Понимание производительности дизельного двигателя: объяснение ключевых показателей

Фактически, дизельные двигатели очень важны для работы многих отраслей промышленности, включая транспорт, энергетику и горнодобывающую промышленность, а также сельское хозяйство. У двигателей есть свои собственные способы оценки того, хорошо ли они преобразуют энергию в мощность, поскольку эффективность работы двигателя напрямую связана с его эффективностью и выходной мощностью. Сегодня мы более подробно рассмотрим пять основных показателей производительности дизельных двигателей, которые помогают понять и оценить, как они работают: удельный расход топлива на тормозах, крутящий момент и мощность, степень сжатия, температуру выхлопных газов и соотношение воздух-топливо.

Анализ удельного расхода топлива тормозами

Удельный расход топлива для тормозов (BSFC): показатель того, насколько эффективно двигатель использует топливо. Он количественно определяет потребность в топливе для мощности. Меньшие числа BSFC указывают на большую эффективность, поскольку для достижения одинаковой прочности требуется меньше энергии.

Поскольку дизельные двигатели часто используются в коммерческих целях, где расход топлива требует значительных затрат, высокая топливная эффективность имеет важное значение. Улучшая BSFC двигателя, можно снизить расход топлива и эксплуатационные расходы, а также сократить выбросы. В результате производители и операторы дизельных двигателей часто корректируют конструкцию конкретного двигателя или его работу, стремясь максимизировать топливную экономичность.

Выяснение взаимозависимости крутящего момента и мощности

И крутящий момент, и мощность — это показатели производительности дизельных двигателей, но их легко спутать. Крутящий момент — это сила, которая приводит в движение вращательное движение, а мощность в лошадиных силах показывает, насколько быстро можно выполнить работу с течением времени. Мощность рассчитывается как произведение оборотов двигателя и крутящего момента.

Когда дело доходит до производительности дизельного двигателя, главное — крутящий момент, который меняет такие вещи, как буксировочная и грузоподъемность, а также ускорение. Дизельные двигатели выдают больший крутящий момент, чем бензиновые, что делает их идеальными для использования там, где требуется много поворотов, например, для привода крупного промышленного оборудования и сельскохозяйственных машин... и тяжелых грузовиков. С другой стороны, приложения с высокой мощностью включают спортивные автомобили и гоночные автомобили, где мощность более важна.

Степень сжатия – объяснение

Степень сжатия — это объем камеры сгорания при максимальной производительности (точка А на изображении выше) по сравнению со всеми клапанами, полностью закрытыми и одним поршнем, сжатым в ВМТ, объем которого будет равен (B). Это соотношение оказывает большое влияние на эффективность и выходную мощность дизельных двигателей. При более высоком сжатии в камеру сжимается большее количество воздуха и топлива, что может привести к увеличению температуры - следовательно, давления в системе сгорания, что позволит достичь большего количества миль на галлон, а также производить больше мощности.

Чтобы улучшить экономию топлива и уровень выбросов, многие производители дизельных двигателей разрабатывают более высокие, чем обычно, степени сжатия. Но повышенные температура и давление сгорания могут оказаться палкой о двух концах, поскольку увеличение степени местного сжатия часто связано с детонацией, с одной стороны, или преждевременным зажиганием, с другой. Поэтому дизельные двигатели оснащены другими технологиями, такими как турбокомпрессоры и промежуточные охладители, для контроля сгорания, чтобы не повредить двигатель из-за избыточного давления.

Мониторинг производительности, проверка температуры выхлопных газов.

EGT или Температура выхлопных газов — это температура выхлопных газов после выхода из двигателя. Мониторинг EGT Мониторинг EGT является частью набора инструментов, которые необходимы для понимания того, что наши двигатели делают в данный момент, и предоставляют важную информацию, помогающую оценить производительность, а также диагностировать распространенные проблемы с двигателем. Увеличение EGT может означать, что эффективность сгорания плохая, тогда как снижение может быть связано с такими вещами, как засорение топливных форсунок или воздушных фильтров, влияющими на общую способность качественно выполнять работу на впуске для улучшения топливно-воздушной смеси и т. д.

Измерение EGT также используется для предотвращения опасного для двигателя перегрева. В дизельных двигателях и других сложных приложениях (например, в электроэнергетике, судоходстве) датчики EGT часто используются для контроля работы двигателя, чтобы предотвратить выход из строя важных компонентов и перегрев, который в конечном итоге может привести к повреждению детали.

Как соотношение воздух-топливо влияет на производительность дизельного двигателя

Соотношение воздух-топливо (AFR) — это масса воздуха, поступающего в цилиндр, по сравнению с фиксированным количеством топлива, подаваемого в эту камеру. AFR имеет важное значение для производительности дизельного двигателя, которое влияет на другие характеристики двигателей, такие как эффективность, выбросы и выходная мощность. Достижение идеального AFR сообщает вашему двигателю, когда он может сжигать топливо наиболее эффективно, что, в свою очередь, снижает выбросы.

Всегда находясь на переднем крае, производители двигателей стараются максимизировать AFR для своих конкретных применений посредством творческих конструкций и эксплуатации. Они включают в себя новейшие технологии, такие как электронный впрыск топлива, рециркуляция выхлопных газов и избирательное каталитическое восстановление для управления AFR, максимизации эффективности сгорания / контроля выбросов несколькими способами / и обеспечения максимальной производительности двигателя.

По сути, понимание показателей производительности дизельных двигателей означает, что вы можете поддерживать эффективность и надежность работы ваших дизельных двигателей. Понимание основных понятий, таких как удельный расход топлива тормозной системы, крутящий момент и мощность, степень сжатия, температура выхлопных газов (EGT), соотношение воздух-топливо, имеет решающее значение для производителей дизельных двигателей, связанных с оптимизацией конструкции, в то время как операторы заинтересованы в улучшении производительности или сокращение затрат.