Альтернативные топлива

Состав продуктов сгорания

При полном сгорании 1 кг топлива стехиометрической смеси (т.е. a=1) образуются чистые продукты сгорания (М_a=1).

Продукты сгорания 1 кг топлива при a >1 представляют собой смесь чистых продуктов сгорания М_a=1 (при a=1) с избыточным количеством воздуха (DМ):

DМ = 0,21×(a-1)×L

или М = М_a=1 + DМ кмоль/кг.

Ограниченность ресурсов нефти и газа при возрастающем спросе на топливо для дви­гателей внутреннего сгорания и сырья для химической промышленности требует са­мого эффективного и бережного их расхо­дования. Одновременно с повышением эф­фективности добычи нефти, углублением ее переработки для увеличения выработки моторных топлив и оптимизации их качества в нашей стране и за рубежом про­водится работа по использованию новых видов сырья для производства моторных топлив.

Для нашей страны перспективными сырьевыми ресурсами для производства моторных топлив (исходя из запасов и возможностей освоения) являются при­родный газ, уголь, горючие сланцы, тяже­лые и битуминозные нефти. Моторные топ­лива, полученные из указанного выше сырья, проходят всестороннюю проверку и эксплуатационные испытания. Провере­на возможность использования спиртов (метанола и этанола) в качестве компо­нентов нефтяных топлив, каменноуголь­ной пыли и ее суспензий с жидким топли­вом, водотоплевных эмульсий. Наиболее успешно ведутся работы по использова­нию спиртов. Метанол вырабатывают из природного газа и угля, этанол можно получать из растительного возобновляемо­го сырья.

5. Дәріс.

Тақырып: ІЖҚ‑ның негізгі және көмекші жүйелері.

Мазмұны: ІЖҚ мен ГШҚ‑нің жанармай жүйелерінің мақсаты және жұмыс істеу принципі, салқындату жүйелері, майлау жүйелері. Оларға қойылатын талаптар.

Жанармай жүйелері.

Жанармай жүйелері қозғалтқыштың маңызды жүйелерінің бірі болып табылады.

Ол қозғалтқышты әртүрлі жұмыс тәртіптерінде жанармаймен қалыпты қамтамассыз ету үшін арналған және көптеген қондырғылар жиынтығынан тұрады:

- жанармайды тасмалдау және сақтау;

- жанармайды сиымдылықтардан алып, тазартып қоспа түзу құралдарына немесе жоғары қысымды жанармай сорғысына беру;

- цилиндрлердің жұмыс тәртібіне және қозғалтқыштың жүктемесіне сәйкес цилиндрлеге, реттеу құралдарына жанармайды немесе ауа‑жанармай қоспасын үлеспен беру, берілісті және жанармй күйін бақылау.

Қозғалтқыштардың жанармай жүйелеріне қойылатын талаптар.

Пайдалану үрдісінде жанармай жүйелерінің жетілдірілген дәрежесіне және оның техникалық күйіне қозғалтқыштың жұмыс үрдісінің көрсеткіштері, сенімділігі, сонымен бірге пайдалану сипаттамалары тәуелді. Сондықтан қозғалтқыштың жанармай жүйелеріне жоғары талаптар қойылады.

Барлық қозғалтқыштардың жанармай жүйелері келесі функцияларды орындауы қажет:

- белгілі уақыт аралығында қозғалтқыштың жұмысына қажетті жанармай қорын сақтауды қамтамассыз ету;

- жанармаймен толтырудан бастап жану камерасына жанармай беруге дейін жанармайды механикалық қоспалардан тиімді тазарту;

- барлық пайдалану тәртіптерінде цилиндрлердің жұмыс тәртібіне және жүктемесіне сәйкес жанармайдың берілген шығынын қамтамассыз ету.

Қозғалтқыштардың жанармай жүйелерінің түрлері

Жанармай жүйелерінің құрылымы қозғалтқыштың түріне және онда қабылданған қоспа түзу тәсіліне тәуелді. Нәтижесінде қажетінше классификациялық орныққан жанармай жүйелерінің әртүрлері жасалады. Қозғалтқыштардың жанармай жүйелерінің құрылымына жанармайдың берілу, қоспа түзу және бүрку тәсілдері шешімді әсер етеді. Сырттай қоспа түзу және қоспаны мәжбүрлі тұтатуы бар қозғалтқыштарда карбюраторлық қоспа түзу және жанармайды жану камерасына немесе кіру құбырына тікелей бүрку жүйелері қолданылады. Дизелдік қозғалтқыштарда сығымдау үрдісінің соңында жанармай тікелей цилиндрге жоғары қысыммен бүркіледі. Газ сұйықтық қозғалтқыштарында газ арнайы газ аппаратурасының кіру құбырына беріледі, ал тұтатуға берілетін сұйық жанармай базалық қозғалтқыштың өзіндік сұйық жанармай жүйесінің қабылданған құрылымы арқылы беріледі. Қазіргі уақытта цилиндрлерге ауа‑жанармай қоспасын берудің карбюраторлық жүйесі көп қолданыс таппай жүр, себебі сыртқы қоспа түзуі бар көптеген көліктік құралдары тиімді қоректендіру тәсілі ретінде тікелей бүрку жүйесімен жабдықталады, сондықтан карбюраторлық жүйе құрылымын қарастырмаймыз.

Майлау жүйелері.

Қозғалтқыштың майлау жүйесі қондырғылырдың жиынтығынан тұрады: жағармайды сақтау, оны үйкеліс беттеріне беру, майды ластағыш заттардан тазарту, салқындату, сонымен бірге майлауды және май күйін бақылау қондырғылары. Қозғалтқышты майлау өте жоғары желінудің, қызудың және үйкеліс беттерінің тежелуінің алдын алу үшін, қозғалтқыштың индикаторлық қуатының үйкеліске кететін шығынын азайту, сонымен бірге үйкеліс беттерінен жылуды алу үшін қажет.

Майлау жүйесінің түрлері.

Піспекті қозғалтқыштардың үйкеліс түйіндеріне май берудің тәсілдеріне байланысты майлау жүйесі келесі түрлерге бөлінеді:

1) шашырату арқылы, 2) қысым арқылы және 3) біріккен.

Шашырату арқылы майлау жүйелерінде жылдам айналатын бөлшектермен май өте майда тамшыларға майдаланады (мысалға, иінді білікпен). Осының себебінен картердің бос кеңістігі майдың майда тамшыларымен толады және де олар үйкеліс беттерінің аралығындағы саңылауларға кіреді. Бұл майлаудың түрі қозғалтқыштардың ескі құрылымдарында қолданылған. Қазіргі уақытта ол, едәуір кемшіліктері (май шығынының жоғарылығы, оның жылдам тотығуы, қозғалтқыштың жауапты түйіндерін майлаудың жеткіліксіз сенімділігі) болғандықтан аз қолданылады.

Майлау жүйесінде май картерден үйкеліс беттеріне арналармен сорғы арқылы қысыммен беріліп, одан қайтадан картерге ағып келеді. Сонымен бірге үйкеліс беттеріне майдың қажетті мөлшері беріледі және оның жылдам айналымы қамтамассыз етіледі.

Қазіргі заманғы піспекті қозғалтқыштарда біріккен майлау жүйесі қолданылады: өте жүктемелі беттер (иінді біліктің шатундық және тамырлы мойынтіректері, бөлу білігінің мойынтіректері және т.б.) майды қысыммен беру арқылы майланады, ал басқалары – майдың шашырауымен.

Майға арналған негізгі сиымдылықтың орналасу орнына байланысты:

- ылғал картерлі майлау жүйесі (картер майға толтырылған);

- құрғақ картерлі (майсыз картер) болып бөлінеді.

Көптеген қазіргі заманғы піспекті қозғалтқыштарда ылғал картерлі майлау жүйесі қолданылады.

Жоғары жүрісті қозғалтқыштардың картерінде көбіктенудің күштілігі себебінен құрғақ картерлі жүйе қолданады, себебі май сорғысының көбікті соруы майлауды мүлдем тоқтатады. Құрғақ картерлі майлау жүйесі үлкен биіктіктерден өтуге есептелген көлік құралдарында орналасқан қозғалтқыштарда да қолданады. Қозғалтқыштардың еңкейуінде картерді құрғату үшін картердің алдыңғы және артқы жағына екі сорғыш сорғы қондырылады. Қозғалтқыштың биіктігін азайту және майдың аз шығыны құрғақ картерлі майлау жүйесінің артықшылығы болып табылады, себебі майды шайқаудың керексіздігі және цилиндр қабырғаларына оның артық шамада берілмеуі.

Салқындату жүйесі.

Салқындату жүйесі ыстық газдармен жанасудан немесе үйкеліс әсерінен қызатын цилиндр қабырғаларынан және басқа бөлшектерден жылуды алу үшін, оларда жану камерасының жұмыс жағдайымен, сондайақ майдың қасиетімен және материалдардың ыстыққа төзімділігімен шектелетін температураны берілген шамада сақтау үшін мақсатталған. Салқындатуда цилиндрлерден мәжбүрлі түрде алынатын жылу қозғалтқышты қоршаған ауаға беріледі. Жылуды алу тәсілдеріне сәйкес салқындату жүйесі келесідей бөлінеді:

1) сұйықтықты — салқындатқыш дене ретінде жоғары температурада қайнайтын су немесе басқа сұйықтар қолданылады;

2) ауалық — бөлшектерді салқындату ауа ағынымен жүргізіледі;

3) буландырғыш — салқындату қызған бөлшектерді жуатын сұйықтардың булануы нәтижесінде жүреді.

Көлік құралдарының қозғалтқыштарында бірінші екі салқындату жүйелері қолданыс тапқан. Осыған байланысты буландырғыш салқындату жүйесі қарастырылмайды. Егер сұйықпен салқындатуда қозғалтқыштың жылулық күйі салқындатқыш сұйық және майдың температурасымен бағаланса, ал ауамен салқындатуда – май температурасымен бағаланады.

Алынған жылудың үлкен бөлігі салқындату жүйесі арқылы қоршаған ортаға түседі, ал аз бөлігі майға және қозғалтқыш бөлшектерінің сыртқы беттерінен қоршаған ортаға тікелей беріледі.

Салқындату жүйесі қозғалтқыштың тұрақты жылулық тәртібін қамтамассыз етеді. Қозғалтқыштың қызып кетуі үйкеліс беттерін майлаудың нашарлауына және майдың күйуіне алып келеді, ал бұл беттесетін тетіктердегі саңылаулардың бұзылуына және қозғалтқыштың істен шығуына алып келеді. Қозғалтқыштың аз ғана қызып кетуі оның тиімділігін төмендетеді (толтырудың төмендеуі, ұшқынмен тұтанатын қозғалтқыштарда детонацияның пайда болуы және дизелдерде жұмыстық қоспаның өздігінен тұтануы). Қозғалтқышты өте салқындатып жіберу жанармай бөлшектерінің дымқылдануына, қоспа түзудің және жұмыстық қоспаның тұтануының нашарлауына, оның жану жылдамдығының төмендеуіне және осының салдарынан қозғалтқыштың тиімділігі мен қуатының азаюына алып келеді.

6. Дәріс.

Тақырып. Толтыру және сығылу үрдістері.

Мазмұны: Толтыру үрдістерінің негізгі көрсеткіштерін есептеу. Әртүрлі факторларға

көрсеткіштердің тәуелділігі.

Толтыру үрдісі.

Толтыру үрдісінің жетістігі, толтыру және қалдықты газдар коэффициентімен бағаланады, бұл шамаларға толтыру үрдісінің соңындағы ауа қысымы және температурасы біршама әсер етеді.

- Толтыру үрдісінің соңында цилиндрдегі ауа қысымы (сығылу басы).

Төртырғақты дизель үшін.

Р_а = 0,5(Р_вп + Р_ср ), МПа

мұнда: Р_вп – кіру органдарының алдындағы ауа қысымы (клапан немесе терезе);

Үстеме үрмелеусіз дизелдер үшін

Р_вп = P_о - DP_ф;

Ауаны аралық салқындатуы бар үстеме үрмелеулі дизелдерде үстеме ауа қысымының төмендеуі жүреді, ол салқындатқыш кедергісімен байланысты, сондықтан

Р_вп = Р'_к = Р_к – Р_охл;

Р_с = (0,75¸0,9) Р_вп – толтырудың орташа қысымы.

Р_о – қоршаған орта қысымы; Р_к - үстеме үрмелеу қысымы;

DР_ф, DР_охл – ауа сүзгіш және сыртқы ауаны салқындатқыш кедергілері.

Есепті жеңілдету үшін қабылдауға болады DР_ф = DР_охл.= 0,003 МПа.

Екіырғақты дизель үшін.

Жеңілдетілген есеп бойынша цилиндрдегі ауа қысымын келесідей қабылдаймыз:

Р_а = (0,85¸1,1)× Р'_к = (0,85¸1,1)×(Р_к – Р_охл), МПа

- Толтыру үрдісінің соңында цилиндрдегі ауа температурасы (сығылу басы).

-Компрессордан кейінгі (ауа салқындатқыш алдында) ауа температурасын(Т_к ) анықтау:

мұнда: Р_к - үстеме үрлеу қысымы, МПа; Р_о – қоршаған орта қысымы, МПа;

h_{а.к .} – компрессордің ПӘК.

-Салқындатқыштан шығудағы ауа температурасы (дизелдің кіру органдары алдында):

үстеме үрмелеу үшін Т¹_к = Т_к - (Т_к - Т_о)×w_охл

үстеме үрмелеусіз Т¹_к = Т_о

мұнда: w_охл = (0,5¸0,9) – салқындату дәрежесі;

Т_о – қоршаған орта температурасы, К;

Т_o = t_o + 273 (K)

- Толтыру соңындағы ауа температурасы (сығымдау басы)

, K

мұнда: DТ – цилиндр қабырғаларынан ауаның қызуы; g - қалдықты газдар коэффициенті

Т_ост.г. – қалдықты газдар температурасы.

Дизелдің түрлеріне байланысты DТ, g, Т_ост.г. шамаларының мәндерін қабылдауға болады:

Дизель түрлері	DТ	g	Тост.г,
Төртырғақты	5-10	0.03 ¸ 0,06	800¸900 К
Екіырғақты	5-15	0.04 ¸ 0,1	700¸800 К

- Дизельге берілетін ауа тығыздығы

кг/м³

мұнда: - ауаның газ тұрақтысы; m_b = 28.95 кг/кмоль –1 кмоль ауа массасы.

R = 8314 Дж/кг· К - әмбебап газ тұрақтысы.

Дата добавления: 2014-11-09