Может ли увеличится расход топлива из за свечей: Влияние свечей зажигания на расход топлива: что необходимо знать водителю

Содержание

Влияние свечей зажигания на расход топлива: что необходимо знать водителю

Всем привет, друзья! Мы по-прежнему рассматриваем все существующие нюансы, касающиеся расхода горючего автомобилем и его снижения. Немногие, однако, знают, что существует влияние свечей зажигания на расход топлива, и это сущая правда. Другими словами, чем в лучшем состоянии они будут, тем экономичнее будет вести себя двигатель. А теперь поговорим об этом детальнее.

   Взаимосвязь свечей и расхода горючего

Выяснять причины повышенного расхода со временем приходится практически каждому автовладельцу. Считается, что существует влияние зазора в свечах зажигания на тот объем топлива, который будет потребляться транспортный средством с двигателем внутреннего сгорания. Неверно выставленный зазор — это не что иное, как минимальное расстояние между боковым и центральным электродом. Именно он способен привести к перебоям в работе свечи, а также к возрастанию расхода топлива.

Что происходит в двигателе, когда он функционирует с одной или двумя неисправными свечами? Как правило, он хуже запускается, работает с ощутимыми перебоями.

Кроме того, это сразу сказывается на воспламенении смеси в цилиндрах, а не полностью сгоревшее топливо попросту вылетает в выхлопную систему, выводя при этом из строя каталитический нейтрализатор. Самой собой, что все это время мы наблюдаем повышенный расход топлива.

Как зазор в свечах влияет на расход бензина? Очень просто — образование искры напрямую связано с размерами электродов и расстоянием (зазором) между ними. Электроды изготавливают довольно толстыми, из специального тугоплавкого металла, что продлевает срок службы такого изделия. Плохие свечи — это зачастую свечи с неправильно выставленными зазорами. Они должны быть такими, как советует производитель.

   Какими бывают свечи и их внешние неисправности

А что будет, если отклониться от таких рекомендаций? Что увеличение, что уменьшение расстояния между электродами не несет ничего хорошего. Это приводит к уменьшению интенсивности искрообразования, и одновременно к увеличению пропусков в процессе воспламенения. Тем не менее, в ходе эксплуатации электрод мало-помалу выгорает, и тем самым, вырастает зазор.

Обычно свечи могут прослужить до 30 тысяч километров пробега. Каждый производитель стремится увеличить их ресурс. Влияет ли этот факт на условия экономичной эксплуатации и, в первую очередь, на показатели расхода горючего? Конечно, да, мы подробнее описали это выше. Выпускаются уже и свечи, которые способны пройти до 100 тысяч километров. Стоят они ощутимо дороже, но при этом их ресурс зависит от условий эксплуатации. Эти изделия довольно хрупкие сами по себе, а низкопробное масло или бензин сомнительного качества приводят к снижению их эксплуатационного ресурса.

Еще в среде автолюбителей встречается такое понятие, как «сухие свечи». С одной стороны, хорошо, когда их не заливает бензином, а с другой это может свидетельствовать о следующих проблемах, связанных с подачей топлива:

  • вышел из строя мотор бензонасоса;
  • перемерзли или засорились трубопроводы;
  • забился фильтр грубой топливной очистки;
  • возникла неисправность в форсунках.

   Появление нагара и темного налета

Гораздо более частой неисправностью являются черные свечи, что связано с потемнением керамического покрытия продуктами сгорания и переработки топлива. К этому может привести любое изменение в работе силового агрегата, неисправный инжектор или некачественное топливо. Довольно часто, темнеет только одна свеча из всего ряда, и причина этому может быть в ней самом, а не обязательно в работе элементов поршневой группы. Это может быть связано с тем, что не работает провод или наконечник.

Налет может быть нанесен неравномерно, что свидетельствует о несоответствии свечи зажигания конкретной маркировке мотора автомобиля. Например, если калильное число выше допустимого значения, то верхушка свечи почернеет, в то время, как ее корпус сохранит белоснежный оттенок. На потемнение их может оказать влияние и слишком позднее зажигание. В случае неисправного инжектора также встречается подобный эффект, который связан со слишком обогащенной рабочей смесью. Таким образом, если после замены свечей увеличился расход топлива, проверьте, насколько они соответствуют двигателю Вашего автомобиля.

Как видите, любую проблему можно и нужно диагностировать. Чем оперативнее это сделать, тем раньше удастся понять, почему автомобиль стал «кушать» больше бензина или солярки, и виноваты ли в этом свечи зажигания. Встретимся уже в новых публикациях и статьях! Хорошего дня!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы


Автор:Admin

Влияют ли свечи зажигания на расход топлива?

Добрый день, дорогие друзья, хотя у кого-то сейчас, вполне возможно, и вечер! Спешу продолжить серию публикаций, которая посвящена расходованию горючего современным двигателем внутреннего сгорания. Наверняка, каждый из Вас хотя бы раз слышал о том, как влияют ли свечи зажигания на расход топлива. Не сомневаюсь, что эта тема будет интересна широкому кругу автолюбителей. А потому остановимся на ней подробнее.

   Как определять необходимость замены

Начнем с того, что перед многими водителями стоит дилемма: стоит ли менять свечи лишь после фактического износа, или делать это после определенного пробега, как рекомендуют производители, даже если свечи нормальные по внешним признакам. Внеплановая замена конечно служит более правильным решением, но рассмотрим ситуацию, что произойдет, если замена в срок не состоится.

Множество самых различных критериев влияют на то, сколько могут прослужить новые (белые) свечи. Во многом, на это влияет стиль вождения автомобиля, их качество и производитель, общее состояние, в котором находится мотор машины, качество и сорт горючего и прочее. Если изделия новые, они способны поддерживать работу двигателя в оптимальном и эффективном состоянии. При этом, сами они служат для того, чтобы высечь искру с разрядом в десятки тысяч вольт, которая бы в кратчайший срок смогла воспламенить топливовоздушную смесь в цилиндрах.

   Чем опасны отработавшие ресурс свечи зажигания

Любые проблемы в процессе зажигания сразу влияют на остатки несгоревшего топлива, а также на показатели мощности движка. При этом заменить черные свечи или такие, которые давно отходили свой ресурс вовсе несложно. С этим может справиться даже новичок, при наличии специального ключа.

Благодаря индикатору Check Engine, которым оснащается приборная панель современных автомобилей, водитель может своевременно обнаружить, что в работе двигателя существуют определенные неполадки. Если свечи чересчур изношены, в зажигании начинают возникать пропуски, которые снижают производительность мотора. Поэтому предусматриваются определенные нормативы пробега.

Так, обычные свечи зажигания положено менять через каждые пройденные 30–50 тысяч километров, в зависимости от их производителя. Есть более качественная продукция — она рассчитана на пробег до 90 и даже 100 тыс. км. И этот показатель может изменяться, поскольку на него влияет даже качество заливаемого в бак горючего и состояние самого силового агрегата.

   Перерасход горючего и неисправности свечей

Чтобы понять влияние свечи на перерасход топлива, следует остановиться чуть подробнее на ее устройстве. В ее составе есть изолятор с ребрами, контактный вывод, электроды и уплотнительное кольцо. Каждому приходилось слышать, что существует такое понятие, как зазор свечи. На практике, это как раз и есть то расстояние, которое существует между боковым и центральным электродами. Именно между ними двумя происходит искра, которая требуется для воспламенения рабочей смеси.

Теперь постараемся определить симптомы, свидетельствующие о появлении неисправностей в свечах:

  1. двигатель работает неустойчиво, в том числе, на холостых оборотах, падает мощность, другими словами он «троит»;
  2. становится затруднительным запуск мотора, или это происходит после длительного вращения стартером;
  3. повышается расход топлива и содержание вредных элементов в отработанных выхлопных газах;
  4. теряется прежняя динамика движка.

   Свечи из иридия и платины — чем лучше

Традиционные электродные свечи долго время были единственной альтернативой в двигателях внутреннего сгорания. Однако в последнее время на рынке появились и другие изделия, которые отличаются улучшенными характеристиками. Взять, к примеру, платиновые свечи — более дорогие, но крепкие, оснащенные несколькими электродами, которые могут располагаться по центру или по бокам.

Само название говорит о том, что в них применяется драгоценный металл, из которого делается специальная наплавка. Или же платина используется для создания электрода — и в результате он становится менее восприимчивым к химическим разрушениям либо коррозии, чем привычный сплав из хрома и никеля.

Другим интересным и популярным решением могут стать иридиевые свечи. У них настолько тонкий электрод, что его толщина не превышает 0,4 мм. Благодаря этому меньше скапливается нагар и повышается эксплуатационный ресурс. Кроме удлиненного пробега изготовители обещают экономию в расходе топлива и легкость запуска мотора.

Правильно выбирать свечу необходимо на основании рекомендаций производителя автомобиля. Они содержатся в инструкции к транспортному средству. Обязательно учитывается такой критерий, как «калильное число», которое должно быть максимально близким к родным свечам зажигания. Кроме того, оцениваются тепловые характеристики этого изделия, которые напрямую влияют и на мощность мотора, и на потребление им топлива.

На этом наше сегодняшнее обсуждение подошло к логическому завершению. Однако впереди нас ждет много полезных статей и материалов. Будьте с нами, чтобы регулярно получать новую информацию. А пока что — до новых встреч!

С уважением, автор блога Андрей Кульпанов

Место для контестной рекламы


Автор:Admin

Влияют ли свечи зажигания на расход топлива

Бесперебойная работа двигателя, малый расход горючего – одни из основных требований, предъявляемых владельцами к автомобилям. Иногда возникает спор – влияют ли на расход топлива свечи или трата бензина совершенно не зависит от их качества, состояния. Для точного ответа следует учесть несколько факторов.

Особенности функционирования системы зажигания

Система зажигания является частью электрического оборудования автомобиля и непосредственно влияет на функционирование машины. Она должна обеспечивать появление электрической искры, воспламеняющей в нужный момент смесь топлива и воздуха, поступающую в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Выход из строя части данной системы значительно изменит работу механизма.

Свечи зажигания обеспечивают появление электрического разряда между электродами. Искра должна появиться вовремя, чтобы топливо не расходовалось вхолостую. Любая неисправность отразится на работе автомобиля. Изменение количества расходуемого бензина, троение двигателя, появление странных звуков, запахов, вибраций – поводы проверить состояние устройства.

Момент зажигания – главный параметр, демонстрирующий работу системы. Показатель характеризует время, требующееся для поджигания искрой сжатой рабочей смеси. При неисправностях автомобильного механизма зажигание становится поздним или ранним. Оба явления приводят к снижению мощности двигателя, экономичности, КПД. Также наблюдаются избыточный нагрев, повышенная нагрузка деталей двигателя.

Расход топлива автомобиля при движении

Показатель равен количеству потраченной горючей смеси, приведенному к пройденному расстоянию или за 1 час. Объем потраченного бензина – одна из важнейших характеристик автомобиля, меняющаяся под воздействием многих элементов современных конструкций.

Расход топлива зависит от следующего:

  • качество горючего;
  • условия эксплуатации автомобиля;
  • манера вождения;
  • эффективность двигателя;
  • аэродинамика;
  • масса механизма;
  • энергопотребление дополнительного оборудования;
  • неисправности системы;
  • своевременность появления искры при поступлении горючего;
  • сопротивление шин.

Как влияют свечи зажигания на расход топлива

Подходящие транспортному средству, своевременно замененные устройства обеспечивают стабильную искру, эффективное зажигание горючей смеси. Если хоть одна выйдет из строя – запуск двигателя будет происходить с затруднением, появятся пропуски зажигания, плавающие обороты при холостом ходу, снижение динамики при начале движения, наборе скорости. Зазор в свечах непосредственно влияет на работу автомобиля. Подбирать нужно по рекомендованным значениям, соответствующим марке машины. Обычно стандартные значения находятся в пределах 0,5-0,9 мм.

Основные проблемы со свечами вызывает неправильный выбор для конкретного автомобиля, превышение срока эксплуатации, рекомендованного производителем. Последний указывается с небольшим запасом – свеча продолжит функционировать некоторое время, но продолжение использования приведет к ухудшению работы двигателя, перерасходу топлива, увеличению нагрузки на остальные детали.

Иногда автомобиль имеет проблемы в других системах, а свечи страдают в результате данных нарушений. По этой причине на состояние деталей требуется обращать внимание до окончания рекомендованного срока эксплуатации. Замена может понадобиться несколько раньше. Основной симптом при отсутствии перебоев в работе – изменение количества потребления топлива.

Перерасход горючего и неисправности свечей

Любые изменения работы автомобиля, внешнего вида отдельных частей – повод задуматься о первопричине. Неисправности свечей негативно влияют на расход бензина. О чем можно судить по состоянию устройства:

  • троение двигателя, машина не заводится – причина заключается в выходе из строя одной или всех свечей зажигания;
  • черный налет, потемнение керамической части детали – неисправность инжектора, силового агрегата, низкое качество горючего;
  • неравномерность налета говорит о неправильном выборе устройства для данного автомобиля;
  • присадки в бензине и масле вызывают появление смолисто-коксового, лакового отложения;
  • выгорание электрода – неправильно выставленное зажигание;
  • преждевременный износ электрода – низкое качество топлива или масла, перегрев, детонация двигателя;
  • сухие свечи наблюдаются при выходе из строя мотора бензонасоса, засорении трубопроводов, неисправности форсунок, загрязнении фильтра грубой очистки.

Чем лучше свечи из иридия и платины

Часто расходный материал изготавливают из сплавов никеля, хрома, меди, иридия платины, что непосредственно влияет на функционирование, стоимость, длительность эксплуатации свечей. Дорогие детали не оправданно устанавливать на устаревшие модели автомобиля, поэтому при выборе конкретного изделия требуется ориентироваться на транспортное средство.

Преимущества платины:

  • защита центрального электрода от коррозии, высоких температур;
  • срок эксплуатации до 50 000 км пробега;
  • экономия топлива, полноценная отдача мотора;
  • сильная, устойчивая искра;
  • центральный электрод тонкий, крепкий.

Иридиевые дороже, но имеют следующие преимущества:

  • рассчитаны на пробег 100 000 километров;
  • стабильность образования искры обеспечивается более тонким электродом, нежели у платиновых свечей;
  • повышенная износостойкость;
  • выдерживание высоких температур.

Советы автолюбителям по вопросу расхода топлива

Соблюдение простых рекомендаций поможет избежать перерасхода горючего, надолго сохранить системы, запчасти автомобиля в надлежащем состоянии. Основные советы:

  1. Подходящая машине разновидность, своевременная замена свечей зажигания.
  2. Покупка качественного топлива, соответствующего марке транспортного средства.
  3. Изменение стиля езды на более плавный, щадящий.
  4. Избегание частого, длительного передвижения с низкой скоростью, например, дорожных пробок.
  5. Появление копоти, повреждений – повод преждевременной замены устройства.
  6. Своевременное техобслуживание – лучшая профилактическая мера.

Обычные свечи зажигания требуют замены после прохождения 30 000-50 000 км, улучшенные – 90 000 км. Иногда процедуру требуется производить ранее указанного в инструкции срока. Основные предпосылки – перерасход горючего, проблемы с работой двигателя, изменение внешнего вида свечей. Когда устройство изношено, происходят пропуски, снижающие производительность мотора, приводящие к увеличению нагрузки остальных частей, систем машины

какие причины и как решить проблему

Любой владелец автомобиля мечтает, чтобы его машина имела как можно меньше поломок и потребляла как можно меньше бензина на 100 километров. Тем не менее, не стоит забывать, что автомобиль – это сложный агрегат, который изнашивается со временем. Выработка основных рабочих узлов, приводит к тому, что водитель ощущает заметный прирост литров топлива, необходимых для прохождения одинакового пути. При этом, обычно никто не волнуется, если эта величина выросла на 5-10%, но когда вместо привычных 6,5 литров на сотню, тратится 10,8, то это уже перебор. Разберемся, какие причины влияют на перерасход топлива, как с этим бороться и как не допускать.

Неисправность автомобиля

Прежде, чем проводить дорогую диагностику, следует исключить наиболее очевидные факторы. Первое, что приходит на ум – это недобросовестный пункт реализации горючего. Иногда можно встретить заправочные станции, где регулярно «не доливают» бензина, что можно по ошибке принять за повышенный расход. В первую очередь, смените пункт покупки топлива и снова сверьте показания бортового компьютера.

Если проблема повторяется даже при смене заправки, то необходимо искать причину в каких-либо неисправностях автомобиля. Разберемся в наиболее распространенных.

Поршневая группа

Распространенная причина – выработка ресурса поршневой группой двигателя. Эти неисправности встречаются на автомобилях, которые имеют пробег от 100 тысяч километров. Из-за постоянного трения (даже при условии использования качественных смазочных материалов и своевременной замены масла), приходят в негодность поршневые кольца, а дополнительный зазор способствует потере уровня компрессии.

Как только эта характеристика упала вниз, двигатель вынужденно добавляет мощности для поддержания требуемого уровня оборотов, что приводит к повышению расхода топлива. При этом бензин сгорает не полностью, поскольку двигатель разрабатывается под строго определенный уровень компрессии. Доказанный факт, с возрастом все автомобили начинают потреблять больше бензина.

Неисправные свечи или катушки зажигания

Первая часть этой проблемы – свечи зажигания, которые отвечают за воспламенение топлива в камере сгорания двигателя. Поскольку эти узлы находятся под большой нагрузкой, то их меняют через 33-35 тысяч километров пробега. При выработке этого ресурса, на контактной группе свечи зажигания образуется нагар, а зазор между электродами повреждается. Все это приводит к тому, что свеча начинает срабатывать не всегда, топливо не сгорает полностью. Для водителя это отражается увеличивающимся расходом топлива. Замена свечей зажигания – достаточно просто выполнима, а стоимость нового комплекта не так уж и высока.

Говоря о катушке зажигания, этот электронный узел должен вовремя подать электрический импульс на свечу зажигания, именно в тот момент, когда необходимо воспламенение паров бензина в камере сгорания. Если катушка настроена неверно или сбиты фазы, то это снова приводит к проблеме того, что бензин не полностью сгорает в камере. Это серьезная неисправность, которую, в том числе, можно диагностировать по увеличившемуся потреблению бензина. С такой поломкой необходимо срочно ехать в сервис.

Забитые форсунки или карбюратор

В топе причин повышенного расхода топлива является также отсутствие профилактического обслуживания топливоподающей системы. Речь идет о форсунках ижектора и карбюраторах. Причина в том, что факел распыления топлива в присутствии загрязнения имеет другую форму, из-за чего процесс формирования смеси паров бензина и воздух нарушается. Физически это проявляется в нестабильной работе мотора – его «трясет», обороты плавают и не могут прийти к нормальному значению.

Кроме этого присутствует явление неполного впрыска (из-за отложений на форсунках). При этом, на холостых оборотах двигатель работает нормально, но при попытке добавить оборотов, этот процесс происходит медленнее обычного и не дает эффекта.

Суммарно, эти две причины повышенного расхода приводят к тому, что топливная смесь не полностью сгорает в камере двигателя, вследствие чего возникает дефицит мощности, который электроника стремится компенсировать через дополнительную подачу. Именно это и вызывает повышение расхода.

Наиболее ощутимый признак такой неисправности – это резкое ухудшение динамики машины, при которой нажатие на педаль газа не вызывает хорошего отклика – обороты повышаются медленно, а после повышения также медленно снижаются. Для недопущения такой ситуации, необходимо регулярно проводить очистку инжекторной системы.

Поломка лямбда зонда

На повышенный «аппетит» к бензину могут оказывать неисправности датчиков. Наиболее распространена неисправность лямбда-зонда. Под этим названием скрывается датчик кислорода, который содержится в топливной смеси. Исходя из полученной информации электронная система управления автомобилем производит дополнительные корректировки по составу топливной смеси:

  • Можно добавлять в камеру сгорания бензин, если от датчика кислорода получена информация о высоком содержании кислорода;
  • Можно уменьшить количество топлива, если кислорода слишком мало.

При некорректной работе сенсора, система производит не правильный расчет, из-за чего потребность в топливе резко возрастает. При диагностике повышенного расхода, необходимо обязательно проверить работу лямбда-зонда.

Катализатор

В системе отвода отработанных газов, каталитический нейтрализатор служит барьером, который задерживает токсические выхлопные газы, проводя их каталитическое окисление до безопасных соединений. Неисправности этого узла могут служить причиной повышения расхода топлива, а также падения мощности мотора.

Принцип действия следующий – если катализатор прогорел или поврежден, то он начинает заметно хуже фильтровать выхлопные газы, создавая серьезное сопротивление газовоздушному потоку. Электронная система принимает это сигнал, как резкое смещение соотношения в балансе воздушно-топливной смеси, отдавая сигнал о необходимости дополнительного обогащения бензином. Смысл простой – поскольку увеличилась нагрузка, то и необходимо добавить мощности двигателю, для чего подается больше топлива.

Все это приводит к цепочке событий, где забитый катализатор провоцирует образование более богатой бензином смеси, а это, в свою очередь, еще больше повреждает катализатор и сильнее расходует горючее. Нейтрализатор может прийти в негодность по следующим причинам. Причины перерасхода топлива:

  • Недостаточный уровень качества топлива;
  • Несвоевременная профилактика инжекторной системы двигателя;
  • Выведенные из строя свечи зажигания.

Электронный блок управления

Электронный блок – это устройство, которое собирает информацию от датчиков, установленных в основных узлах автомобиля, принимая на основании данных решения о корректировке режима работы двигателя. Поэтому первая неисправность ЭБУ связана исключительно с ненормальным режимом работы датчиков:

  • Датчик температуры. Эти сенсоры снимают показания температуры на охлаждающей жидкости и на выпускном коллекторе. Если значения излишне высокие, то подача топлива снижается, а если излишне низкие, то, наоборот, увеличивается. Соответственно, в любом случае ЭБУ будет неправильно регулировать уровень подачи бензина;
  • Датчик положения дроссельной заслонки. Этот датчик отвечает за анализ работы двигателя в режиме холостых оборотов, а также в режиме резкого повышения нагрузки. ЭБУ воспринимая эти данные, неправильно формирует состав топливно-воздушной смеси, что ведет к падению мощности при увеличении потребления бензина;
  • Датчики количества поступающего воздуха. Измеряют количество поданного в двигатель воздуха, на основании чего рассчитывается количество требуемого горючего. Следствие одно – наблюдается перерасход топлива;

Топливный фильтр

Проблема может не всегда скрываться в сложных электронных узлах или внутри конструкции двигателя. Иногда – это банальный топливный фильтр. Ресурс современных топливных фильтрующих элементов – не более 30 тысяч километров пробега, менять их надо своевременно.

Если фильтр забит, то топливо поступает на форсунки с более низким давлением, чем это требуется. Соответственно ЭБУ адекватно реагирует, увеличивая время впрыска бензина в камеру сгорания. Поскольку загрязнение на фильтре неоднородно, то часто случаются скачки давления в системе, на которые электроника не реагирует. В результате затраты топлива возрастают в разы.

Стоимость замены топливного фильтра – невысока, поэтому рекомендуется менять его, даже не дожидаясь выработки определенного ресурса.

Система выпуска

Кроме свободного поступления свежего воздуха внутрь двигателя, необходимо еще и обеспечить свободное удаление отработанных газов через систему выпуска. Если есть какая-либо причина, которая препятствует свободному удалению газов (забитые каналы головки блока цилиндров, поврежденный нейтрализатор), то двигатель будет встречать большее сопротивление, для того, чтобы продавить газ через узкое отверстие. На это будет потрачено больше горючего.

Выход из строя или загрязнение ДМРВ

Данная аббревиатура скрывает название датчика массового расхода воздуха. Если объяснять простым языком, то он измеряет поток воздуха, определяя какое его количество поступило в двигатель. Данные по расходу передаются в электронный блок управления, который регулирует работу инжектора – добавляя или снижая количество бензина, расходуемого на приготовление топливно-воздушной смеси.

Если датчик «врет», то, соответственно, и ЭБУ примет неверное решение, что отразится на снижении мощности и увеличении расхода топлива.

Воздушный фильтр

Данный фильтр предназначен для первичной очистки воздуха, поступающего в двигатель. Поскольку на фильтрующем материале оседают преимущественно твердые и мелкие частицы, то очень быстро увеличивается сопротивление при прохождении воздуха. Это чревато тем, что за минуту, в камеру сгорания поступит меньше воздуха, а смесь будет обеднена кислородом. Топливо сгорит не полностью, что повлияет на мощность и расход.

Фильтры обычно стоят дешево, поэтому менять их следует несколько раз за сезон.

Дроссельная заслонка

Этот элемент регулирует состав смеси из бензина и воздуха. Проще говоря, ЭБУ подает сигнал об обогащении или обеднении смеси, а дроссельная заслона открывается больше или меньше.

Проблема заключается в том, что со временем заслонку покрывают продукты сгорания бензина – сажа и смолы, что влияет на несколько факторов. Если увеличился расход топлива, то причины могут быть:

  • Невозможность закрываться и открываться полностью;
  • Механизм открытия/закрытия работает туго, необходимо дополнительное время.

Из-за этого происходит обеднение смеси и топливо сгорает не полностью. Как следствие – расход бензина вырастает. Рекомендуется регулярно проводить чистку дроссельной заслонки при пробеге каждые 50-60 тысяч километров.

Шины

Еще одна наиболее простая причина повысившегося расхода бензина – это состояние колес. Главная мысль – это то, что шины не должны вызывать дополнительного сопротивления при движении автомобиля. Например, если давление в шинах ниже рекомендованного, то у машины возникает дополнительное сопротивление к качению. Это означает, что двигателю придется задействовать больше мощности, а это приведет увеличенному потреблению топлива.

Движение с непрогретым двигателем

Данная причина относится к эксплуатации транспортного средства в зимнее время, вызывая необходимость более долгого прогревания мотора. При этом, преждевременно движение с двигателем, который еще не нагрелся до нужных градусов приведет к увеличению вязкости смазочных материалов. Это означает, что движение механизмов внутри ДВС будет труднее, и на преодоление такого сопротивления потратится больше мощности и горючего.

Перегрузка

Превышение максимальной массы автомобиля – тоже распространенная причина перерасходов. Тут все достаточно просто, чем больше масса автомобиля, тем с большей силой его прижимает к земле. Соответственно, нагрузка на колесо выше и необходимо приложить больше усилий, чтобы передать на него вращательное движение. При прочих равных условиях двигатель истратит на это больше мощности.

Рекомендуется не превышать разрешенный максимальный вес, поскольку это может серьезно повредить силовой агрегат.

Дополнительное оборудование

К дополнительному оборудованию можно отнести музыкальные системы, средства для поддержания микроклимата в салоне авто (климат-контроль, кондиционер) и другие системы, оказывающие нагрузку на генератор. Поскольку последний напрямую забирает мощность силового агрегата, то это неизбежно откликается со стороны двигателя увеличением оборотов и расхода.

Ухудшение аэродинамики

К этой категории относится багажник на крыше, а также различные контейнеры. Принцип действия – автомобиль при движении встречает сопротивление воздушных масс, которые плавно обтекают машину, благодаря конструкции кузова. Если водитель самостоятельно ставит оснащение, которое только усиливает сопротивление воздуха, то это создает дополнительную нагрузку на двигатель при движении.

Некачественное топливо

Если залить бензин, который не соответствует по значению октанового числа (на практике – существенно ниже заявленного), то тогда возникнут проблемы с воспламенением смеси и преждевременной детонацией. В итоге горючее не будет сгорать полностью, и не будет вызывать требуемой компрессии. ЭБУ будет реагировать на это только большим открыванием форсунок инжектора.

Дорожные условия

Этот пункт можно отнести к категории «внешних факторов». Очевидно, что движение по ровной дороге и дороге, заваленной снегом, будет вызывать разное значение потребления топлива. Это связано с сопротивлением, которое преодолевают колеса, а также с дополнительным воздействием на них неровностей дорожного полотна.

Манера вождения

Часто причина заключается в самом водителе. Некоторые любят агрессивную езду, выжимая педаль газа до упора в пол, чтобы затем также резко затормозить. Такое поведение на дороге не только создаст аварийную ситуацию, но и негативно отразиться на расходе бензина, существенно повысив его.

Как влияют свечи зажигания на расход топлива или почему необходимо контролировать систему зажигания

Содержание статьи

Что такое двигатель внутреннего сгорания? И насколько он универсален? Оказывается, что пуск двигателя усложняется «холодным» температурным режимом, при котором затрудняется высококачественное и последовательное смесеобразование, а также надежное и стремительное воспламенение, необходимое и абсолютное сгорание топливовоздушной смеси. Понимая принципы работы двигателя очень просто понять, как влияют свечи зажигания на расход бензина, и можно ли на это воздействовать, стараясь уменьшить траты семейного бюджета.

Двигатель внутреннего сгорания

Напомним, что сама же рабочая смесь состоит из непосредственно топлива, воздуха и отработанных газов, которые скопились в цилиндре еще в период предыдущего рабочего цикла. В бензиновых двигателях имеется специальный источник необходимого тепла, без которого просто невозможно представить сгорание рабочей смеси в цилиндрах, и тот желаемый старт транспортного средства. Этот источник – искра свечи зажигания.

Особенности функционирования системы зажигания

Таким образом, работа ДВС сопряжена с особенностями, а также согласованностью работы всех компонентов системы зажигания. Все тонкости функционирования трудно учесть и разобраться в них, но если внутри система зажигания дает сбой, то провоцирует нарушение в работе и других систем, а значит, актуализируется вопрос, как влияют свечи зажигания на расход бензина, и можно ли что-то изменить.

Как влияют свечи зажигания на расход топлива

От многих компонентов зависит работа механизмов транспортного средства. И не всегда водителя интересует тюнинг, «начинка» салона авто, многие задумываются, во сколько обойдется содержание машины. Предположительно, владелец оценивает расходы на ремонт, технические осмотры, а также заправку топливом. И если идет перерасход финансов, то сразу же возрождается желание понять,  как влияют свечи зажигания на расход бензина. И некоторые причины финансовых убытков владельца машины-«обжоры» сможем озвучить.

  1. Плохой бензин. Основная причина перерасхода денег владельца авто. Захотели сэкономить на  качестве топлива, тогда потеряете на количестве приобретаемого бензина. Если задуматься, как влияют свечи зажигания на расход топлива, то можно вспомнить из чего формируется смесь в цилиндрах. А еще сама скорость горения рабочей топливовоздушной смеси зависит от состава и однородности бензина, степени сжатия и других факторов, влияющих на смесеобразование.
  2. Состояние свечи. Основные компоненты свечи – центральный электрод, изолятор с корпусом, а также электрод-масса – должны быть в исправном и неповрежденном состоянии. Ведь между центральным электродом и электродом-массой проскакивает искра, от которой и воспламеняется рабочая смесь. Если свеча зажигания новая, исправная, то запуск двигателя производится без проблем, не страдает его работа на холостом ходу, на максимальных скоростях.

Особенности свечей зажигания

Таким образом, и в особенностях конструкции изделия можно найти некоторые особенности, чтобы понять, как влияют свечи зажигания на расход бензина, и можно ли это корректировать.

Советы автолюбителям по вопросу расхода топлива

  1. Не рекомендуется часто менять марку бензина или поставщика. От вашего постоянства и преданности АЗС зависит состояние рабочей смеси, и насколько она может быть подвержена сжиганию и выдаче тепловой энергии.
  2. Следите за внешним состоянием свечей зажигания, они не должны быть повреждены или покрыты копотью, иначе придется думать, как влияют свечи зажигания на расход бензина. Следует помнить, что после запуска двигателя кончик изолятора свечи должен прогреться до температуры самоочищения, а она приблизительно равна 400-500 градусов по Цельсию. Если условие выполняется, то на корпусе свечи нагар не образовывается, а значит, что машина работает хорошо, уверенно.
  3. Напоминаем, что если вы часто передвигаетесь на низких скоростях, например, в заторах, то это приводит к более интенсивному нагарообразованию, а это приводит к тому, что расходы финансовые увеличивается, и все чаще всплывает вопрос, как влияют свечи зажигания на расход бензина.

    Расход топлива автомобиля при движении

Таким образом, если держать машину в исправном состоянии, проверять систему зажигания, периодически менять свечи, то можно экономить на заправке топливом, потратив деньги на более стоящие вещи. Стоит соблюдать все правила эксплуатации транспортного средства и проводить технические осмотры, чтобы вовремя решать, как влияют свечи зажигания на расход бензина.

И если вы имеет рецепт экономии бензина и можете доказать, что свечи зажигания влияют на расход топлива, то пишите нам, обсудим все ваши мнения.

Цель нашей совместной работы – помощь автолюбителям, которые самостоятельно пытаются решать проблемы своего стального коня.

Ждем ваших советов и идей!

Похожие статьи

Может ли увеличится расход топлива и уменьшится мощность двигателя из за свеч?

Да

Про свечи
Электроды и изолятор с преобладающе белым цветом, говорят о слишком раннем угле опережения зажигания и/или забеднённой топливной смеси. При этом двигатель работает с детонационными стуками ( "пальчики бренчат" ) при увеличении нагрузки, т. е. при разгоне и может перегреваться.

Свечи покрытые слоем чёрной сажи говорят о переобогащённой топливной смеси. Наверняка при этом присутствует и явный перерасход горючего, возможно и "троение" из-за пропусков в искрообразовании или полного отказа в работе какой либо свечи.

Большое количество нагарных отложений на свече, указывает на увеличенное попадание масла в камеру сгорания, того цилиндра, откуда эта свеча была вывернута. Поэтому, если вы выворачиваете все свечи сразу, не забудьте разложить их по порядку, что бы знать какая свеча из какого цилиндра и что в каком цилиндре происходит.

Свечи имеющие красноватый оттенок говорят о чрезмерном количестве металлосодержащих присадок в бензине.

Нормально работающая в нормальных условиях свеча имеет преобладающий коричнево-жёлтый оттенок.

Свечи для карбюраторного двигателя должны быть, кроме всего прочего, без внутреннего сопротивления
Если наши, то А17 ДВ-10.
Свечи с маркировкой А17ДВРМ не подходят на 21099 с карбюраторным двигателем, а тем более для классики с простым батарейным зажиганием, где искра слаба по сравнению с современными системами зажигания. С ними будет провал при трогании и тд. Проверено. Буква Р означает сопротивление в свече порядка 6-8 ком.
Сопротивление центрального электрода свечи, который является составным по своей конструкции (из 3-х частей) измеряется простым тестером. В рабочей свече допускается незначительное сопротивление (при загрязнении, закопчении) (до 2 Ом) , при котором не будет нарушения искрообразования. .
Про зазор между электродами можно сказать только одно: чем сильнее искра, тем больше допускается зазор между электродами. Есть простое Батарейное зажигание. Там зазор 0,5-0,6 мм из-за того, что катушка может выдать всего 16-18 киловольт. Повысились киловольты до 20-25 при транзисторном зажигании, зазор стал 0,7-0,9.Когда стали применять сухие катушки, способные выдать 25-30 и 35 киловольт, то и зазор стал 1-1,1 и более. Свечи с сопротивлением стали применять на инжекторных двигателях, но практика показывает, что свечи без сопротивления лучше работают и не так загрязняются, потому, как искра там мощнее. Что касается радиопомех при искрении свечей, то это только может оценить Всевышний..

Расход топлива [Местный эксперт Wialon]

Требуется доступ: Просмотр подробных свойств - для просмотра вкладки; Редактировать детектор пробега и расхода топлива - редактировать вкладку.

Заправки и кражи топлива можно обнаружить только в том случае, если в агрегате есть датчики уровня топлива и активирована опция «Датчики уровня топлива». Расход топлива рассчитывается при наличии датчиков расхода топлива.Точность определения зависит от точности установленных датчиков, а также от их правильной конфигурации. Параметры, настроенные на этой вкладке, используются при расчетах. Для вашего удобства они разделены на несколько разделов.

Обнаружение заправки / кражи топлива

Минимальный заправочный объем топлива
Минимальное увеличение уровня топлива, которое считается заправкой.

Минимальный объем кражи топлива
Минимальное снижение уровня топлива, которое следует рассматривать как кражу.

Игнорировать сообщения после начала движения
Эта функция позволяет пропустить указанное количество секунд в начале движения, когда из-за различных факторов полученные данные об уровне топлива могут быть неточными. Начало движения регистрируется при достижении минимальной скорости движения, установленной на вкладке «Обнаружение поездки».

Минимальный тайм-аут для обнаружения кражи топлива
Минимальная продолжительность интервала без движения, за которым следует снижение уровня топлива в баке больше, чем минимальный объем хищения топлива, указанный выше.

Тайм-аут для разделения последовательных заправок
Иногда система может обнаруживать более одной заправки топливом в течение короткого промежутка времени. В таких случаях их можно объединить в одну, если время между ними (таймаут) не превышает указанного здесь времени.

Тайм-аут для разделения последовательных краж
Эта функция аналогична предыдущей, но касается кражи топлива. Кражи не объединяются, если превышен тайм-аут и между ними повысился уровень топлива.

Обнаруживать заправку топлива только при остановке
Если эта функция активирована, изменения уровня топлива отслеживаются только в интервалах без движения. Это позволяет снизить количество ложных дозаправок, которые могут быть вызваны, например, колебанием уровня топлива во время движения. Начальный уровень топлива берется из первого сообщения без движения или из последнего сообщения с движением.

Тайм-аут определения конечного объема заполнения
Во время заполнения могут быть прерывания.Эта опция появляется, если выбрана предыдущая, и позволяет установить продолжительность таких перерывов. В этом случае для определения уровня топлива после заправки используется не последнее сообщение, соответствующее заправке, а то, которое следует за указанным таймаутом.

Обнаружение слива топлива в движении
Традиционно поиск слива топлива выполняется во время остановок. Эта функция также позволяет искать их во время движения. Это может быть полезно, например, для кораблей.Однако во многих случаях это может привести к обнаружению ложных сливов топлива из-за возможной разницы в уровне топлива, например, при движении по пересеченной местности.

Расчет заправок по времени
Данный метод расчета рекомендуется использовать для агрегатов с большим расходом топлива на холостом ходу (генератор, башенный кран и т. Д.). Когда он активирован, учитывается весь период времени, независимо от поездок / остановок.

Для расчета количества топлива по времени необходимо одновременно активировать опции «Расчет заправок по времени», «Расчет сливов по времени» и «Расчет расхода топлива по времени».

Расчет количества отказов по времени
Функция аналогична предыдущей, но касается отказов топлива.

Рассчитать объем заправки топливом по необработанным данным
Если эта функция активирована, начальный и конечный уровни топлива в интервале, соответствующем дозаправке, заменяются значениями из сообщений перед применением фильтрации.

Рассчитать объем кражи по необработанным данным
Если эта функция активирована, начальный и конечный уровни топлива в интервале, соответствующем краже топлива, заменяются значениями из сообщений перед применением фильтрации.

Примечание.
Заправками и сливами топлива можно управлять с помощью табличных отчетов «Заправки топлива» и «Утечки топлива», а также задания «Отправить информацию о топливе по электронной почте или SMS» или уведомления о заправках / сливах топлива.

Общие параметры датчиков

Слить одноименные датчики (уровня топлива) .
Если эта опция активирована для агрегата, имеющего несколько топливных баков с датчиками уровня топлива в каждом, значения датчиков будут суммироваться (они должны иметь одинаковые названия).Если отключено, определение уровня топлива и поиск заправок / сливов выполняется для каждого датчика индивидуально. Если в каком-либо сообщении нет значения датчика, это сообщение будет проигнорировано при расчетах.

Внимание!
При включенной опции никакая индивидуальная фильтрация не может применяться к датчику уровня топлива (в свойствах самого датчика).

Объединить одноименные датчики (расход топлива)
Эта опция работает, если в агрегате несколько двигателей с установленными импульсными или абсолютными датчиками расхода топлива.Если эта функция активирована, значения одноименных датчиков будут суммироваться при расчете расхода топлива (как в предыдущем варианте). Если деактивировано, каждый датчик будет управляться индивидуально.

Расчет потребления

В этом разделе вы можете настроить параметры расхода топлива в различных условиях:

Если выбран этот метод расчета и заданы параметры, эти параметры можно использовать для математического расчета информации о топливе в отчетах.

Математический расчет учитывает такие основные параметры, как расход топлива в городском и загородном циклах. Средняя скорость в городском цикле считается 10 м / с (36 км / ч), а в загородном - 22 м / с (80 км / ч). Алгоритм расчета следующий:

  1. На основе городских и пригородных скоростей и соответствующих им параметров расхода топлива создается диаграмма. График ниже создан по данным по умолчанию (10 и 7 литров на 100 км соответственно).
  2. Рассчитывается расход топлива при движении. Предположим, что у нас есть два сообщения от объекта со скоростями V1 = 50 км / ч, V2 = 60 км / ч и расстоянием между ними 0,15 км. Теперь рассчитаем среднюю скорость: (50 + 60) / 2 = 55 км / ч.
    По графику расход на такой скорости составляет 8,7 л / 100 км. Общее количество израсходованного топлива составляет: 0,15 * 8,7 / 100 = 0,01305 (л).
    Как видно из диаграммы, если средняя скорость ниже 36 км / ч, считается, что расход составляет 10 л / 100 км.Если он выше 80 км / ч, расход составляет 7 л / 100 км.

  3. При наличии датчика (датчиков) КПД двигателя используется коэффициент при движении под нагрузкой (по умолчанию 1,3). Если датчик активирован в обоих сообщениях, то объем израсходованного топлива умножается на коэффициент. То есть: 0,01305 * 1,3 = 0,016965 (л). Если таких датчиков несколько, коэффициенты суммируются: ((k1 + (k2-1) + (k3-1)) * N, где k - коэффициенты, а N - объем топлива, израсходованного за время интервал.

  4. Рассчитывается потребление во время остановок (холостого хода). Предположим, что у нас есть два сообщения от объекта со скоростью V1 = 0 км / ч, V2 = 1 км / ч и 65 секунд между ними. С помощью параметра «Холостой ход» (по умолчанию 2 л / ч) определяем общий расход топлива: 2 * 65/3600 = 0,0361 (л).
    Примечание.
    Если параметры расхода в городском и загородном циклах равны нулю, средняя скорость не проверяется, а весь расход рассчитывается как на холостом ходу.
  5. Общий расход складывается из расхода при движении и на холостом ходу. Признаком движения считается скорость между двумя сообщениями более 3 км / ч.

Расход по тарифам

В отличие от предыдущего метода, при расчете расхода топлива учитывается только пробег и сезон (лето / зима).

Укажите тарифы на расход топлива летом и зимой и продолжительность зимнего периода.

Для расчета используется следующий алгоритм. Предположим, что у нас есть пробег 0,15 км между двумя сообщениями 13 января. Расход топлива зимой (с 1 -го декабря по 29 -го февраля) составляет: 0,15 * 12/100 = 0,018 (л). Расход на такой же пробег летом (10 л / 100 км) составит: 0,15 * 10/100 = 0,015 (л).

Датчики уровня топлива

При использовании этого типа датчиков расход топлива определяется исходя из его уровня в баке по следующей схеме: [значение уровня топлива в начале интервала] - [значение в конце интервала] + [заливки] - [кражи].

Примечание.
Интервалы разные для разных таблиц. Подробнее об интервалах вы можете узнать из описания таблиц.

Заменить недопустимые значения математическим расходом
Если функция активирована, в случае ошибочных значений в интервале они будут заменены значениями, рассчитанными математически с использованием данных, указанных в разделе

Влияние цетанового числа на удельный расход топлива и выбросы твердых частиц и несгоревших углеводородов из дизельных двигателей

В этой статье обсуждается влияние времени задержки воспламенения в дизельных двигателях на образование твердых частиц с использованием топливных составов с различными концентрациями серы из различных источников.Наши результаты показывают, что цетановое число оказывает значительное влияние на выбросы твердых частиц, особенно в двигателях с механическим впрыском топлива. Максимальное давление в камере сгорания увеличивается по мере увеличения цетанового числа, способствуя усилению реакций крекинга высокомолекулярных фракций, оставшихся в жидком состоянии, и, таким образом, увеличивая образование твердых частиц. В определенных условиях это повышение давления оказывает положительное влияние на тепловой КПД цикла.Более высокие температуры в камере сгорания увеличивают скорость окисления, уменьшая выбросы несгоревших углеводородов. Время задержки воспламенения топлива оказывает сильное влияние на образование твердых частиц и выброс несгоревших углеводородов.

1. Введение

Цетановое число (CN) - это эмпирический параметр, связанный с временем задержки воспламенения дизельного топлива, который определяется с помощью стандартных испытаний на основе стандарта ASTM D613 [1]. Задержка зажигания - это временной интервал между началом впрыска топлива и началом реакции окисления.Период задержки зажигания начинается с впрыска топлива и состоит из периодов физической и химической задержки до момента самовоспламенения [2]. Топливо с высоким CN имеет очень короткое время задержки воспламенения; то есть возгорание происходит через очень короткий промежуток времени после начала впрыска. И наоборот, чем больше время задержки зажигания, тем ниже CN. Время задержки зажигания в двигателях с дизельным циклом является фундаментальным параметром для эффективного управления процессом сгорания, обеспечивая высокий тепловой КПД за счет максимального давления, близкого к 15 ° после достижения верхней мертвой точки (ВМТ), с которой достигается максимальный крутящий момент, характерный для дизельного цикла. двигателей получается [3].Время задержки зажигания зависит от нескольких физико-химических явлений, связанных с природой топлива, таких как молекулярная структура, летучесть, вязкость, поверхностное натяжение и механические характеристики двигателей, такие как степень сжатия, давление в системе впрыска и впрыск. угол [4]. Время задержки зажигания может быть выражено в миллисекундах или угле впрыска после ВМТ [5, 6].

Топливо, содержащее высокие концентрации n -парафинов, как правило, имеет низкое время задержки воспламенения, поскольку энергия активации для образования свободных радикалов и начала процесса окисления мала по сравнению с изопарафинами и ароматическими соединениями, которые имеют стабильную молекулярную структуру и требуют высокой температуры и давления для начала горения [7].Неустойчивость топлива также оказывает значительное влияние на время задержки. Во время впрыска топливо в форме капель контактирует с нагретым воздухом внутри камеры сгорания, и передача тепла происходит за счет конвекции, теплопроводности и излучения. Радиационная теплопередача изначально низкая, и топливо нагревается в основном за счет теплопроводности и конвекции. При испарении топливо забирает энергию из самой капли, охлаждая окружающую среду и увеличивая время задержки воспламенения. Топливо для дизельных двигателей с низкой летучестью и высоким цетановым числом препятствует образованию однородной смеси [8], затрудняя процесс горения топлива.Высокая вязкость обеспечивает больший диаметр капель и высокое проникновение топливной струи. Использование топлива с высокой вязкостью препятствует испарению, способствуя образованию капель большого диаметра и вызывая неполное сгорание из-за большого проникновения топливной струи, препятствуя холодному запуску и увеличивая выбросы несгоревших углеводородов (УВ) и твердых частиц (ТЧ) [ 9–11].

Кривые дистилляции предоставляют информацию, которая позволяет коррелировать качество топлива с характеристиками двигателя.Температура 10% извлеченных фракций улетучивающегося газа отражает легкость испарения, в то время как температура 90% этих фракций указывает на присутствие высокомолекулярных соединений, которые будет трудно полностью испаряться, что способствует выделению твердых частиц (PM ) и несгоревшие углеводороды (УВ) [6], а также отложения в двигателе [12]. Топливо с низким CN может также увеличивать выбросы ТЧ, поскольку сгорание начинается на последней стадии цикла расширения, когда температура внутри камеры снижается, что снижает скорость окисления, что, в свою очередь, увеличивает концентрацию несгоревших углеводородов, которые конденсируются на поверхности, вызывая увеличение массы твердых частиц [9, 13–15].

Сера, которая присутствует в форме меркаптанов, окисляется с образованием побочных продуктов - предшественников сульфата кислоты (), которые осаждаются на поверхности катализатора [16–18]. Присутствие меркаптанов в концентрациях, обычно обнаруживаемых в топливе, не влияет на характеристики самовоспламенения в какой-либо заметной степени, но образование в продуктах сгорания способствует зародышеобразованию частиц, способствуя увеличению выбросов ТЧ, в то время как другие более мелкие частицы могут накапливаться. и растут за счет гигроскопического эффекта топливной серы [3, 16, 17, 19, 20].

CN также влияет на удельный расход топлива с тенденцией к снижению расхода топлива по мере увеличения CN из-за более высокой температуры процесса сгорания, улучшая тепловые характеристики двигателя [3]. Новые автомобили, оборудованные системой впрыска топлива под высоким давлением с электронным управлением, требуют топлива с высоким CN. Меньшие двигатели с высоким отношением мощности к массе работают на высоких оборотах. Новые системы впрыска топлива с электронным управлением и системы дожигания показали удовлетворительные результаты, соответствующие действующим нормам [21].Однако следует отметить, что подавляющее большинство транспортных средств, находящихся в обращении в развивающихся странах, включая Бразилию, оснащено механическим впрыском топлива, новые спецификации дизельного топлива которых не подходят для двигателей этого типа.

В этой работе обсуждается влияние времени задержки воспламенения различных составов дизельных масел, продаваемых в Бразилии (S50, S500 и S1800), на выбросы твердых частиц и несгоревших углеводородов, а также на удельный расход топлива при использовании одноцилиндрового дизельного двигателя с механическим топливом. датчики впрыска и давления, расположенные внутри камеры сгорания и в топливопроводе между ТНВД и инжектором.Полученные результаты показывают, что присутствие большого количества серы в топливе незначительно увеличивает выбросы твердых частиц, и что время задержки воспламенения оказывает значительное влияние на выбросы загрязняющих веществ в атмосферу. По мере увеличения цетанового числа температура в камере сгорания увеличивается, способствуя образованию твердых частиц из-за термического крекинга, что, в свою очередь, увеличивает скорость окисления и снижает выбросы несгоревших углеводородов и удельный расход топлива.

2. Экспериментальная
2.1. Топливо

Топливо, используемое для оценки влияния времени задержки воспламенения на выбросы твердых частиц и несгоревших углеводородов, а также на удельный расход топлива в двигателях с дизельным циклом, представляет собой топливо, которое Petrobras обычно продает на бразильском рынке. Влияние цетанового числа на образование твердых частиц и несгоревших углеводородов, а также на удельный расход топлива оценивалось на основе топлива, модифицированного вторичными стандартами (U17 и T23), поставляемого Chevron-Phillips.В таблице 1 перечислены физико-химические свойства топлива и вторичных стандартов, использованных в этом исследовании.

% (° C) 02 902 03206

Удельный вес
(кг · м −3 )
10% (° C) 50% (° C) Кинематическая вязкость
(мм 2 с −1 )
Температура вспышки (° C) Сера (мг л −1 ) CN

AS
D86 D86 D86 D445 D93 D7039 D613
S10_50 839,4 ,83 9019 9019 9019 9019 9019 9019 10 50
S300_45 850,2 180 268 376 2,89 67,5 327 45
271 357 3,26 68 452 44
S1400_51 825,6 164 253 9019 253 9019 1370 51
U17 783,1 161 177 216 1,10 81 1 18
218 250 273 2,15 158 127 76

Влияние времени задержки воспламенения и выбросов углеводородов на удельный расход топлива и ) выбросы были оценены с использованием топлива, которое далее именуется S10_50, S300_45, S450_44 и S1400_51, которые классифицируются в соответствии с содержанием серы и CN и были модифицированы в с вторичными стандартами (U17 и T23) для получения аналогичных составов, но с измененным CN.Концентрация серы была немного изменена из-за состава со вторичными стандартами, содержание которых отличается от содержания базового топлива. С этой целью топлива S10_50 и S1400_51, чье CN близко к 50, были модифицированы вторичным стандартом U17 для получения составов (S10_45 и S1100_45) с CN 45. Топливо S300_45 и S450_44 с CN близким к 45 были изменен вторичным стандартом T23 для получения рецептур (S300_50 и S400_50) с CN 50.

2.2. Рабочие характеристики двигателя и процесс отбора проб

Испытания для оценки времени задержки воспламенения, удельного расхода топлива и выбросов твердых частиц и несгоревших углеводородов были выполнены на одноцилиндровом двигателе мощностью 7,0 л.с. Тояма, 250 см 3 , работающем на 80% максимальная мощность, с механическим впрыском топлива под углом 13,5 ° перед ВМТ, средним давлением впрыска 150 бар, степенью сжатия 21: 1, 3600 об / мин и 10% O 2 в выхлопных газах. Время задержки воспламенения оценивалось на основании сигналов давления в топливной магистрали перед форсункой и давления внутри камеры сгорания с использованием индуктивных датчиков давления Optrand.Время задержки воспламенения топлива - это время, прошедшее между открытием форсунки форсунки и повышением давления в камере сгорания после ВМТ в результате увеличения количества компонентов из-за реакций окисления, что соответствует точке перегиба на кривой давления. Очень точную оценку времени задержки воспламенения каждого анализируемого топлива можно получить, используя осциллограф для наблюдения электрических сигналов профилей давления внутри камеры сгорания и системы впрыска, зафиксированных датчиками.

ТЧ в потоке выхлопных газов измеряли путем прямой фильтрации с использованием стеклянного микроволоконного фильтра Macherey-Nagel диаметром 47 мм и взвешивания ТЧ, оставшихся в фильтре. Газовый поток откачивали через фильтрующий элемент, и после его охлаждения расход измеряли с помощью расходомера Sensirion с номинальной емкостью до 20 нл мин -1 . Количественное определение ТЧ в мг м -3 основывалось на массе ТЧ, удерживаемой в фильтре, деленной на объем отобранного газа, который был получен путем численного интегрирования газового потока.Средняя температура фильтрующего элемента составляла 470 ° C, и ее регулировали с помощью печи с электронным контролем температуры, чтобы собранные ТЧ оставались сухими, а летучие углеводороды конденсировались после отделения от ТЧ.

Жидкая фракция выхлопных газов дизельных двигателей состоит из несгоревших и частично окисленных углеводородов, которые конденсируются вместе с водяным паром, образующимся при сгорании. Часть водяного пара в выхлопных газах конденсируется при охлаждении газового потока после сбора твердых частиц.Общее количество углеводородов в форме метана (CH 4 ) было количественно определено с использованием методики, аналогичной описанной в стандарте ASTM D6591 [22], путем проточного окисления образца в атмосфере кислорода. Двуокись углерода (CO 2 ) анализировали в газовом хроматографе, оборудованном детектором теплопроводности (Shimadzu GC / TCD-17A).

3. Результаты и обсуждение

На рисунке 1 представлены профили давления в камере сгорания для базовых топлив с самым высоким CN (S10_50 и S1400_51) и их соответствующих составов (S10_45 и S1100_45) с более низким CN.Как видно из профилей давления в камере сгорания, с увеличением ЧН время задержки воспламенения уменьшается. По мере уменьшения времени задержки воспламенения максимальное давление во время фазы расширения процесса сгорания выше, чем у топлива с более низким CN.


Профиль давления топлива S300_45 и S450_44, рис. 2, показал более высокое время задержки воспламенения, чем их соответствующие составы S300_50 и S400_50. Как можно видеть, эффект снижения CN снижает максимальное давление после ВМТ, уменьшая крутящий момент и максимальную температуру в камере, что напрямую влияет на выбросы ТЧ и несгоревших углеводородов.


На фиг. 3 показан поток газа через фильтрующий элемент в зависимости от времени отбора проб топлива S10_50 и S10_45, S450_44 и S400_50. Как можно видеть, поток газа через фильтрующий элемент с использованием начального перепада давления 300 мбар, установленного игольчатым клапаном как функция времени отбора проб, указывает на то, что поток газа остается на более высоком уровне для топлива с более низким CN, что приводит к меньшее накопление PM. Сравнение топлива с более низким CN выявляет противоположный эффект, уменьшая ограничение потока газа через фильтрующий элемент и показывая, что топлива с более низким CN снижают выбросы ТЧ.Твердые частицы в двигателях с дизельным циклом образуются в зависимости от избытка воздуха, используемого в процессе сгорания, состава дизельного топлива и давления, под которым топливо впрыскивается в камеру сгорания. В испытаниях, проведенных в этом исследовании, использовался одинаковый избыток воздуха со всеми видами топлива (одинаковая нагрузка и очень похожий удельный расход топлива).


На рисунке 4 представлены время задержки зажигания и выбросы твердых частиц в зависимости от CN. По мере увеличения CN время задержки воспламенения уменьшается, увеличивая выброс ТЧ.Оцениваемые здесь топлива обладают схожими физическими и химическими свойствами, а изменяемым параметром является CN, который значительно изменяет максимальную температуру в камере сгорания, изменяя реакции крекинга высокомолекулярных фракций. Эти высокомолекулярные соединения трудно испаряться, они остаются в жидком состоянии во время процесса горения и подвергаются воздействию высоких температур и давлений, способствующих образованию прекурсоров для образования PM [8, 23].В целом было обнаружено, что увеличение ХН на пять единиц приводит к увеличению выбросов ТЧ примерно на 40%.


В дизельных двигателях с механическим впрыском топлива с более низким CN требуется больше времени для начала процесса сгорания. Таким образом, максимальное давление, создаваемое при сгорании, снижается, что приводит к снижению температуры и, таким образом, к уменьшению реакций крекинга, уменьшая образование PM. Топлива S300_45 и S450_44 с наибольшими значениями времени задержки воспламенения также обладают наибольшей вязкостью (2.9 и 3,3 мм 2 с −1 соответственно), что затрудняет процесс распыления и образования однородной смеси, в результате чего увеличивается время задержки зажигания. С другой стороны, молекулярная структура топлива напрямую влияет на качество его воспламенения и, следовательно, на его CN. В общем, КЧ соединений с аналогичным числом атомов углерода увеличивается в следующем порядке: н-алканы> алкены> циклоалканы> ароматические алкилы [8]. Более того, увеличение размера молекулярной цепи за счет добавления атомов углерода также вызывает увеличение CN.Это также можно наблюдать между топливами S300_45 и S450_45 и их составом со вторичным стандартом T23, состав которого состоит из 91% насыщенных соединений, 2% олефинов и 7% ароматических соединений, в то время как топлива S10_50 и S1400_51 были модифицированы вторичным стандартом. стандартный U17, который состоит из 78% насыщенных соединений, 2% олефинов и 20% ароматических соединений.

Выбросы

УВ в основном являются результатом гашения пламени в холодных областях камеры сгорания вдоль стенок цилиндра, а также связаны с летучестью и вязкостью топлива.Высокая вязкость приводит к увеличению размера капель и снижению давления пара. На рис. 5 ясно показана обратная корреляция между HC и CN и дизельным двигателем с механическим впрыском. В целом было обнаружено, что увеличение CN на пять цифр приводит к снижению выбросов углеводородов примерно на 20%.


Максимальное давление в камере сгорания вызывает самые высокие температуры, в то время как самая низкая температура в камере сгорания вызывает повышенное образование углеводородов из-за более медленной скорости окисления.Топливо с высоким CN имеет более короткое время задержки воспламенения, обеспечивая высокие температуры в камере сгорания, генерируя большее количество твердых частиц и увеличивая скорость окисления с последующим сокращением выбросов углеводородов.

На рис. 6 показаны мгновенные профили удельного расхода топлива (г кВтч −1 ) в зависимости от времени испытания топлив S1400_51 и S1100_45. В целом, наблюдается небольшое увеличение удельного расхода при снижении CN [10]. Более низкий удельный расход достигается при использовании топлива с высоким CN.Топливо S1400_51 состоит в основном из фракций, происходящих от атмосферной перегонки, в то время как другие виды топлива составляются с использованием потоков, возникающих в результате каталитического крекинга в псевдоожиженном слое, замедленного коксования и гидрообессеривания под высоким давлением. Однако нельзя установить прямую корреляцию с удельным расходом топлива на основе физико-химических свойств, перечисленных в таблице 1. Основным показателем является источник топлива S1400_51, которое, поскольку является парафиновым, имеет более высокое CN и, следовательно, показывает более высокие выбросы ТЧ и УВ.В целом, по мере увеличения CN, удельный расход демонстрирует явную тенденцию к снижению. В этом диапазоне CN (45–50) для каждого дополнительного числа в CN удельный расход в г кВтч −1 уменьшается в той же пропорции.


4. Выводы

КЧ дизельного топлива оказывает определяющее влияние на выбросы твердых частиц и несгоревших углеводородов. Увеличение времени задержки воспламенения, наблюдаемое в топливах с низким CN, смещает максимальное давление на углы более 20 ° после ВМТ, одновременно снижая максимальную температуру в камере сгорания.Это снижение максимальной температуры имеет благоприятный эффект, поскольку снижает реакции крекинга высокомолекулярных фракций, тем самым уменьшая выбросы твердых частиц. С другой стороны, с увеличением CN максимальное давление после ВМТ наблюдается при углах меньше 20 °, обеспечивая больший крутящий момент. Это, в свою очередь, приводит к более низкому удельному расходу топлива, увеличению реакции термического крекинга, которая способствует образованию твердых частиц и увеличивает скорость реакций окисления, уменьшая выброс несгоревших углеводородов.Присутствие серы в топливе незначительно увеличивает выбросы ТЧ, но определяющее влияние на выбросы ТЧ связано с ЧН, определяющим максимальное давление в камере сгорания. В целом было замечено, что увеличение CN на одну цифру увеличивает выбросы ТЧ на 8% и снижает выбросы УВ на 4%.

Снижение расхода топлива и выбросов загрязняющих веществ с помощью интеллектуальных транспортных систем

Парниковый газ, выбрасываемый транспортным сектором во всем мире, является серьезной проблемой.Чтобы свести к минимуму такие выбросы, автомобильные инженеры неустанно работали. Исследователи изо всех сил пытались переключить ископаемое топливо на альтернативные виды топлива и пытались использовать различные стратегии вождения, чтобы облегчить транспортный поток и уменьшить загруженность дорог и выбросы парниковых газов. Автомобиль выделяет огромное количество загрязняющих веществ, таких как оксид углерода (CO), углеводороды (HC), диоксид углерода (CO 2 ), твердые частицы (PM) и оксиды азота (NO x ).Технологии интеллектуальной транспортной системы (ИТС) могут быть внедрены для снижения выбросов загрязняющих веществ и снижения расхода топлива. В этой статье исследуются методы и технологии ИТС для снижения расхода топлива и минимизации выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах. В нем подчеркивается влияние приложения ITS на окружающую среду для обеспечения современного экологичного решения. В тематическом исследовании также говорится о том, что технология ITS снижает расход топлива и выбросы загрязняющих веществ в городской среде.

1.Введение

В настоящее время проблема энергосбережения становится все более популярной в ИТС. Недавнее повышение цен на топливо имеет большое влияние на глобальные экономические изменения. Водителей беспокоит расход топлива в соответствии с ежемесячным бюджетом. Чрезмерное использование нефти не только увеличивает бюджет, но и приводит к увеличению выбросов загрязняющих веществ [1]. Техасский институт транспорта A&M обнаружил, что из-за перегруженности городским американцам приходится ездить на 5,5 миллиарда часов больше, и им необходимо покупать еще два.9 миллиардов галлонов топлива при затратах в 121 миллиард долларов, в то время как 56 миллиардов фунтов дополнительного окиси углерода (CO) и парниковых газов выбрасываются в атмосферу только в 2011 году в условиях перенаселенности городов. В настоящее время мир сильно страдает от загрязнения окружающей среды [2, 3 ]. Следовательно, сокращение расхода топлива может минимизировать выбросы загрязняющих веществ и сохранить окружающую среду чистой и зеленой [4]. Хотя многие исследователи провели значительные исследования в области топлива и энергии для альтернативных видов топлива, автомобильная промышленность также предприняла некоторые попытки улучшить модернизацию транспортных средств для повышения топливной эффективности и экономически жизнеспособных экологически чистых технологий [5, 6].

ИТС можно определить как проводную и беспроводную связь, основанную на информационных и электронных технологиях, интегрированных с транспортной системой и транспортными средствами [7, 8]. Это современная технология экологически чистых технологий, которая не только делает зеленым один автомобиль, но и целые группы автомобилей. ИТС уже произвела революцию в области транспортных систем [9, 10]. ITS охватывает широкий спектр методов и технологий, таких как системы дорожной информации в реальном времени (TIS), электронная система взимания платы за проезд (ETCS) и автоматизированная система управления светофорами (ATLCS).Вероятно, он станет основным инструментом для решения проблем наземного транспорта в течение следующих нескольких десятилетий, поскольку инфраструктура будет строиться наряду с физической транспортной инфраструктурой. В этой системе используются средства связи, управления, электроники и компьютерные технологии для улучшения работы автомобильных транспортных систем [11]. ИТС-технологии не являются фантастическими или футуристическими; они реальны, уже существуют сегодня в нескольких странах и доступны для всех стран, которые сосредоточены на их разработке и внедрении.ITS - перспективная технология, которая может использоваться для снижения расхода топлива и выбросов выхлопных газов, что с точки зрения защиты окружающей среды [12]. Эти технологии уменьшают заторы, обеспечивают повышенную безопасность и повышают производительность [13]. Приложение ITS используется для минимизации среднего расстояния, времени в пути и оценки плотности трафика [14]. Его можно использовать в экологических целях, информируя водителя о наилучшем маршруте, который может значительно сократить расход топлива, поскольку выбор транспортного средства является менее загруженным [15].

Транспортные средства могут отправлять и получать сообщения с важными данными, а также указывать лучший путь в зависимости от своего местоположения, скорости и направления [16]. Интеллектуальный автомобиль собирает данные с помощью специальных датчиков. После обработки этих данных он передает информацию другим транспортным средствам. Большинство автомобилей в настоящее время работают на ископаемом топливе [17, 18]. Следовательно, необходимы значительные улучшения ИТС для снижения расхода топлива, а также выбросов загрязняющих веществ, что с точки зрения предотвращения глобального потепления и парниковых газов [19–21].Технологии ITS способствуют сокращению расхода топлива с двумя аспектами: во-первых, уменьшить заторы, которые поддерживают оптимальные скорости каждого транспортного средства, и, во-вторых, дать водителю рекомендации по использованию экологически безопасного маршрута [22].

Этот бумажный обзор предназначен для выяснения влияния методов и технологий ИТС на энергосбережение и сокращение загрязнения окружающей среды от транспортных средств и дорожных транспортных систем, включая V2V и V2I, систему зеленой навигации, которая помогает найти лучший путь для минимизации потребления топлива и загрязняющих веществ в выхлопных газах, чтобы обеспечить самое современное экологичное решение, и, наконец, тематическое исследование отстаивает эти проблемы.

2. Обзор литературы
2.1. ITS Technology

Существует ряд методов и технологий, используемых для снижения расхода топлива, чтобы сделать окружающую среду более экологичной. ИТС можно использовать для снижения расхода топлива, что сделает окружающую среду чистой и зеленой [15]. В таблице 1 показано множество методов и технологий, используемых для снижения расхода топлива в системе автомобильного транспорта. Расход топлива можно снизить двумя способами: уменьшением расхода топлива и минимизацией среднего расстояния.Во-вторых, методика снижения расхода топлива демонстрирует важность снижения расхода топлива для экологически чистого вождения и уменьшения расхода топлива за счет интеллектуального вождения, в то время как минимизация среднего расстояния может быть достигнута за счет сокращения трафика за счет навигации и сокращения трафика за счет сокращения транспорта. Методы и технологии ITS могут способствовать снижению расхода топлива за счет улучшения поведения при вождении и минимизации заторов на дорогах [35].

Предотвращение столкновений Интеллектуальная система навигации 9080 и технологии могут снизить потребление энергии за счет изменения поведения вождения, предлагая плавный путь без заторов, автоматический сигнал управления дорожным движением, электронный сбор платы за проезд и взвод.Из механических свойств автомобиля автомобильный инженер доказал, что автомобиль со скоростью 50–70 км / ч для бензиновых двигателей и 50–80 км / ч для бензиновых двигателей потребляет наименьший расход топлива. Рисунок 1 иллюстрирует основную взаимосвязь скоростей транспортного средства с расходом топлива, исходя из которой можно предположить наличие загрязняющих веществ в выхлопных газах в зависимости от модели вождения [36, 37]. Устраняя заторы и предлагая непрерывный путь с помощью технологии ITS, транспортное средство может поддерживать эту зеленую скорость и затем получать максимальную топливную экономичность и минимальный уровень загрязнения [38].Если автомобиль движется со скоростью выше зеленой или ниже зеленой, он потребляет больше топлива [39]. Кривая C на рисунке 1 показывает, что если аэродинамическое сопротивление уменьшается на высокой скорости, то также будет уменьшен расход топлива [40]. Скорость в зависимости от расхода топлива для гибридного и электрического транспортного средства показана пунктирной линией.


На рисунке 2 показано, как расход топлива изменяется в зависимости от переключения передач автомобиля, ведущего механическое управление. Лучший способ поддерживать двигатель в режиме низкой скорости и высокого крутящего момента - это выбрать самое высокое передаточное число.Двигатель потребляет меньше топлива на 3-й передаче, чем на 1-й передаче, и меньше топлива на 5-й передаче, чем на 4-й передаче. Более низкие передаточные числа вызывают наибольший расход топлива, потому что они связаны с двигателем, который недостаточно загружен. Автомобиль с механической коробкой передач как можно скорее переходит на максимальное передаточное число. При подъеме по склону избегайте переключения на более низкую передачу, насколько это возможно, чтобы двигатель оставался загруженным. По мере приближения к остановке переключитесь на более низкую передачу без торможения, чтобы восстановить энергию на большем расстоянии.С автоматической коробкой передач сложнее контролировать передаточные числа, но это можно сделать, на мгновение сняв ногу с педали газа при подъеме по склону для достижения максимального передаточного числа.


Если автомобиль с автоматической коробкой передач имеет дополнительное передаточное число, активируйте его, чтобы получить более высокое передаточное число, что снизит скорость и расход топлива. На дороге с большим количеством перепадов уровня земли избегайте использования регулятора скорости для поддержания постоянной скорости, так как коробка передач переключится на более низкую скорость и увеличит частоту вращения двигателя при движении вверх по склону, чтобы поддерживать ту же скорость [41].На рисунке 3 представлены выбросы транспортного средства как функция средней скорости [42]. На рис. 3 (а) показано, что на низкой скорости автомобиль выбрасывает наибольшее количество CO, а на более высокой скорости - минимальное количество загрязняющих веществ. Более экологичный диапазон скорости составляет 60–100 км / ч с точки зрения выбросов. На зеленой скорости он выделяет самый низкий уровень CO [43]. Рисунок 3 (b)

Два способа оптимизации расхода топлива в преддверии IMO 2020

С 1 января 2020 года предельное количество серы в мазуте, используемом на борту судов, работающих за пределами установленных зон контроля выбросов, будет снижено с 3.От 50 мас.% До 0,50 мас.% (Мас. / Мас.). Этот предел установлен в Приложении VI Международной конвенции Международной морской организации (ИМО) по предотвращению загрязнения с судов (МАРПОЛ).

Хотя прогнозирование будущих цен на топливо действительно является сложной задачей, многие ожидают, что переход на более высококачественное топливо приведет к значительному увеличению затрат на топливо для отрасли. Переработка делает топливо с низким содержанием серы более дорогим, а эффективность использования топлива становится еще более важной, чем она есть сейчас.


Если оставить в стороне постоянные опасения по поводу цены и доступности соответствующих топливных материалов, топливная эффективность остается ключевым фактором развития отрасли. Суда с экономичным расходом топлива будут еще более конкурентоспособными, чем сейчас, а суда с установленными скрубберами могут иметь значительное конкурентное преимущество. Ожидается, что на начальном этапе суда со скрубберами смогут получить премиальные фрахтовые ставки. Однако, если на большинстве судов определенного сегмента установлены скрубберы, суточные ставки будут снижены.Те суда, у которых нет скруббера, могут быть вынуждены снизить свои ставки до неприемлемого уровня, что в конечном итоге вытеснит их с рынка. Поэтому владельцам крайне важно следить за конкуренцией в своем сегменте и находить новые способы экономии топлива, чтобы не отставать.

Простой способ экономии топлива

Исследование, проведенное Международной ассоциацией морских университетов, показало: «Кратчайшее расстояние между двумя пунктами (портами) не всегда является самым быстрым из-за течений, высоты волн и ветра.Когда современные системы интегрированы с мостовыми компьютерами, возможна экономичная маршрутизация в соответствии со службами маршрутизации погоды в реальном времени. Таким образом можно обеспечить экономию топлива до 10% ».

A Оптимизация рейса Сервис специально разработан для удовлетворения потребностей всех участников цепочки владения / фрахтования судов. Служба предоставляет операторам судов инструменты и услуги, необходимые им для принятия решений по экономии, а затем для количественной оценки этих решений и составления отчетов.

Маршрут-аналитик может затем определить наиболее безопасный и эффективный маршрут (и рекомендовать скорость, если указано требуемое ETA), сбалансировав время в пути и расход топлива. Принятие этого решения до начала плавания обязательно для достижения оптимальной экономии. Поэтому аналитики предоставляют оценку времени рейса и потребления (и общую стоимость при запросе) как для рекомендованной скорости для достижения требуемого ETA (или заявленной полной скорости C / P, если ETA не требуется), так и для любой альтернативной экологической скорости ( с).Фрахтователь получает предварительный отчет о рейсе, в котором показаны результаты расчетов с точки зрения времени, расхода (и стоимости, если требуется) всех рассмотренных маршрутов.

Ущерб от обрастания для эффективности использования топлива

Моллюски, пример обрастания, на корпусе судна.

Обрастание, скопление организмов, таких как ракушки, на корпусе корабля, снижает его производительность до 40% из-за сопротивления поверхности. По словам Тило Дюкерта, вице-президента по управлению производительностью флота в StormGeo, «Каждое судно, проходящее через воду, собирает водоросли, ракушки и другие организмы, особенно в теплой воде.Со временем он становится толще, что увеличивает сопротивление и ухудшает характеристики (и, следовательно, потребление) корабля ».

Как подводная очистка корпуса, так и постановка в сухой док дают хорошую экономию энергии, однако между ними есть существенные различия. Исследование, проведенное профессором Роаром Адландом из Норвежской школы экономики, показало, что очистка корпуса корабля в сухом доке может повысить общую эффективность корабля до 17%. При необходимости очистка корпуса под водой в перерывах между постановкой в ​​сухой док может повысить топливную эффективность до 9%.

Причина такой разницы в эффективности заключается в том, что сухой док обеспечивает полную очистку корпуса и повторное покрытие, в то время как подводная очистка может оказаться сложной задачей и привести к удалению части покрытия. Это отрицательно сказывается на эффективности использования топлива, так как покрытие снижает сопротивление и уменьшает загрязнение. Кроме того, подводная очистка корпуса не всегда может быть выполнена из-за экологических норм региона.

И наоборот, преимущества промежуточной очистки корпуса и гребного винта (между периодами сухого дока), как правило, оправдывают ее стоимость.Например, подводная очистка корпуса стоит в среднем 20 000 долларов США, а гребной винт - дополнительно 3 500 долларов США. При скорости 14 узлов судно, потребляющее 35 тонн тяжелого дизельного топлива в день в главном двигателе, будет тратить около 15 000 долларов в день на топливо из расчета 430 долларов на тонну тяжелого дизельного топлива. В этом сценарии очистка корпуса окупается за типичный 15-дневный рейс только за счет повышения топливной эффективности.

Оптимизация времени очистки

Хотя очистка корпуса имеет решающее значение для максимальной топливной эффективности, также важно, чтобы судовладельцы рассчитали этот процесс таким образом, чтобы оптимально учитывать характеристики судна.Слишком долгое ожидание между чистками может увеличить расходы из-за повышенного расхода топлива, а слишком частые чистки со временем могут стать дорогостоящими.

s-Insight позволяет судовладельцам визуально отслеживать характеристики корпуса и гребного винта на основе сравнения измеренной и идеальной мощности при любых погодных условиях, скорости, осадке и состоянии дифферента. Эта информация позволяет руководству судна определить лучшее окно и спланировать очистку корпуса в соответствии с графиком судна. Это позволяет руководителю судна прогнозировать затраты и время, в то же время позволяя судовладельцу воспользоваться всеми возможностями экономии топлива.

Что касается s-Insight, Дюкерт добавляет: «В системе используется алгоритм, который также позволяет судовладельцам определять, работает ли покрытие, как обещает производитель. Поскольку покраска довольно дорога, это важный фактор, который нужно измерить ».

Эффективность использования топлива желательна как для владельца судна, так и для стороны, которая обычно платит за топливо: фрахтователя. Поскольку IMO 2020 вступит в силу всего через несколько коротких месяцев, крайне важно, чтобы обе стороны нашли способы повысить топливную эффективность за счет прогнозирования погодных условий, управления производительностью флота и / или оптимальной очистки корпуса.

Frontiers | Снижение расхода топлива в приводном цикле дизельного двигателя за счет использования функции отключения цилиндров для поддержания температуры компонентов системы нейтрализации выхлопных газов в условиях холостого хода и низких нагрузок

1. Введение

Предельные значения для выхлопных труб для тяжелых дорожных дизельных двигателей в США в настоящее время составляют 0,2, 0,01 и 0,14 г / л.с. · ч для оксидов азота (NOx), твердых частиц (PM) и несгоревших углеводородов (UHC). соответственно (Агентство по охране окружающей среды США, 2010).Системы контроля выбросов дизельных двигателей включают стратегии как системы очистки двигателя, так и системы нейтрализации выхлопных газов. Система дополнительной обработки обычно включает в себя катализатор окисления дизельного топлива (DOC), дизельный сажевый фильтр (DPF) и систему избирательного каталитического восстановления (SCR). DOC преобразует UHC в диоксид углерода и воду, DPF улавливает PM, а система SCR снижает NOx. Интегрированная система последующей обработки обычно требует рабочих температур, превышающих 200 ° C, для эффективной работы, требуя реализации «терморегулирования» для достижения и поддержания желаемых рабочих температур (Blakeman et al., 2003; Song et al., 2007; Чарльтон и др., 2010; Hou et al., 2010; Герке и др., 2013; Stadlbauer et al., 2013).

Традиционные стратегии управления температурой последующей обработки дизельного двигателя включают поздний впрыск топлива в цилиндр, дросселирование впускного воздушного клапана, дросселирование выхлопных газов (с использованием клапана или турбонагнетателя с изменяемой геометрией) и дозирование топлива катализатором окисления. Все эти стратегии, хотя и эффективны для ускоренного прогрева компонентов последующей обработки, также приводят к увеличению расхода топлива (Maiwald et al., 2010).

Деактивация цилиндров (CDA) обычно ассоциируется с улучшением топливной экономичности за счет сокращения работы насоса. В бензиновых двигателях CDA широко изучается для повышения эффективности использования топлива на низких скоростях и малых нагрузках за счет снижения потерь на дросселирование (Leone and Pozar, 2001; Falkowski et al., 2004). CDA в бензиновых двигателях также была реализована в серийных автомобилях - например, двигатели GM V-6 и V-8 используют CDA для повышения экономии топлива до 5% (McCarthy, 2016), в то время как Honda внедрила CDA в свои 3.5-литровый двигатель V6 для снижения расхода топлива на 7%.

CDA в дизельных двигателях также может улучшить расход топлива за счет снижения насосных потерь и повышения термической эффективности тормозов. Улучшение расхода топлива на 5–25% на дизельном двигателе было продемонстрировано путем внедрения CDA в установившемся режиме работы с низкой нагрузкой (Ramesh et al., 2017). Ding et al. (2015) экспериментально продемонстрировали, что CDA в сочетании с другими стратегиями VVA, включая позднее закрытие впускного клапана (LIVC) и внутреннюю систему рециркуляции отработавших газов (iEGR), при малонагруженных и нагруженных режимах холостого хода, позволяют улучшить компромисс между экономией топлива и регулированием температуры по сравнению с с обычными стратегиями терморегулирования.Было показано, что CDA приводит к температурам выхлопных газов, способным к пассивной регенерации DPF в условиях круиза по шоссе (Lu et al., 2015).

В данном документе CDA демонстрируется как конкурентная стратегия, направленная на одновременное снижение расхода топлива и поддержание температуры системы нейтрализации выхлопных газов за счет реализации в условиях холостого хода с нагрузкой и на соответствующих участках HD-FTP, где BMEP <3 бар, тем самым устанавливая CDA как эффективный метод улучшения компромисс между расходом топлива и выбросами NOx из выхлопной трубы.

2. Экспериментальная установка

Представленные здесь экспериментальные данные были получены на рядном шестицилиндровом дизельном двигателе Cummins, оборудованном электрогидравлической системой срабатывания регулируемого клапана (VVA). Динамометр переменного тока позволяет проводить испытания как в установившемся, так и в переходном режиме.

2.1. Конфигурация двигателя и приборы

Двигатель оснащен системой впрыска Common Rail, системой рециркуляции отработавших газов с охлаждением под высоким давлением (EGR) и турбонаддувом с изменяемой геометрией турбины (VGT).На рис. 1 представлена ​​схема вентиляционной системы двигателя.

Рисунок 1 . Схема системы вентиляции двигателя с указанием положения соответствующих исполнительных механизмов и датчиков.

Давление в цилиндрах измеряется для каждого из шести цилиндров с помощью датчиков давления Kistler 6067C и AVL QC34C через модуль AVL 621 Indicom. Поток свежего воздуха в двигатель измеряется с помощью элемента ламинарного потока. Расход топлива измеряется гравиметрически с помощью устройства Cybermetrix Cyrius Fuel Subsystem (CFS).Концентрации CO 2 на впуске и выпуске измеряются с помощью анализаторов Cambuation NDIR500, что позволяет рассчитать долю рециркуляции отработавших газов. Для измерения концентрации NOx используется быстрый анализатор Cambution fNOx400. Концентрации CO 2, и NOx также измеряются с помощью анализаторов California Analytical Instruments NDIR600 и HCLD600 соответственно. Несгоревшие углеводороды измеряются с помощью анализатора CAI HFID600.

Температура охлаждающей жидкости, масла и газа в различных точках измеряется с помощью термопар.Данные отслеживаются и регистрируются через интерфейс dSPACE. Модуль управления двигателем (ЕСМ) подключен к системе dSPACE через общий последовательный интерфейс (GSI), который позволяет от цикла к циклу контролировать и управлять заправкой и различными другими функциями двигателя.

2.2. Система срабатывания регулируемого клапана

Схема системы VVA показана на рисунке 2. Электрогидравлическая система регулируемого срабатывания клапана (VVA) обеспечивает гибкое, независимое от цилиндра, циклическое управление работой клапана.Каждая пара впускных и выпускных клапанов приводится в действие независимо. Обратная связь по положению для каждой пары клапанов измеряется с помощью линейного переменного дифференциального трансформатора (LVDT). В dSPACE реализован контроллер реального времени для управления срабатыванием клапана.

Рисунок 2 . Схема системы срабатывания регулируемого клапана.

Профили клапанов для активных цилиндров в этой работе сохраняются такими же, как профили стандартных клапанов, как показано на рисунке 3. CDA для трех цилиндров достигается за счет деактивации впрыска топлива и движения клапана для цилиндров 4, 5 и 6, как показано на рисунке 4.Заправка увеличена (почти вдвое) в трех активированных цилиндрах для поддержания тормозного момента.

Рисунок 3 . Профили впускного и выпускного клапана с обычным распредвалом.

Рисунок 4 . В отключенных цилиндрах нет впрыска топлива, и их клапаны закрыты во время CDA. Количество впрыскиваемого топлива увеличивается вдвое, чтобы активные цилиндры в CDA могли обеспечить требуемый тормозной момент.

2.3. Система дополнительной обработки

На рисунке 5 показана схема системы последующей обработки (A / T) в испытательной установке.Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) окисляет несгоревшие углеводороды и монооксид углерода с образованием диоксида углерода и воды. Дизельный сажевый фильтр (DPF) физически улавливает твердые частицы, а система избирательного каталитического восстановления (SCR) способствует реакции между впрыснутой мочевиной, оксидами азота (NOx) и другими частицами в выхлопных газах с образованием азота и воды (Koebel et al., 2000). Система SCR на экспериментальном стенде в настоящее время настроена для пассивной работы без введения мочевины.

Рисунок 5 . Система доочистки дизельного двигателя (A / T) состоит из отдельных модулей снижения выбросов, а также системы впрыска мочевины и необходимых приборов, таких как термопары и средства измерения выбросов. Обратите внимание, что SCR в испытательной установке в настоящее время используется в пассивном режиме без введения мочевины.

3. Анализ эффективности

Анализ эффективности цикла двигателя реализован, чтобы лучше понять влияние CDA и традиционных стратегий терморегулирования АКП.Эффективность открытого цикла (OCE) отражает эффективность процесса газообмена, эффективность замкнутого цикла (CCE) представляет собой эффективность сгорания, а механический КПД (ME) учитывает потери на трение и дополнительные потери (Stanton, 2013). Три показателя эффективности влияют на термический КПД тормозов (BTE), как показано в уравнении (1) (дополнительную информацию см. В Stanton et al. (2013)).

4. Последующая обработка (A / T) Управление температурным режимом Актуальность простоя во время HD-FTP

Раздел 1065.530 Свода федеральных нормативных актов EPA (Агентство по охране окружающей среды США, 2017 г.) определяет последовательность испытаний для цикла привода HD-FTP, включая цикл холодного запуска, выдержки и цикла горячего запуска, как показано на рисунке 6. Топливный цикл. потребление, совокупные NOx на выходе из двигателя и совокупные NOx в выхлопной трубе для последовательности испытаний рассчитываются путем взвешенного суммирования расхода топлива, совокупных NOx на выходе из двигателя и совокупных NOx в выхлопной трубе циклов холодного и горячего запуска.Холодный пуск имеет весовой коэффициент 1/7, а горячий пуск имеет весовой коэффициент 6/7 (Агентство по охране окружающей среды США, 2017).

Рисунок 6 . Профили скорости и крутящего момента для HD-FTP показывают, что почти 40% работы HD-FTP происходит в режиме ожидания. Затененные серые области выделяют участки холостого хода (800 об / мин / 1,3 бара), а соответствуют BMEP <3 бар, где потенциально может быть реализован CDA.

На рисунке 6 показано, что примерно 40% цикла HD-FTP проводится в режиме ожидания, здесь предполагается, что это 800 об / мин / 1.BMEP 3 бар, что соответствует обычному среднему диапазону применения. Следовательно, температура на выходе из двигателя и скорость потока выхлопных газов в этом состоянии оказывают значительное влияние на способность двигателя нагревать, поддерживать или охлаждать компоненты АКП до желаемых уровней.

В следующем разделе подробно рассматриваются расход топлива, температура на выходе из двигателя, расход выхлопных газов и выбросы в обычных шестицилиндровых и полумоторных рабочих режимах CDA во время установившегося холостого хода.Цель состоит в том, чтобы обеспечить сравнение характеристик управления температурным режимом АКП обычных шестицилиндровых двигателей и CDA половинного двигателя в условиях холостого хода.

5. Результаты - Рабочие стратегии 800 об / мин / 1,3 бар холостого хода для управления температурным режимом A / T: разогрев и поддержание тепла

Для повышения температуры компонентов АКП желательны как повышенные температуры на выходе из двигателя, так и повышенная скорость потока выхлопных газов. Температура на выходе из двигателя должна быть не менее 200 ° C для прогрева компонентов АКП до 200 ° C, при этом более высокий расход выхлопных газов (или температура на выходе из двигателя) ускоряет процесс прогрева.Как только компоненты АКП достигают желаемых температур, для поддержания этих температур требуется повышенная температура на выходе из двигателя; однако в повышенных расходах выхлопных газов больше нет необходимости. Более низкие скорости потока выхлопных газов предпочтительны для уменьшения эффекта охлаждения в случае, если температура на выходе из двигателя упадет ниже температуры достаточно прогретой системы АКП. В этом разделе особое внимание уделяется работе двигателя в установившемся режиме, тогда как сравнения во время переходной работы двигателя (в течение цикла движения HD-FTP) подробно описаны в следующем разделе.В этом разделе сравниваются вышеупомянутые воздействия температуры на выходе из двигателя и расхода выхлопных газов на прогрев / нагрев АКП для следующих четырех рабочих стратегий на установившемся холостом ходу (800 об / мин / 1,3 бар).

1. Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу - обычный режим работы шестицилиндрового двигателя с целью достижения наилучшего удельного расхода топлива на тормоз (BSFC). Эта стратегия реализует топливосберегающие профили впрыска с началом тепловыделения вблизи верхней мертвой точки и характеризуется низкой температурой на выходе из двигателя и расходом выхлопных газов, что несовместимо с прогревом АКП или работой в режиме поддержания тепла.Стратегия «Лучшая эффективность шестицилиндрового двигателя на холостом ходу» включена сюда в качестве основы для демонстрации увеличения расхода топлива, которое обычно требуется в обычных системах двигателя для повышения и поддержания желаемых температур АКП для текущего соответствия требованиям по выбросам выхлопных газов.

2. Шестицилиндровый прогрев АКП на холостом ходу - обычная работа шестицилиндрового двигателя с упором на повышение температуры АКП. Эта стратегия использует полностью закрытый VGT и четыре поздних впрыска (что приводит к неэффективному с точки зрения расхода топлива отложенному тепловыделению) для повышения температуры на выходе из двигателя и расхода выхлопных газов для ускоренного прогрева АКП, хотя и за счет повышенного расхода топлива. .

3. Шестицилиндровый двигатель АКП с подогревом на холостом ходу - обычный режим работы шестицилиндрового двигателя с упором на поддержание повышенных температур АКП при максимальной топливной экономичности. Подобно стратегии «прогрева АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу», эта стратегия реализует неэффективное по топливу отложенное тепловыделение для поддержания повышенных температур на выходе из двигателя для работы АКП в режиме ожидания и включает в основном закрытый VGT для улучшения топливная экономичность по сравнению со стратегией «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» за счет снижения насосных потерь.

4. CDA A / T с половинным двигателем, холостой ход с подогревом —Работа с трехцилиндровым двигателем позволяет поддерживать желаемую температуру A / T более экономичным способом, чем это возможно с помощью «6-цилиндрового A / T. теплый холостой ход ». Деактивация трех цилиндров уменьшает воздушный поток (но не ниже уровней, необходимых для полного сгорания с низким уровнем дыма), повышая температуру на выходе из двигателя (за счет снижения соотношения воздух-топливо) с меньшим расходом топлива (из-за меньшей работы насоса) . Эта стратегия предусматривает достаточно высокие температуры на выходе из двигателя и более низкий расход выхлопных газов, что помогает снизить скорость охлаждения прогретых компонентов АКП на более поздних этапах цикла движения.

Первые две стратегии соответствуют работе стандартного двигателя в тех случаях, когда система нейтрализации выхлопных газов: (i.) Уже полностью прогрета и (ii.) Требует терморегулирования, соответственно. Положение клапана рециркуляции отработавших газов и давление в рампе для последних двух стратегий были изменены, чтобы реализовать выбросы NOx из двигателя, несгоревшие углеводороды и твердые частицы в соответствии со стратегиями запаса. Общее количество топлива было изменено для достижения желаемого крутящего момента. Испытания проводились со строгим соблюдением механических ограничений, указанных в таблице 1.

Таблица 1 . Механические ограничения.

На рисунке 7 сравниваются профили закачки, используемые для каждой из описанных выше стратегий. Стратегия «Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» включает впрыск топлива и последующее тепловыделение около ВМТ (см. Рис. 7A), поскольку это соответствует низкому расходу топлива. Для достижения повышенных температур на выходе из двигателя в стратегиях «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «подогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» используются четыре отложенных впрыска и последующие отложенные тепловыделения (согласно рисункам 7B, C. ).Стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» обеспечивает желаемые повышенные температуры на выходе из двигателя (за счет более низкого соотношения воздух-топливо за счет уменьшения расхода воздуха) с двумя поздними впрысками (вместо четырех поздних впрысков) (см. Рисунок 7D). Обратите внимание, что это не самая экономичная стратегия для CDA с половинным двигателем в этой рабочей точке, и она все же более эффективна, чем наиболее эффективная стратегия работы с 6 цилиндрами.

Рисунок 7 . Экспериментальный ток топливной форсунки и тепловыделение для четырех стратегий при 800 об / мин / 1.3 бар. Стратегия (A) «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» имеет два ранних впрыска, в то время как стратегии, предполагающие работу с шестью цилиндрами в стратегии управления температурой (B, C) , имеют четыре поздних впрыска для получения повышенной температуры на выходе из турбины. Два отсроченных впрыска используются для стратегии (D) «Полудвигатель CDA A / T с подогревом на холостом ходу» для поддержания желаемых температур A / T с экономией топлива.

На рис. 8 показано, что стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» имеет самую высокую температуру на выходе из двигателя (260 ° C) и расход выхлопных газов, оба из которых являются предпочтительными для прогрева компонентов АКП - за счет высочайшего расхода топлива.Для сравнения, стратегия «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу» имеет более низкий расход топлива наряду с гораздо более низкой температурой на выходе из двигателя (146 ° C) и меньшим потоком выхлопных газов, что не соответствует требованиям ни для прогрева АКП, ни для Работа АКП в режиме подогрева. Это сравнение демонстрирует потери топлива, которые обычно требуются при работе обычного шестицилиндрового дизельного двигателя, чтобы соответствовать требованиям управления температурным режимом АКП.

Рисунок 8 . Экспериментальные результаты при 800 об / мин / 1.3 бара на холостом ходу. Стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» обеспечивает быстрый прогрев АКП за счет повышения температуры и расхода на выходе из двигателя, хотя и за счет увеличения расхода топлива. Стратегия «Половина двигателя CDA A / T остается прогретым на холостом ходу» обеспечивает экономичное поддержание температуры компонентов A / T за счет повышения температуры на выходе из двигателя, низкого расхода выхлопных газов и низкого расхода топлива.

После того, как компоненты АКП достигли желаемых температур (как будет показано ниже, примерно на 40% пути через HD-FTP), предпочтительнее использовать более экономичную стратегию работы с более низкой температурой на выходе из двигателя или скоростью потока выхлопных газов. Поддержание температуры АКП.Стратегия шестицилиндрового АКП на холостом ходу, показанная на Рисунке 8, является примером такой стратегии работы с 11% экономией топлива за счет снижения температуры на выходе из двигателя на 20 ° C. Обратите внимание, что эта стратегия по-прежнему имеет значительно более высокий расход топлива, чем стратегия «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу», поскольку она включает поздний впрыск и в основном закрытый VGT.

Рис. 8 демонстрирует, что CDA допускает температуру на выходе из двигателя выше 200 ° C и самый низкий расход выхлопных газов, при этом расход топлива на 40, 33 и 4% ниже, чем при «прогреве шестицилиндрового АКП». на холостом ходу », стратегии« Шестицилиндровый АКП с подогревом на холостом ходу »и« Шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу »соответственно.Таким образом, стратегия «полу-двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» является предпочтительной экономичной стратегией для поддержания A / T выше примерно 200 ° C. Уменьшение расхода выхлопных газов (за счет уменьшенного вытесненного объема) снижает скорость охлаждения компонентов АКП, в то время как температура АКП превышает 200 ° C. Другими словами, из четырех рабочих стратегий стратегия «Полудвигатель CDA A / T с подогревом на холостом ходу» является предпочтительной для экономичного поддержания повышенных температур компонентов A / T. Это будет продемонстрировано через HD-FTP в следующем разделе этой статьи.

На рисунке 9 для каждой из четырех стратегий холостого хода показано приблизительное значение относительной скорости теплопередачи от выхлопного газа двигателя к слоям катализатора системы АКП. Рассматривая слои катализатора DOC, DPF и SCR как одну сосредоточенную массу при мгновенной температуре T слой , скорость теплопередачи можно приблизительно оценить с помощью уравнения (2) (Ding et al., 2015).

Рисунок 9 . Расчетные нормализованные результаты теплопередачи для четырех стратегий при 800 об / мин / 1.3 бар. Прогрев катализатора происходит быстрее всего во время стратегии «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу». Как только температура катализатора достигает желаемой температуры (например, 300 ° C), предпочтительна стратегия «полу-двигателя CDA A / T в режиме холостого хода с подогревом», учитывая более низкий расход выхлопных газов и повышенную температуру на выходе из двигателя.

q = C × m⋅exh55 × (Texh − Tbed) (2)

m⋅exh - расход газа на выходе из двигателя, T exh - температура газа на выходе из двигателя и C - постоянная величина, которая зависит от геометрии и материала катализатора.

Эта простая модель дает приблизительную скорость теплопередачи от выхлопного газа к системе A / T для заданной эффективной температуры слоя как функцию экспериментально измеренных расхода и температуры на выходе из двигателя для каждой из четырех стратегий холостого хода. Положительная скорость теплопередачи соответствует разогреву катализатора, поскольку тепло передается от выхлопных газов к катализатору. Отрицательная скорость теплопередачи соответствует охлаждению катализатора, так как тепло передается от катализатора выхлопным газам.Нормализованная скорость теплопередачи остается положительной, пока температура слоя катализатора T слой ниже температуры газа на выходе из двигателя T exh и происходит прогрев катализатора. Нормализованная скорость теплопередачи отрицательна, когда T слой выше T exh и происходит охлаждение катализатора. Таким образом, «переход через нуль» на рисунке 9 для каждой из четырех стратегий соответствует T exh для соответствующей стратегии.Согласно уравнению (2), наклон нормализованных линий теплопередачи на рисунке 2 пропорционален m⋅exh55. Следовательно, наклон линии более крутой для более высокого расхода выхлопных газов. В результате и в соответствии с ожиданиями более высокая скорость потока выхлопных газов приводит к более высокой скорости прогрева, когда T слой ниже, чем T exh . Однако более высокий расход выхлопных газов соответствует более быстрому охлаждению катализатора, когда T слой выше, чем T exh .В результате на рис. 2 показано, что для температуры катализатора ниже примерно 200 ° C предпочтительна стратегия «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу». Однако для температур катализатора выше примерно 200 ° C предпочтительна стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу», поскольку она может охлаждать катализатор медленнее, чем другие стратегии, и одновременно потреблять меньше топлива.

Таким образом, рисунок 9 демонстрирует, что: (i) стратегия «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» предпочтительна для прогрева АКП и (б) «полу-двигатель CDA A / T остается. Стратегия «теплый холостой ход» предпочтительна для поддержания повышенных температур компонентов АКП.В следующем разделе мы продемонстрируем это с помощью экспериментальных результатов HD-FTP.

На рис. 10 показан результат анализа эффективности цикла для каждой из четырех стратегий. Основным фактором более высокого расхода топлива (т. Е. Более низкой термической эффективности тормозов (BTE)) для стратегий «прогрев шестицилиндрового АКП на холостом ходу» и «шестицилиндровый АКП на холостом ходу» является более низкий открытый цикл КПД за счет более высокого давления в выпускном коллекторе. Более высокое давление в выпускном коллекторе приводит к большим неэффективным с точки зрения расхода топлива контурам откачки (согласно Рисунку 11) и вызвано комбинацией отложенного тепловыделения (согласно Рисункам 7B, D) и полностью / в основном закрытыми положениями VGT, используемыми для этих стратегий.Более конкретно, задержанные тепловыделения увеличивают давление в выпускном коллекторе за счет повышения давления в цилиндре во время такта расширения и продувки. Полностью / в основном закрытый VGT увеличивает давление в выпускном коллекторе за счет ограничения потока между выпускным коллектором и выпускными объемами турбины. С другой стороны, стратегия «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» имеет меньший насосный контур и более высокую эффективность открытого цикла, чем даже стратегия «шестицилиндровый двигатель с максимальной эффективностью на холостом ходу».Это результат уменьшения воздушного потока в двигателе за счет меньшего смещенного объема, а также более раннего впрыска топлива и в основном открытого положения VGT.

Рисунок 10 . Эффективность экспериментального цикла для четырех стратегий при 800 об / мин / 1,3 бар. Основной причиной более высокого расхода топлива для стратегий «прогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» и «подогрев АКП с шестью цилиндрами на холостом ходу» является более низкая эффективность открытого цикла в результате отложенного впрыска топлива и полностью / в основном закрытые позиции по VGT.Расход топлива для стратегии «Половина двигателя CDA A / T с подогревом на холостом ходу» ниже, чем для стратегии «Лучшая эффективность шестицилиндрового двигателя на холостом ходу», в результате более высокой эффективности открытого цикла, которая выше из-за более низких насосных потерь через меньший смещенный объем при CDA.

Как использовать кривую производительности главного двигателя для экономичного расхода топлива на корабле?

После завершения строительства судна и перед передачей его владельцам проводятся ходовые испытания, чтобы проверить, может ли судно развивать скорость, гарантированную контрактом.Основная цель морских испытаний - определить скорость корабля с учетом числа оборотов в минуту и ​​мощности, производимой для него.

Помимо морских испытаний корпусной части корабля, также проходят испытания важные механизмы машинного отделения, такие как котлы, вспомогательные двигатели и главный двигатель. Машины имеют протокол испытаний, кроме данных морских испытаний, которые проводятся на заводе-изготовителе и называются данными испытательного стенда. Наличие главного двигателя, генераторов, моторов, насосов и т. Д. Является нормальным явлением.имея эти данные испытательного стенда.

Эти данные, относящиеся к ходовым испытаниям / испытаниям оборудования, заводским испытаниям / испытаниям на испытательном стенде, и полученные кривые рабочих характеристик позволяют главному механику управлять судном безопасно и экономично.

По чартеру в том числе фиксируются скорость и расход топлива. Право на ошибку невелико, и если скорости не хватает, то требуется скорость; кроме того, если есть перерасход для поддержания скорости, то также есть претензия на топливо.

Кредиты: man.eu

Главный двигатель должен работать удовлетворительно и выдавать номинальную мощность при номинальных оборотах в узких, но допустимых пределах температуры и давления и с правильным удельным расходом топлива.

В дополнение ко всему этому расход смазочного масла и масла в цилиндрах должен быть сведен к минимуму, чтобы владельцы были довольны, а техническое обслуживание двигателя должно быть своевременным, чтобы двигатель соответствовал характеристикам двигателя, приведенным в заводских испытаниях.

ХАРАКТЕРИСТИКИ

Во время испытательного стенда или заводских испытаний строятся графики рабочих характеристик двигателя.Кривые производительности - это графики различных параметров по оси x, отложенные по оси y в зависимости от мощности двигателя или нагрузки. Эти различные построенные кривые выглядят следующим образом:

  • Обороты двигателя в зависимости от нагрузки : Эта кривая помогает определить, перегружен ли главный двигатель или нет. Более высокая мощность, генерируемая при более низких оборотах, указывает на перегрузку основного двигателя.
  • Среднее эффективное давление в зависимости от нагрузки : Среднее эффективное давление используется для расчета мощности в лошадиных силах, поэтому эти два значения должны быть взаимосвязаны.В противном случае может быть какая-то ошибка в расчетах или приборах.
  • Максимальное давление в зависимости от нагрузки : Эта кривая помогает узнать состояние оборудования для впрыска топлива, время впрыска, степень сжатия в цилиндре и т. Д.
  • Зависимость давления сжатия от нагрузки : Эта кривая показывает состояние деталей, поддерживающих сжатие, таких как поршень, поршневые кольца и выпускные клапаны.
  • Давление продувочного воздуха в зависимости от нагрузки : Указывает на состояние турбокомпрессора и связанного с ним оборудования.
  • Температура выхлопных газов в ресивере в зависимости от нагрузки : Указывает энтальпию выхлопных газов перед входом в турбокомпрессор. Это значение по сравнению со значением после турбонагнетателя дает падение температуры в турбонагнетателе, является показателем эффективности турбонагнетателя.
  • Температура выхлопных газов после выпускного клапана в зависимости от нагрузки : Эта кривая проливает свет на процессы сгорания, впрыска топлива, синхронизации и сжатия и т. Д. Более высокая температура может быть вызвана последующим сгоранием.
  • Температура выхлопных газов после турбокомпрессора в зависимости от нагрузки : Эта кривая очень полезна, поскольку она показывает энтальпию, захваченную турбокомпрессором из выхлопных газов и, следовательно, ее состояние. Если температура ресивера находится в пределах диапазона, но температура на выходе выше, это может указывать на загрязнение турбокомпрессора и, следовательно, на связанное с этим более низкое давление продувочного воздуха и высокую температуру выхлопных газов.
  • Коэффициент общего избытка воздуха в зависимости от нагрузки : Эта кривая почти не используется судовым персоналом и полезна для инженеров-проектировщиков.Эта кривая проливает свет на продувку, мощность и состояние турбокомпрессора. Он показывает, что с увеличением мощности избыток воздуха уменьшается из-за потребления.
  • Удельный расход топлива в зависимости от нагрузки: Эта кривая помогает проверить, правильно ли двигатель потребляет топливо в соответствии с нагрузкой.

Могут быть и другие параметры, указанные производителем. Типичная кривая характеристик тихоходного двухтактного судового дизельного двигателя приведена ниже.

Экономный расход топлива

Главный двигатель будет работать экономично, если двигатель находится в хорошем состоянии и работает с номинальным экономическим режимом, при котором удельный расход топлива является наименьшим. Считается, что двигатель работает хорошо или в хорошем состоянии, если он может безопасно работать при номинальных оборотах и ​​номинальной нагрузке. Например, если двигатель имеет номинальную мощность в непрерывном режиме 15000 л.с. при 104 об / мин, но не может достичь номинальных оборотов и преждевременно развивает 15000 л.с. при 98 об / мин, происходит потеря скорости корабля и последующее требование скорости.Это также говорит о том, что возникла проблема, корабль не может развивать скорость, он перерасходовал топливо и что двигатель перегружен. Это указывает на засорение корпуса, поврежденный гребной винт или неисправный первичный двигатель и т. Д.

В таких случаях тщательное изучение данных морских испытаний, данных испытаний моторных мастерских и рабочих характеристик поможет определить причину проблемы.

Для поиска неисправностей сначала необходимо проверить работу главного двигателя в хорошую погоду, когда нагрузка на двигатель стабильна.Главный двигатель должен работать на номинальную мощность. После этого найденные данные должны быть наложены на кривые производительности.

После наложения измеренных параметров на кривые производительности, мы узнаем, являются ли параметры нормальными или ненормальными. Полное изучение параметров помогает нам определить проблему. Пример данных о производительности, наложенных на кривую производительности, приведен ниже.

Из вышеприведенной диаграммы предполагаются следующие точки:

  • При 75% MCR достигнутая частота вращения ниже, чем при морских испытаниях.
  • Среднее максимальное давление в баллоне P max ниже, чем при морских испытаниях.
  • Давление сжатия P comp почти такое же, как при морских испытаниях, подтверждающих, что ходовая часть, такая как поршень, поршневые кольца и выпускные клапаны, в порядке.
  • Давление продувки почти нормальное, что свидетельствует о том, что турбокомпрессор находится в удовлетворительном состоянии, а энтальпия выхлопных газов выше нормы для этой частоты вращения.
  • Все температуры выхлопных газов увеличены, что указывает на ненормальное сгорание после сжигания или изменения времени.Это также может указывать на неисправность оборудования для впрыска топлива.

Приведенный выше пример поможет понять использование кривых производительности для судового механика. После того, как характеристики основного двигателя будут измерены и нанесены на кривые исходных характеристик на основе данных морских испытаний, проблема может быть обнаружена и SFOC восстановлен до нормальных значений. Таким образом, на любом этапе жизненного цикла корабля мы можем понять, почему он не работает, на основе построения его параметров на кривых производительности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *


Параметр редукции Тип редукции Атрибут Методы Технологии

Снижение расхода топлива Важность снижения расхода топлива для экологичного вождения Транспортные средства Повышение топливной экономичности транспортного средства за счет улучшения механических свойств Улучшение механических свойств
Дороги Улучшение автострад Улучшение гражданской собственности
Снижение расхода топлива за счет интеллектуального вождения Экологичное поведение при вождении Поддержание оптимального давления в шинах
Отрегулируйте технику привода
Поддержите поездку
Избавьтесь от веса и уменьшите сопротивление
Избегайте ненужного холостого хода
Используйте новейшие технологии Автомобиль
Транспортный поток Интеллектуальное управление автомагистралями Переулок
Электронный сбор платы за проезд
Трафик Контроль светофора
Устранение узких мест Электронная система взимания платы за проезд

Кратчайшее расстояние Снижение трафика с помощью навигации Повышение эффективности перевозок, увеличение количества автомобилей
Другой эффективный фактор для транспорта Мультимодальность Общественный транспорт
Снижение трафика за счет сокращения транспорта Минимизация транспорта Управление спросом ent Стоимость проезда
Стратегии парковки
Нет транспорта Связь VANET
Планирование города Компактный город