krát méně a uhlovodíků je 2-3krát méně. To umožňuje splnit slibné normy toxicity vozidel („Euro-2“ a případně „Euro-3“) při správném vývoji motoru.

Využití plynu jako motorového paliva je jedním z mála ekologických opatření, jehož náklady jsou hrazeny přímým ekonomickým efektem v podobě snížení nákladů na pohonné hmoty a maziva. Naprostá většina ostatních ekologických aktivit je extrémně nákladná.

Ve městě s milionem motorů může používání plynu jako paliva výrazně snížit znečištění životního prostředí. V mnoha zemích jsou na řešení tohoto problému zaměřeny samostatné ekologické programy, které stimulují přeměnu motorů z benzínových na plynové. Moskevské ekologické programy každý rok zpřísňují požadavky na majitele vozidel ve vztahu k emisím výfukových plynů. Přechod na používání plynu je řešením ekologického problému spojeného s ekonomickým efektem.

Odolnost proti opotřebení a bezpečnost plynového motoru

Odolnost motoru proti opotřebení úzce souvisí s interakcí paliva a motorového oleje. Jedním z nepříjemných jevů u benzínových motorů je smývání olejového filmu z vnitřního povrchu válců motoru benzínem při studeném startu, kdy se palivo dostává do válců bez odpařování. Dále se benzín v kapalné formě dostává do oleje, rozpouští se v něm a ředí jej, čímž se zhoršují mazací vlastnosti. Oba efekty urychlují opotřebení motoru. HOS, bez ohledu na teplotu motoru, vždy zůstává v plynné fázi, což zcela eliminuje uvedené faktory. LPG (zkapalněný ropný plyn) se nemůže dostat do válce jako u konvenčních kapalných paliv, takže není potřeba proplachovat motor. Hlava bloku a blok válců se opotřebovávají méně, což zvyšuje životnost motoru.

Při nedodržení pravidel provozu a údržby představuje jakýkoli technický výrobek určité nebezpečí. Plynoinstalace nejsou výjimkou. Současně by při určování potenciálních rizik měly být brány v úvahu takové objektivní fyzikálně-chemické vlastnosti plynů, jako jsou teplotní a koncentrační limity samovznícení. Exploze nebo vznícení vyžaduje vytvoření směsi vzduchu a paliva, to znamená objemové smíchání plynu se vzduchem. Přítomnost plynu ve válci pod tlakem vylučuje možnost pronikání vzduchu tam, zatímco v nádržích s benzínem nebo naftou je vždy směs jejich par se vzduchem.

Zpravidla se instalují do nejméně zranitelných a statisticky nejméně poškozených míst vozu. Na základě skutečných dat byla vypočtena pravděpodobnost poškození a strukturální destrukce karoserie vozu. Výsledky výpočtů ukazují, že pravděpodobnost zničení karoserie automobilu v oblasti válců je 1-5%.
Zkušenosti z provozu plynových motorů u nás i v zahraničí ukazují, že plynové motory jsou v nouzových situacích méně hořlavé a výbušné.

Ekonomická proveditelnost aplikace

Provoz vozu na GOS přináší cca 40% úsporu. Vzhledem k tomu, že svými vlastnostmi je benzínu nejblíže směs propanu a butanu, nevyžaduje pro jeho použití velké úpravy v zařízení motoru. Univerzální systém napájení motoru zachovává plnohodnotný benzínový palivový systém a usnadňuje přechod z benzínu na plyn a naopak. Motor vybavený univerzálním systémem může běžet buď na benzín, nebo na plynné palivo. Náklady na přeměnu benzínového vozu na směs propan-butan se v závislosti na zvoleném zařízení pohybují od 4 do 12 tisíc rublů.

Při produkci plynu se motor nezastaví okamžitě, ale přestane fungovat po 2-4 km běhu. Kombinovaný palivový systém "plyn plus benzín" - je 1000 km na jedné čerpací stanici obou palivových systémů. Určité rozdíly ve vlastnostech těchto paliv však stále existují. Takže při použití zkapalněného plynu je pro vznik jiskry potřeba vyšší napětí ve svíčce. Může překročit napětí, když stroj běží na benzín, o 10-15%.

Přepnutí motoru na plynové palivo zvyšuje jeho životnost 1,5-2krát. Činnost zapalovacího systému se zlepšuje, životnost svíček se zvyšuje o 40%, směs plynu a vzduchu je úplněji spálena než při provozu na benzín. Snižuje usazování karbonu ve spalovací komoře, hlavě válců a pístech, protože se snižují usazeniny karbonu.

Dalším aspektem ekonomické proveditelnosti použití SPBT jako motorového paliva je, že použití plynu umožňuje minimalizovat možnost neoprávněného vypouštění paliva.

Vozy se systémem vstřikování paliva vybavené plynovým zařízením jsou snáze chráněny proti krádeži než vozy s benzínovými motory: odpojením a odebráním snadno odnímatelného spínače spolehlivě zablokujete přívod paliva a zabráníte tak krádeži. Takový "blokátor" je obtížně rozpoznatelný, který slouží jako vážné zařízení proti krádeži pro neoprávněné nastartování motoru.

Obecně je tedy použití plynu jako motorového paliva nákladově efektivní, šetrné k životnímu prostředí a zcela bezpečné.

Dieselový motor běžící výhradně na metan ušetří až 60% z výše konvenčních nákladů a samozřejmě výrazně snížit znečištění životního prostředí.

Dokážeme převést prakticky jakýkoli dieselový motor na metan jako palivo pro plynové motory.

Nečekejte zítra, začněte šetřit ještě dnes!

Jak může dieselový motor běžet na metan?

Dieselový motor je motor, ve kterém se zapalování paliva provádí kompresním ohřevem. Standardní dieselový motor nemůže běžet na zemní plyn, protože metan má výrazně vyšší bod vzplanutí než motorová nafta (DF - 300-330 C, metan - 650 C), kterého nelze dosáhnout při kompresních poměrech používaných u dieselových motorů.

Druhým důvodem, proč dieselový motor nemůže běžet na plynné palivo, je jev detonace, tzn. nestandardní (výbušné spalování paliva, ke kterému dochází při nadměrném kompresním poměru. U vznětových motorů je kompresní poměr směsi paliva se vzduchem 14-22krát, motor na metan může mít kompresní poměr až 12-16krát .

Proto, aby bylo možné převést dieselový motor do režimu plynového motoru, bude třeba udělat dvě hlavní věci:

• Snižte kompresi motoru

• Namontujte systém zapalování

Po těchto úpravách bude váš motor běžet pouze na metan. Návrat do dieselového režimu je možný pouze po provedení speciálních prací.

Více informací o podstatě provedených prací naleznete v sekci "Jak přesně probíhá přeměna nafty na metan"

Jaké úspory mohu získat?

Výše vaší úspory se vypočítá jako rozdíl mezi náklady na 100 km jízdy na naftu před přestavbou motoru a náklady na nákup plynového paliva.

Například u nákladního vozidla Freigtleiner Cascadia byla průměrná spotřeba nafty 35 litrů na 100 km a po přestavbě na práci na metan byla spotřeba plynového paliva 42 Nm3. metan. Poté, s náklady na motorovou naftu na 31 rublů 100 km. ujeté kilometry zpočátku stály 1 085 rublů a po přepočtu, s náklady na metan 11 rublů za běžný metr krychlový (nm3), 100 km běhu začalo stát 462 rublů.

Úspora činila 623 rublů na 100 kilometrů neboli 57 %. Při zohlednění ročního počtu najetých kilometrů 100 000 km činily roční úspory 623 000 rublů. Náklady na instalaci propanu na toto auto byly 600 000 rublů. Doba návratnosti systému tedy byla přibližně 11 měsíců.

Další výhodou metanu jako plynového motorového paliva je také to, že je extrémně obtížné jej ukrást a prakticky nemožné „vyčerpat“, protože za normálních podmínek je to plyn. Ze stejných důvodů není možné jej prodat.

Spotřeba metanu po přestavbě naftového motoru na plynový motor se může pohybovat od 1,05 do 1,25 Nm3 metanu na litr spotřeby nafty (v závislosti na konstrukci naftového motoru, jeho opotřebení atd.).

Můžete si přečíst příklady z našich zkušeností se spotřebou metanu u námi předělaných dieselů.

Konkrétní úspory pro svůj vůz můžete získat vyplněním žádosti o konverzi kliknutím na červené tlačítko na konci této stránky.

Kde můžete natankovat metan?

V zemích SNS je jich více 500 CNG stanic a Rusko má více než 240 plnicích stanic CNG.

Aktuální informace o poloze a otevírací době čerpacích stanic CNG si můžete prohlédnout na interaktivní mapě níže. Mapa se svolením gazmap.ru

A pokud se vedle vašeho vozového parku nachází plynové potrubí, pak má smysl zvážit možnosti výstavby vlastní plnicí stanice CNG.

Stačí nám zavolat a my vám rádi poradíme se všemi možnostmi.

Jaký je nájezd na jedné čerpací stanici s metanem?

Metan na palubě vozidla je skladován v plynném stavu pod vysokým tlakem 200 atmosfér ve speciálních lahvích. Velká hmotnost a velikost těchto lahví je významným negativním faktorem omezujícím použití metanu jako plynového motorového paliva.

RAGSK LLC používá při své práci vysoce kvalitní kovoplastové kompozitní válce (Typ-2), certifikované pro použití v Ruské federaci.

Vnitřní část těchto válců je vyrobena z vysokopevnostní chrom-molybdenové oceli a vnější část je obalena skelným vláknem a vyplněna epoxidovou pryskyřicí.

Pro uložení 1 Nm3 metanu je potřeba 5 litrů hydraulického objemu válce, tzn. například 100 litrový válec umožňuje uložit asi 20 Nm3 metanu (ve skutečnosti o něco více, protože metan není ideální plyn a lépe se stlačuje). Hmotnost 1 litru hydraulického oleje je přibližně 0,85 kg, tzn. hmotnost akumulačního systému pro 20 Nm3 metanu bude přibližně 100 kg (85 kg je hmotnost válce a 15 kg je hmotnost samotného metanu).

Zásobní lahve na metan typu 2 vypadají takto:

Sestavený systém skladování metanu vypadá takto:

V praxi je obvykle možné dosáhnout následujících hodnot ujetých kilometrů:

• 200-250 km - pro mikrobusy. Hmotnost úložného systému - 250 kg
• 250-300 km - pro středně velké městské autobusy. Hmotnost úložného systému - 450 kg
• 500 km - pro nákladní tahače. Hmotnost úložného systému - 900 kg

Konkrétní hodnoty metanových kilometrů pro svůj vůz můžete získat vyplněním žádosti o konverzi kliknutím na červené tlačítko na konci této stránky.

Jak přesně probíhá přeměna nafty na metan?

Přestavba naftového motoru na plynový režim bude vyžadovat vážný zásah do samotného motoru.

Nejprve musíme změnit kompresní poměr (proč? viz část „Jak může dieselový motor běžet na metan?“) K tomu používáme různé metody a vybíráme ten nejlepší pro váš motor:

• Frézování pístů
• Těsnění pod hlavou válců

• Montáž nových pístů
• Zkrácení ojnice

Ve většině případů používáme pístové frézování (viz obrázek výše).

Písty budou po frézování vypadat nějak takto:

Instalujeme také řadu doplňkových snímačů a zařízení (elektronický plynový pedál, snímač polohy klikového hřídele, snímač množství kyslíku, snímač klepání atd.).

Všechny součásti systému jsou řízeny elektronickou řídicí jednotkou (ECU).

Sada komponentů pro instalaci na motor bude vypadat nějak takto:

Změní se charakteristika motoru při jízdě na metan?

U moderních přeplňovaných motorů je tento názor mylný.

Vysoká pevnost původního vznětového motoru, navrženého pro provoz s kompresním poměrem 16-22krát a vysokým oktanovým číslem plynového paliva, nám umožňuje použít kompresní poměr 12-14krát. Tento vysoký kompresní poměr umožňuje získat stejnou (a ještě větší) hustotu výkonu, pracující na stechiometrických palivových směsích. Není však možné splnit normy toxicity vyšší než EURO-3 a zvyšuje se i tepelné namáhání přestavěného motoru.

Moderní nafukovací naftové motory (zejména s mezichlazeným vzduchem) umožňují pracovat na výrazně chudých směsích při zachování výkonu původního naftového motoru, udržení tepelného režimu ve stejných mezích a splnění norem toxicity EURO-4.

Pro atmosférické vznětové motory nabízíme 2 alternativy: buď snížení provozního výkonu o 10-15% nebo použití systému vstřikování vody v sacím potrubí za účelem udržení přijatelné provozní teploty a dosažení emisních norem EURO-4

Typ typických závislostí výkonu na otáčkách motoru podle druhu paliva:

Radikálním řešením problému posouvání točivého momentu u plynového motoru je výměna turbíny za předimenzovanou turbínu speciálního typu s obtokovým elektromagnetickým ventilem při vysokých otáčkách. Vysoké náklady na takové řešení nám však nedovolují jej použít pro individuální konverzi.

Pokud je to možné, je vhodné používat speciální oleje, např. LUKOIL EFFORSE 4004 nebo Shell Mysella LA SAE 40. Není to nutné, ale motor s nimi vydrží velmi dlouho.

Vzhledem k vyššímu obsahu vody ve zplodinách spalování směsí plyn-vzduch u plynových motorů mohou nastat problémy s voděodolností motorových olejů a plynové motory jsou také citlivější na tvorbu usazenin popela ve spalovacím prostoru. Proto je obsah síranového popela v olejích pro plynové motory omezen na nižší hodnoty a zvyšují se požadavky na hydrofobnost oleje.

O životní prostředí se samozřejmě nikdo nestará. Ale stejně… ?

Motor na metan je výrazně lepší, pokud jde o všechny ekologické vlastnosti, než motor s podobným výkonem na motorovou naftu a je horší, pokud jde o emise, pouze u elektrických a vodíkových motorů.

To je zvláště patrné u tak důležitého ukazatele pro velká města, jako je kouř. Všem měšťanům pěkně vadí zakouřené ocasy za LIAZy.To se u metanu nestane, takže při spalování plynu nedochází k tvorbě sazí!

Ekologická třída pro motor na metan je zpravidla Euro-4 (bez použití močoviny nebo systému recirkulace plynu). Při instalaci dodatečného katalyzátoru je však možné zvýšit ekologickou třídu na Euro-5.

O výhodách plynového motorového paliva, zejména metanu, bylo řečeno mnoho, ale připomeňme si je ještě jednou.

Jedná se o ekologický výfuk, který splňuje současné i budoucí emisní předpisy. V rámci kultu globálního oteplování je to důležitá výhoda, protože normy Euro 5, Euro 6 a všechny následné normy budou bez problémů prosazovány a problém s výfukem bude třeba tak či onak vyřešit. Do roku 2020 umožní EU novým vozidlům produkovat v průměru maximálně 95 g CO2 na kilometr. Do roku 2025 může být tento přípustný limit ještě snížen. Motory na zemní plyn jsou schopny tyto emisní normy splnit, a to nejen díky nižším emisím CO2. Emise pevných částic u plynových motorů jsou také nižší než u jejich benzínových nebo naftových protějšků.

Plynové motorové palivo dále nesmývá olej ze stěn válců, což zpomaluje jejich opotřebení. Podle propagandistů plynového motorového paliva se zdroj motoru magicky výrazně zvyšuje. O tepelném namáhání motoru na plyn přitom skromně mlčí.

A hlavní výhodou plynového motorového paliva je cena. Cena a pouze cena pokrývá všechny nedostatky plynu jako motorového paliva. Pokud se bavíme o metanu, pak se jedná o nerozvinutou síť čerpacích stanic CNG, která doslova váže plynový vůz k čerpací stanici. Počet čerpacích stanic se zkapalněným zemním plynem je zanedbatelný, dnes je tento typ plynového motorového paliva specializovaným, úzce specializovaným produktem. Kromě toho zařízení na LPG zabírá část kapacity užitečného zatížení a užitného prostoru, HBO je problematické a nákladné na údržbu.

Technologický pokrok dal vzniknout takovému typu motoru, jako je plynová nafta, žijící ve dvou světech: nafta a plyn. Ale jako univerzální prostředek si plyn-nafta plně neuvědomuje možnosti ani jednoho, ani druhého světa. Není možné optimalizovat spalovací proces, účinnost nebo emise pro dvě paliva na stejném motoru. K optimalizaci cyklu plyn-vzduch je potřeba specializovaný nástroj – plynový motor.

Dnes všechny plynové motory používají vnější tvorbu směsi plynu a vzduchu a zapalování zapalovací svíčkou, jako u benzinových motorů s karburátorem. Alternativní možnosti jsou ve vývoji. Směs plynu a vzduchu vzniká v sacím potrubí vstřikováním plynu. Čím blíže k válci tento proces probíhá, tím rychlejší je reakce motoru. V ideálním případě by měl být plyn vstřikován přímo do spalovací komory, jak je uvedeno níže. Složitost ovládání není jedinou nevýhodou externího míchání.

Vstřikování plynu je řízeno elektronickou jednotkou, která řídí i časování zapalování. Metan hoří pomaleji než nafta, to znamená, že směs plynu a vzduchu by se měla vznítit dříve, úhel předstihu je také regulován v závislosti na zatížení. Navíc metan potřebuje nižší kompresní poměr než motorová nafta. Takže u motoru s přirozeným sáním je kompresní poměr snížen na 12–14. Pro atmosférické motory je typické stechiometrické složení směsi plyn-vzduch, to znamená, že součinitel přebytku vzduchu a je roven 1, což do jisté míry kompenzuje ztrátu výkonu z poklesu kompresního poměru. Účinnost atmosférického plynového motoru je na úrovni 35 %, zatímco účinnost atmosférického vznětového motoru je na úrovni 40 %.

Automobilky doporučují použití speciálních motorových olejů v plynových motorech, které jsou voděodolné, mají nízký obsah síranového popela a zároveň mají vysoké základní číslo, ale vícerozsahové oleje pro dieselové motory tříd SAE 15W-40 a 10W-40 nejsou zakázány, které se v praxi používají v devíti případech z deseti.

Turbodmychadlo umožňuje snížit kompresní poměr na 10–12 v závislosti na velikosti motoru a tlaku v sacím traktu a zvýšit poměr přebytečného vzduchu na 1,4–1,5. V tomto případě dosahuje účinnost 37 %, ale zároveň se výrazně zvyšuje tepelné namáhání motoru. Pro srovnání: účinnost přeplňovaného vznětového motoru dosahuje 50 %.

Zvýšené tepelné namáhání plynového motoru je spojeno s nemožností propláchnout spalovací prostor při zavřených ventilech, kdy jsou výfukové a sací ventily současně otevřeny na konci výfukového zdvihu. Proudění čerstvého vzduchu, zejména u přeplňovaného motoru, by mohlo ochlazovat povrchy spalovacího prostoru, čímž by se snížila tepelná hustota motoru a také se snížilo zahřívání čerstvé náplně, tím by se zvýšil plnicí poměr, ale pro plynový motor, překrytí ventilů je nepřijatelné. Kvůli vnější tvorbě směsi plyn-vzduch je vzduch do válce vždy přiváděn spolu s metanem a výfukové ventily musí být v tuto chvíli uzavřeny, aby se metan nedostal do výfukového traktu a nezpůsobil explozi.

Snížený kompresní poměr, zvýšené tepelné namáhání a vlastnosti oběhu plyn-vzduch vyžadují odpovídající změny, zejména v chladicím systému, v konstrukci vačkových hřídelů a dílů CPG, jakož i v materiálech, které jsou na ně použity, aby byl zachován výkon. a zdroj. Náklady na plynový motor se tedy tolik neliší od nákladů na dieselový protějšek nebo dokonce vyšší. Navíc náklady na plynové zařízení.

Vlajková loď domácího automobilového průmyslu, PJSC KAMAZ, sériově vyrábí plynové 8válcové motory ve tvaru V řady KamAZ-820.60 a KamAZ-820.70 o rozměru 120x130 a pracovním objemu 11.762 litrů. U plynových motorů se používá CPG, který poskytuje kompresní poměr 12 (u dieselového KamAZ-740 kompresní poměr 17). Ve válci je směs plynu a vzduchu zapálena zapalovací svíčkou instalovanou místo trysky.

Pro těžká vozidla s plynovými motory se používají speciální zapalovací svíčky. Například Federal-Mogul prodává zapalovací svíčky s iridiovou střední elektrodou a uzemňovací elektrodou vyrobenou z iridia nebo platiny. Konstrukce, materiály a charakteristiky elektrod a samotných zapalovacích svíček zohledňují teplotní režim těžkého nákladního vozidla, které se vyznačuje širokým rozsahem zatížení a relativně vysokým kompresním poměrem.

Motory KamAZ-820 jsou vybaveny distribuovaným systémem vstřikování metanu do sacího potrubí přes trysky s elektromagnetickým dávkovacím zařízením. Plyn je vstřikován do sacího traktu každého válce samostatně, což umožňuje upravit složení směsi plynu a vzduchu pro každý válec tak, aby byly získány minimální emise škodlivých látek. Průtok plynu je regulován mikroprocesorovým systémem v závislosti na tlaku před vstřikovačem, přívod vzduchu je regulován škrticí klapkou poháněnou elektronickým plynovým pedálem. Mikroprocesorový systém řídí časování zapalování, zajišťuje ochranu proti vznícení metanu v sacím potrubí v případě poruchy zapalovacího systému nebo poruchy ventilu, dále ochranu motoru před nouzovými režimy, udržuje danou rychlost vozidla, zajišťuje omezení točivého momentu na hnacích kolech vozidla a vlastní diagnostika při zapnutí systému .

KAMAZ do značné míry sjednotil díly plynových a naftových motorů, ale ne všechny, a mnoho navenek podobných dílů pro dieselový motor - klikový hřídel, vačkový hřídel, písty s ojnicemi a kroužky, hlavy válců, turbodmychadlo, vodní čerpadlo, olejové čerpadlo, sání potrubí , jímka, skříň setrvačníku - nevhodné pro plynový motor.

V dubnu 2015 zahájil KAMAZ stavbu plynových vozidel s kapacitou 8 000 vozidel ročně. Výroba je umístěna v bývalé plyno-naftové budově automobilky. Technologie montáže je následující: podvozek je smontován a na něm je instalován plynový motor na hlavní montážní lince automobilového závodu. Poté je podvozek vtažen do nástavby plynových vozidel pro instalaci plynového balónového zařízení a celý zkušební cyklus, stejně jako pro záběh vozidel a podvozků. Současně jsou testovány a plně zaběhnuty také plynové motory KAMAZ (včetně modernizovaných o komponentovou základnu BOSCH) montované ve výrobě motorů.

Avtodizel (Yaroslavl Motor Plant) ve spolupráci s Westport vyvinul a vyrábí řadu plynových motorů založených na řadě 4- a 6válcových řadových motorů YaMZ-530. Šestiválcová verze může být instalována na vozidla nové generace Ural NEXT.

Jak již bylo zmíněno výše, ideální verzí plynového motoru je přímé vstřikování plynu do spalovací komory, ale zatím nejvýkonnější světové strojírenství takovou technologii nevytvořilo. V Německu výzkum provádí konsorcium Direct4Gas vedené Robertem Boschem GmbH ve spolupráci s Daimler AG a Stuttgartským institutem pro výzkum automobilů a motorů (FKFS). Německé ministerstvo hospodářství a energetiky podpořilo projekt částkou 3,8 milionu eur, což ve skutečnosti není tolik. Projekt poběží od roku 2015 do ledna 2017. Nagora by měla vydat průmyslový návrh systému přímého vstřikování metanu a neméně důležitou technologii jeho výroby.

Ve srovnání se současnými systémy využívajícími víceportové vstřikování plynu do sběrného potrubí je budoucí systém přímého vstřikování schopen zvýšit točivý moment v nízkých otáčkách o 60 %, tedy odstranit slabé místo plynového motoru. Přímé vstřikování řeší celou řadu „dětských“ nemocí plynového motoru přinášených spolu s externím zakarbonováním.

Projekt Direct4Gas vyvíjí systém přímého vstřikování, který je schopen být spolehlivý a utěsněný a může měřit přesné množství plynu pro vstřikování. Úpravy samotného motoru jsou omezeny na minimum, aby průmysl mohl používat starší komponenty. Projektový tým doplňuje experimentální plynové motory o nově vyvinutý vysokotlaký vstřikovací ventil. Systém má být testován v laboratoři a přímo na vozidlech. Výzkumníci také studují tvorbu směsi vzduchu a paliva, proces řízení zapalování a tvorbu toxických plynů. Dlouhodobým cílem konsorcia je vytvářet podmínky, za kterých může technologie vstoupit na trh.

Plynové motory jsou tedy mladým směrem, který ještě nedosáhl technologické vyspělosti. Zralost přijde, až Bosch a jeho soudruzi vytvoří technologii pro přímé vstřikování metanu do spalovací komory.

Domov » Salon » Moderní problémy vědy a vzdělávání. Plynový motor Kompresní poměr pro propan