Температура горения газа и бензина в двигателе: Что прогорает в двигателе автомобиля работающего на газу

Как влияет ГБО на двигатель [ОТВЕТ]

На эту тему написано очень много статей, которые описывают этот вопрос как с положительной, так и с отрицательной стороны. Отрицательное влияние ГБО на двигатель возможно, но только при несоблюдении основополагающих правил установки и использования ГБО (об этом чуть позже).

Итак, для начала определим, что в качестве газового топлива для автомобиля подходят два вида газа: пропан-бутан (СНГ) и метан (СПГ). Пропан-бутан – это сжиженный нефтяной газ, он очень схож по своим свойствам с бензином, поэтому он широко распространен на территории РФ и является основной альтернативой бензину. Именно про пропан-бутан и пойдет речь в этой статье.

Так как речь идет конкретно о влиянии газа на двигатель, не будем обсуждать общие плюсы и минусы автомобиля с ГБО, а разберем узконаправленный вопрос. Существуют мнение о вреде газового топлива на ДВС и наоборот – мнение о том, что ресурс двигателя увеличивается. Итак, предстоит немного внести ясность в столь противоречивые взгляды.

Начнем с явных плюсов. Благодаря высокому октановому числу, газ в двигателе горит гораздо «мягче» бензина, тем самым оказывает меньшую ударную нагрузку на цилиндропоршневую группу и уменьшат её износ на 30-40 %. Газ попадает в двигатель в парообразном состоянии, что улучшает его смешивание с воздухом. Далее происходит более равномерное наполнение камеры сгорания и увеличивается эффективность горения. Также газ благоприятно влияет на моторное масло, которое играет большую роль в сроке службы двигателя. Во-первых, газ, попадая в камеру сгорания, не смывает маслянистую пленку со стенок цилиндра. Благодаря этому улучшается качество смазки деталей. Во-вторых, из-за отсутствия серы в составе газа значительно меньше нагружается (загрязняется) моторное масло, следовательно, оно дольше сохраняет свои чистящие и смазывающие свойства.

Теперь минусы. Основными аргументами противников ГБО являются утверждения, что двигатель создан для работы на бензине, что газ сушит двигатель и неизбежен прогар клапанов.

Газ хоть и сильно похож на бензин по своим свойствам, но все же есть отличия. Во-первых, являясь чистым топливом, газ в своем составе не содержит побочных маслянистых примесей, которые создают дополнительную пленку между седлом клапана и самим клапаном. Действительно, это свойство газа ухудшает тепловой контакт клапана с седлом головы двигателя, чем затрудняет  охлаждения клапана и, видимо, именно этот эффект имеют ввиду, когда употребляют выражение «газ сушит», так как топливо (ни бензин, ни газ) не участвует в прямом процессе смазки ни резинотехнических изделий, ни механических элементов двигателя.

Во-вторых, сам процесс горения газа отличен от горения бензина. Самые главные для нас отличия это температура горения и скорость горения. Газ, благодаря высокому октановому числу, горит медленнее бензина и с большей температурой.

Теперь давайте разберемся, как это отражается на работе двигателя и его ресурсе.

Температура отработанных газов на бензине в среднем составляет 500ºС. При правильной работе двигателя на газе температура выпуска повышается на 40-50ºС, т.е. всего на 8-10 %. Эти температурные изменения несущественны, так как температурный запас прочности у цилиндропоршневой группы гораздо выше. Этот эффект нанести вред двигателю и его ресурсу не может. А вот «мягкое» и «протяженное» горение не очень хорошо сказывается на выпускных клапанах при оборотах двигателя свыше 4500 об/мин. Это обусловлено тем, что при высокой скорости вращения двигателя горение должно происходить моментально, иначе в момент выпуска отработанных газов рабочая смесь будет догорать и перегревать выпускные клапана. Такой же эффект будет и при обеднении смеси. Именно поэтому на системах ГБО первого и второго поколения не рекомендовалось развивать обороты свыше 4000-4500 об/мин. Такой же эффект неизбежен и при неправильной настройке газовой системы, а точнее при обеднении смеси. Обедненная смесь характеризуется плохим воспламенением и долгим горением. Получить обедненную смесь можно неправильной регулировкой или малой производительностью газовой системы на высоких оборотах.

Но все эти проблемы были решены с появлением систем четвертого поколения. Системы четвертого поколения отличаются тем, что полностью повторяют бензиновую систему и имеют возможность точнейшей регулировки подачи газа на всех режимах работы двигателя. Также в современных системах создана функция сохранения клапанов от перегрева на высоких нагрузках. Эта функция улучшает процесс горения и заключается в добавлении бензина при больших нагрузках на двигатель. Газовый блок управления при оборотах двигателя свыше 4000 об/мин начинает добавлять бензин, а на оборотах свыше 5000 об/мин автоматически переводит двигатель на бензин с последующим возвратом на газ.

Итак, можно подвести итог. Газ и бензин, безусловно, – это разное топливо, но у каждого есть свои преимущества и недостатки. На главный вопрос «Как влияет ГБО на двигатель?», взвесив все факты, отвечаем: при правильном выборе газового оборудования, грамотной установке и своевременном обслуживании системы, ресурс работы двигателя на газе, может, и не увеличивается, но уж точно не уменьшается. При этом параметры двигателя, работающего на газе, никак не отличаются от его параметров на бензине.

Но все это так только при соблюдении трех основных правил!

1. Правильный подбор компонентов газовой системы под конкретный автомобиль и условия эксплуатации;
2. Грамотная установка с соблюдением правил технического регламента;
3. Полная настройка системы, в том числе настрой в движении.

Поэтому очень важно обратиться к профессионалам, которые имеют достаточный опыт в установке газового оборудования на автомобили и несущих ответственность за свою работу.

ГБО и ресурс двигателя — М-Газ

СЛОЖНОСТИ – МНИМЫЕ И РЕАЛЬНЫЕ.

Чтобы у Вас не сложилось ощущение, что установка и эксплуатация ГБО – дело совсем простое, давайте рассмотрим неприятные моменты, о которых избегают говорить установщики.

Вы наверняка могли слышать отзывы о том, как негативно газ может влиять на двигатель. И безусловно эти отзывы вносят некоторые сомнения при принятии решения по установки ГБО на свой автомобиль.

Рассмотрим подробно самые распространенные из них:

1) Повышенная относительно бензина температура горения газа. Как показывают наши эксперементы это не так. Температура выхлопных газов при горении газа и бензина различается на 10-50 градусов, при чем на газе меньше. Проблема кроется в другом. При неправильной пропорции топлива и воздуха, их смесь горит дольше.

И догорает уже при открытых выпускных клапанах. Это и есть причина повышенной тепловой нагрузки на клапана. Поэтому очень важно чтобы топливовоздушная смесь во всем диапозоне работы двигателя была правильная. Это можно обеспечить при условии выполнения трех условий:

a) Правильно подобранное оборудование. Редуктор, который может удовлетворить потребность мотора в топливе, при максимальной нагрузке. Форсунки, которые точно дозируют смесь и имеют низкий коэффициент температурной зависимости, электронный блок управления, который позволяет точно настроить состав смеси во всем диапазоне работы мотора.  .

b) Качественный монтаж ГБО. Очень важно чтобы установка дополнительной топливной системы была качественно произведена грамотными и хорошо обученными специалистами.  

c) Грамотная настройка ГБО. Качественно настроить ГБО, особенно на современных автомобилях, возможно только при наличии современного комплекса диагностического оборудования, значительного багажа знаний не только по системам ГБО но по устройству двигателей, системам управления двигателями. Мы   прошли соответствующее обучение непосредственно у производителей гбо. Также у нас есть современный диагностический комплекс, включающий различные сканеры, мотор-тестеры, осциллографы и т. д. Это оборудование, наш опыт и знание позволяют нам решить любую проблему с гбо.

2) Повышенный расход газа сводит на нет всю экономию. При исправном двигателе и выполнении всех выше перечисленных условий расход газа относительно бензина будет выше на 15 процентов (если считать по объему, т.к. если считать по массе, то расход на газе меньше чем на бензине).

3) Неизбежно также уменьшение полезного объёма багажника автомобиля, вызванного установкой баллона. К счастью, современная промышленность предлагает такое разнообразие решений, что все неудобства можно легко свести к минимуму. Этому вопросу мы посвятили отдельный раздел – Куда деть запаску?

При условии правильно подобранного оборудования, качественного монтажа и грамотной настройки ГБО никаких проблем с эксплуатацией ГБО у Вас не возникнет. Поставив ГБО в нашей компании, Вы можете быть уверенны в безотказности своего автомобиля.

Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. (Конференция)

Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с помощью двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. (Конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Аннотация не предоставлена.

Авторов:

Генц, Джеральд Рэймонд; Дек, Джон Э .; Лопес Пинтор, Дарио; Дернотт, Джереми; Цзи, Чуншэн

Дата публикации:

01.11.2018

Исследовательская организация:

Национальная лаборатория Сандия. (SNL-CA), Ливермор, Калифорния (США)

Организация-спонсор:

Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США, Управление устойчивого транспорта. Офис автомобильных технологий

Идентификатор ОСТИ:

1576883

Номер(а) отчета:

SAND2018-13356C
Идентификатор журнала: ISSN 0148—7191; 670511

Номер контракта с Министерством энергетики:  

АК04-94АЛ85000

Тип ресурса:

Конференция

Отношение ресурсов:

Том журнала: 1; Конференция: предложена для презентации на Всемирном конгрессе и выставке SAE 2019, которые состоятся 9-11 апреля 2019 года в Детройте, штат Мичиган, США.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Генц, Джеральд Рэймонд, Дек, Джон Э. , Лопес Пинтор, Дарио, Дернотт, Джереми и Цзи, Чуншэн. Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. . США: Н. П., 2018. Веб. дои: 10.4271/2019-01-1156.

Копировать в буфер обмена

Генц, Джеральд Рэймонд, Дек, Джон Э., Лопес Пинтор, Дарио, Дернотт, Джереми и Джи, Чуншэн. Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями. . Соединенные Штаты. https://doi.org/10.4271/2019-01-1156

Копировать в буфер обмена

Генц, Джеральд Рэймонд, Дек, Джон Э., Лопес Пинтор, Дарио, Дернотт, Джереми и Цзи, Чуншэн. 2018. «Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями». Соединенные Штаты. https://doi.org/10.4271/2019-01-1156. https://www.osti.gov/servlets/purl/1576883.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_1576883,
title = {Управление синхронизацией сгорания низкотемпературных бензиновых двигателей внутреннего сгорания (LTGC) с использованием двойного прямого впрыска для управления кинетическими скоростями.},
автор = {Гентц, Джеральд Рэймонд и Дек, Джон Э. и Лопес Пинтор, Дарио и Дернотт, Джереми и Джи, Чуншэн},
abstractNote = {Аннотация не предоставлена.},
дои = {10,4271/2019-01-1156},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/1576883}, журнал = {},
ISSN = {0148--7191},
число = ,
объем = 1,
место = {США},
год = {2018},
месяц = ​​{11}
}

Копировать в буфер обмена

---

Просмотр конференции (14,22 МБ)

https://doi. org/10.4271/2019-01-1156

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см. в разделе «Доступность документа». Постоянные посетители библиотек могут искать в WorldCat библиотеки, в которых проводится эта конференция.

---

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

• Аналогичные записи

Двигатель внутреннего сгорания — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Двигатели внутреннего сгорания (ДВС) являются наиболее распространенной формой тепловых двигателей, поскольку они используются в транспортных средствах, лодках, кораблях, самолетах и ​​поездах. Они названы так потому, что топливо воспламеняется, чтобы совершать работу внутри двигателя. ^[1] Та же топливно-воздушная смесь затем выбрасывается в виде выхлопных газов. Это можно сделать с помощью поршня (так называемый поршневой двигатель) или с помощью турбины.

Закон идеального газа

Тепловые двигатели внутреннего сгорания можно понять, если хорошенько подумать о законе идеального газа: [math]pV=nRT[/math]. Повышение температуры газа увеличивает давление, которое заставляет газ расширяться. ^[1] Двигатель внутреннего сгорания имеет камеру, в которую добавлено топливо, воспламеняющееся для повышения температуры газа.

Когда в систему добавляется тепло, газ внутри расширяется. В поршневом двигателе это заставляет поршень подниматься (см. рис. 2). Прикрепив поршень к коленчатому валу, двигатель может преобразовать часть подводимой к системе энергии в полезную работу. ^[2] Для сжатия поршня в двигателе прерывистого внутреннего сгорания двигатель выпускает газ. Затем используется радиатор, чтобы система работала при постоянной температуре. Газовая турбина, в которой используется непрерывное сгорание, просто выбрасывает свой газ непрерывно, а не в цикле. По аналогичному принципу работают тепловые двигатели с газовыми турбинами, горячий воздух нагнетается в камеру турбины, вращая турбину (рис. 1).

Поршни и турбины

Рис. 1. Схема газотурбинного двигателя. ^[3]

Двигатель, в котором используется поршень , называется двигателем внутреннего сгорания периодического действия , тогда как двигатель, использующий турбину , называется двигателем внутреннего сгорания непрерывного действия . Разница в механике очевидна из-за названий, но разница в использовании менее очевидна.

Поршневой двигатель чрезвычайно отзывчив по сравнению с турбиной, а также более экономичен при низкой мощности. Это делает их идеальными для использования в транспортных средствах, поскольку они также быстрее запускаются. И наоборот, турбина имеет более высокое отношение мощности к массе по сравнению с поршневым двигателем, а ее конструкция более надежна для обеспечения постоянной высокой производительности. Турбина также работает лучше, чем безнаддувный поршневой двигатель на больших высотах и ​​при низких температурах. Легкая конструкция, надежность и способность работать на большой высоте делают турбины предпочтительным двигателем для самолетов. Турбины также широко используются на электростанциях для производства электроэнергии.

Четырехтактный двигатель

на главную

Рисунок 2. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. 1: впрыск топлива, 2: зажигание, 3: расширение (работа выполнена), 4: выпуск. ^[4]

Хотя существует множество типов двигателей внутреннего сгорания, четырехтактный поршневой двигатель (рис. 2) является одним из наиболее распространенных. Он используется в различных автомобилях (которые специально используют бензин в качестве топлива), таких как легковые автомобили, грузовики и некоторые мотоциклы. Четырехтактный двигатель обеспечивает один рабочий ход за каждые два цикла поршня. Справа есть анимация четырехтактного двигателя и дальнейшее объяснение процесса ниже.

1. Топливо впрыскивается в камеру.
2. Топливо воспламеняется (в дизельном двигателе это происходит иначе, чем в бензиновом двигателе).
3. Этот огонь толкает поршень, что является полезным движением.
4. Химические отходы, по объему (или массе) это в основном водяной пар и двуокись углерода. Там могут быть загрязняющие вещества, а также угарный газ от неполного сгорания.

Двухтактный двигатель

главная страница

Рисунок 3. Двухтактный двигатель внутреннего сгорания ^[5]

Как следует из названия, для выработки мощности системе требуется только два движения поршня. Основным отличительным фактором, который позволяет двухтактному двигателю работать только с двумя движениями поршня, является то, что выпуск и впуск газа происходят одновременно, ^[6] , как показано на рисунке 3. Сам поршень используется как клапан система вместе с коленчатым валом для направления потока газов. Кроме того, из-за частого контакта с движущимися компонентами топливо смешивается с маслом для добавления смазки, что обеспечивает более плавный ход. В целом двухтактный двигатель содержит два процесса:

1. Топливно-воздушная смесь добавляется и поршень движется вверх (компрессия). Впускное отверстие открывается из-за положения поршня, и топливно-воздушная смесь поступает в приемную камеру. Свеча зажигания воспламеняет сжатое топливо и начинает рабочий ход.
2. Нагретый газ оказывает высокое давление на поршень, поршень движется вниз (расширение), отработанное тепло отводится.

Роторный двигатель Ванкеля

главная страница

Рисунок 4. Цикл роторного двигателя. Он всасывает воздух/топливо, сжимает его, воспламеняется, выполняя полезную работу, а затем выпускает газ. ^[7]

В двигателе этого типа имеется ротор (внутренний круг обозначен буквой «B» на рис. 4), который находится в корпусе овальной формы. Он выполняет обычные этапы четырехтактного цикла (впуск, сжатие, воспламенение, выпуск), однако эти этапы происходят 3 раза за один оборот ротора — создавая три рабочих такта за оборот .

Для дополнительной информации

• Роторный двигатель
• Двухтактный двигатель
• Четырехтактный двигатель
• Закон идеального газа
• Или просмотрите случайную страницу

Ссылки

1. ↑ ^{1.0 1.1} Р. Д. Найт, «Тепловые двигатели и холодильники» в Physics for Scientists and Engineers: A Strategic Approach, 3nd ed. Сан-Франциско, США: Пирсон Аддисон-Уэсли, 2008 г., глава 19, раздел 2, стр. 530.
2. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Клейнбах, «Тепло и работа», в Energy: its Use and the Environment , 5th ed. Торонто, Онтарио.