Устройство газораспределительного механизма двигателя: Устройство газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания: назначение, принцип работы

Газораспределительный механизм. Назначение и устройство ГРМ

Газораспределительный механизм (ГРМ) предназначен для впрыска топлива и выпуска отработанных газов в двигателях внутреннего сгорания. Сам механизм газораспределения делится на нижнеклапанный, когда распределительный вал находится в блоке цилиндров, и верхнеклапанный. Верхнеклапанный механизм подразумевает нахождение распредвала в головке блока цилиндров (ГБЦ). Существуют и альтернативные механизмы газораспределения, такие как гильзовая система ГРМ, десмодромная система и механизм с изменяемыми фазами.

Для двухтактных двигателей механизм газораспределения осуществляется при помощи впускных и выпускных окон в цилиндре. Для четырехтактных двигателей самая распространенная система верхнеклапанная, о ней и пойдет речь ниже.

 

Устройство ГРМ

В верхней части блока цилиндров находится ГБЦ (головка блока цилиндров) с расположенными на ней распределительным валом, клапанами, толкателями или коромыслами.

Шкив привода распредвала вынесен за пределы головки блока цилиндров. Для исключения протекания моторного масла из-под клапанной крышки, на шейку распредвала устанавливается сальник. Сама клапанная крышка устанавливается на масло- бензо- стойкую прокладку. Ремень ГРМ или цепь одевается на шкив распредвала и приводится в действие шестерней коленчатого вала. Для натяжения ремня используются натяжные ролики, для цепи натяжные «башмаки». Обычно ремнем ГРМ приводится в действие помпа водяной системы охлаждения, промежуточный вал для системы зажигания и привод насоса высокого давления ТНВД (для дизельных вариантов).

С противоположной стороны распределительного вала посредством прямой передачи или при помощи ремня, могут приводиться в действие вакуумный усилитель, гидроусилитель руля или автомобильный генератор.

Распредвал представляет собой ось с проточенными на ней кулачками. Кулачки расположены по валу так, что в процессе вращения, соприкасаясь с толкателями клапанов, нажимают на них точно в соответствии с рабочими тактами двигателя.

Существуют двигатели и с двумя распредвалами (DOHC) и большим числом клапанов. Как и в первом случае, шкивы приводятся в действие одним ремнем ГРМ и цепью. Каждый распредвал закрывает один тип клапанов впускных или выпускных.

Клапан нажимается коромыслом (ранние версии двигателей) или толкателем. Различают два вида толкателей. Первый – толкатели, где зазор регулируется калибровочными шайбами, второй – гидротолкатели. Гидротолкатель смягчает удар по клапану благодаря маслу, которое находится в нем. Регулировка зазора между кулачком и верхней частью толкателя не требуется.

 

Принцип работы ГРМ

Весь процесс газораспределения сводится к синхронному вращению коленчатого вала и распределительного вала. А так же открыванию впускных и выпускных клапанов в определенном месте положения поршней.

Для точного расположения распредвала относительно коленвала используются установочные метки. Перед надеванием ремня газораспределительного механизма совмещаются и фиксируются метки. Затем надевается ремень, «освобождаются» шкивы, после чего ремень натягивается натяжным(и) роликами.

При открывании клапана коромыслом происходит следующее: распредвал кулачком «наезжает» на коромысло, которое нажимает на клапан, после прохождения кулачка, клапан под действием пружины закрывается. Клапаны в этом случае располагаются v-образно.

Если в двигателе применены толкатели, то распредвал находится непосредственно над толкателями, при вращении, нажимая своими кулачками на них. Преимущество такого ГРМ малые шумы, небольшая цена, ремонтопригодность.

В цепном двигателе весь процесс газораспределения тот же, только при сборке механизма, цепь надевается на вал совместно со шкивом.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Принцип работы системы газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ГРМ)

Система ГРМ служит для обеспечения своевременного открытия или закрытия клапанов головки блока цилиндров.

При открытии впускного клапана в камеру сгорания двигателя поступает топливно-воздушная смесь, которая воспламеняется при сжатии поршня. При открытии выпускного клапана из камеры сгорания выходят отработанные газы.

 

Вовремя открывать необходимые клапана и предназначен весь газораспределительный механизм. В механизм ГРМ можно отнести: распредвал, клапана (впускные, выпускные), приводной ремень или цепь, натяжители, направляюшие, успокоители, шестерни и т.д.

Распределительный вал (он же распредвал) представляет собой металлический вал с кулачками разной формы, который при вращение нажимает кулачками на клапана,  тем самым открывая или закрывая их.

Распредвал приводится в действие от вращения коленчатого вала (коленвала) посредством привода. Распределительный вал вращается со скоростью в два раза меньшей, чем коленчатый вал.

 В современных двигателях используются ременные или цепные приводные механизмы. Все они обеспечивают передачу крутящего момента от коленвала к распределительному валу. Каждый из перечисленных приводов ГРМ имеют свои положительные и отрицательные качества.

Ременный привод менее долговечный, но более дешев в обслуживании и установки. В среднем срок службы оригинального ремня или качественного не оригинального ремня около 80 000 км. пробега. И как правило не возникает особых трудностей заменить “уставший” ремень на новый.

Цепной привод ГРМ гораздо долговечнее, в среднем срок службы цепи около 200 000 км. (у разных производителей данные рознятся, некоторые говорят от 300 тыс.км, а некоторые рекомендует менять уже на пробеге в 150 тыс.км). Не редки случаи, когда цепные системы газораспределения “переживают” другие детали двигателя, такие как поршня, вкладыши, гильзы. И при разборе “стукнувшего” мотора можно увидеть цепи и шестерни в отличном состоянии и при пробеге за 250 тыс. км. Но в связи с более высоким весом цепи по сравнению с ремнем, требуются дополнительные устройства натяжения (успокоительные, натяжители, балансиры, башмаки, направляющие и т.д.) и смазки. Как следствие замена цепи представляет собой достаточно дорогостоящее занятие

Как определить, что пора поменять привод ГРМ?

У ремня все просто! Желательно осматривать (при возможности) ремень  на наличие трещин в процессе эксплуатации и менять его согласно нормативным срокам замены! При замене ремня ГРМ желательно сразу поменять ролики и водяную помпу на новые.

В интернет-магазине запчастей на иномарки Arparts.ru вы найдете широкий ассортимент комплектов для замены ремней ГРМ с роликами и помпами!

С цепью все немного сложнее

Ремкомплекты цепей ГРМ представленные в интернет-магазине автозапчастей ARparts.ru

Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

1. Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
3. Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
5. Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.

Схема устройства ГРМ

Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
2. Сжатие.
3. Рабочий ход.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

• Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
• Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
• Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
• Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.

Диагностика ГРМ

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:

• возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
• формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
• неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Устройство ГРМ и принцип работы

Автор admin На чтение 7 мин. Просмотров 1.5k.

Устройство ГРМ

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный силовой агрегат, использующийся в современном автомобилестроении. Свое название он получил по количеству фаз, необходимых для осуществления одного цикла работы, или поворота коленчатого вала на 720 градусов.

Фаза впрыска топлива или топливно-воздушной смеси, сжатие рабочего тела поршнем, рабочий ход и выпуск отработанных газов. В модели идеального двигателя все фазы разнесены во времени, перекрытие между ними отсутствует, что, в свою очередь, обеспечивает получение максимально возможных рабочих значений мощности, крутящего момента и оборотов двигателя.

На практике, к сожалению, дела обстоят несколько хуже. Устройство газораспределительного механизма, отвечающего за исполнение фазы впрыска топлива и удаление выхлопных газов, его схема и принцип работы – основная тема данной статьи.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

1. Фаза впрыска топлива. Поршень начинает движение от верхней мертвой точки к нижней. Открывается клапан подачи горючего, и топливно-воздушная смесь заполняет разреженное пространство цилиндра. Отмерив необходимую дозу ТВС, клапан закрывается. Коленчатый вал повернулся на 180 градусов от начального положения.
   
2. Фаза сжатия. Достигнув нижней мертвой точки, поршень меняет направление движения к ВМТ, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси. При достижении верхней мертвой точки фаза сжатия рабочего тела оканчивается. Коленчатый вал совершил поворот на 360 градусов.
   
3. Фаза рабочего хода. В момент нахождения поршня в ВМТ и достижения максимальной расчетной степени сжатия, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Под действием стремительно расширяющихся газов поршень движется к нижней мертвой точке, совершая рабочий ход. При достижении НМТ третья фаза работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания считается оконченной. Коленчатый вал совершил поворот 540 градусов.
   
4. Фаза удаления отработанных газов. Под действием коленчатого вала поршень начинает движение к верхней мертвой точке, вытесняя из объема цилиндра продукты сгорания топливно-воздушной смеси через открывшийся выхлопной клапан. По достижении поршнем ВМТ, фаза выхлопа считается завершенной, коленчатый вал совершил оборот на 720 градусов.
   

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Классификация ГРМ

Нижнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания прошел долгий путь от 1900-х годов до наших дней.

Нижнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, использовались повсеместно, вплоть до середины двадцатого века. Схема и устройство впускных и выпускных клапанов, расположенных в ряд тарелками вверх, обеспечивала простоту изготовления и малошумность двигателя. Основным минусом подобной конструкции был сложный путь топливно-воздушной смеси, неоптимальный режим наполнения цилиндров, и, как следствие, меньшая мощность силового агрегата.

Газораспределительный механизм такого вида использовался вплоть до 90-х годов двадцатого столетия в грузовых автомобилях. Пример тому – ГАЗ 52, выпуск которого закончился в 1991 году.

Смешанное расположение клапанов

Попытки повысить мощностные характеристики ДВС привели к созданию двигателя со смешанным расположением клапанов. Впускные находились в головке блока цилиндров, а выпускные – в блоке, как у обычного «нижнеклапанника».

Распределительный вал один, так же расположенный в блоке цилиндров. Клапана, отвечающие за впуск топливно-воздушной смеси управлялись посредством штанг – толкателей, через которые передавалось усилие с распредвала, выхлопные – с помощью привычного коромысла.

Такая компоновочная схема обеспечивала более низкую температуру ТВС, и, как следствие, более высокую мощность, по сравнению с нижнеклапанными двигателями внутреннего сгорания.

Верхнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм, клапаны впускной и выхлопной системы которого находятся в головке блока цилиндров, а распредвал – в самом блоке, был сконструирован Дэвидом Бьюиком в самом начале двадцатого столетия. Управление клапанами осуществлялось посредством штанг – толкателей, воздействовавших на коромысла.

Подобная компоновочная схема обладает высокой надежностью, за счет передачи вращения от коленчатого вала к распределительному, с помощью шестерни. Зубчатый ремень, изношенный в процессе эксплуатации, может оборваться, нанеся серьезные повреждения клапанному механизму ГРМ, изношенная же передаточная шестерня лишь немного сдвинет фазы газораспределения, что опытный водитель заметит по изменениям в работе двигателя.

Минусом является некоторая инерционность подобной конструкции, что накладывает ограничения на обороты двигателя, а, следовательно, на крутящий момент и степень форсирования. Использование более чем двух клапанов на цилиндр приводит к усложнению газораспределительного механизма и увеличению габаритных размеров двигателя. Четырехклапанные двигатели такой компоновки используются в грузовых автомобилях КамАЗ, дизельных тепловозных двигателях.

Газораспределительный механизм автомобиля «Волга» двадцать первой модели был устроен именно по верхнеклапанной схеме.

• Двигатели, в которых распредвал и клапаны газораспределительного механизма располагаются в головке блока цилиндров, обозначаются аббревиатурой SOHC. Принцип действия и устройство механизма управления клапанами ГРМ отличается большим разнообразием. Существует схема открытия клапанов при помощи коромысел, рычагов и толкателей. Наибольшее распространение подобное устройство двигателей получило в период с середины 60-х до конца 80-х годов двадцатого столетия. В данный момент такие двигатели устанавливаются на недорогие легковые автомобили.
• Двигатели, газораспределительный механизм которых включает в себя два распредвала, обозначается аббревиатурой DOHC. При использовании двух клапанов на цилиндр, каждый распределительный вал открывает свой ряд клапанов. Такое устройство ГРМ позволяет уменьшить инерцию коленчатого вала, и тем самым значительно увеличивает обороты и мощность ДВС. Принцип работы двигателя, использующего четыре и более клапана на цилиндр, ничем не отличается от вышеописанного. Подобные силовые агрегаты демонстрируют большую, чем у двухклапанных аналогов, мощность и устанавливаются на большинство современных автомобилей.

В двигателях с подобным типом газораспределительного механизма важную роль играет устройство привода распредвалов. В качестве передаточного элемента используется цепь, находящаяся в герметично закрытом объеме, и омывающаяся маслом, или зубчатый ремень, находящийся на внешней стороне двигателя.

Поломка привода ГРМ зачастую приводит к печальным последствиям. Оборвавшийся ремень, износившийся в процессе эксплуатации, вызывает мгновенную остановку распределительного вала, вследствие чего некоторые клапаны остаются в открытом состоянии. Удар поршня по выступающей тарелке наносит серьезные повреждения головке блока цилиндров. В особо тяжелых случаях ремонт невозможен и требуется замена данного элемента двигателя.

Устройство десмодромного газораспределительного механизма

Для двигателей, конструкция ГРМ которых допускает использование пружин для закрывания клапанов, существует ограничение по максимальному количеству оборотов в минуту. При достижении значения в 9000 об/мин пружины не смогут обеспечить нужную скорость срабатывания, что неизбежно приведет к поломке двигателя.

Принцип десмодромного ГРМ заключается в использовании двух распределительных валов, один из которых производит открытие, а второй, закрытие клапанов. В таком двигателе нет ограничения на развиваемые обороты, ведь скорость срабатывания механизма напрямую зависит от скорости вращения коленвала.

Создание газораспределительного механизма с изменяемыми фазами стало возможным относительно недавно, с началом использования в двигателестроении бортовых компьютеров и электронных управляющих блоков. Система электромагнитных клапанов, меняющая режим работы согласно команд микропроцессора, позволяет снимать с двигателя мощность, приближающуюся к расчетной, при минимальном расходе топлива.

Замена ремня ГРМ своими руками

Снимая изношенный ремень, и устанавливая на его место новый, легко изменить взаимное расположение коленчатого и распределительного валов. В этом случае сместятся фазы газораспределения двигателя, что приведет к нарушениям в работе, вплоть до поломки. Метки на шестернях приводного механизма служат для визуального контроля настройки ГРМ.

Сняв непригодный ремень, необходимо совместить метки шестерней коленчатого и распределительного валов с прорезями в кожухе приводного механизма. Назначение этой операции – установка условного «нуля», с которого и начнется работа двигателя. Далее следует аккуратно установить запасной ремень, стараясь не сместить метки на шестернях.

Следующий шаг – осмотр и регулировка усилия натяжного ролика. Назначение этого узла в удержании ремня на шестернях приводного механизма. Правильность регулировки ролика можно проверить, повернув натянутый ремень пальцами. Если удастся провернуть на девяносто градусов – натяжной механизм отрегулирован хорошо. Если ремень повернется на угол меньший, чем 90 градусов, то он перетянут, если на больший, то недотянут.

Очень важно при монтаже не брать ремень ГРМ промасленными руками. Это может привести к проскакиванию на шестернях приводного механизма.

Купленный на придорожной АЗС ремень следует тщательно осмотреть. При нарушении условий хранения, даже новый ремень привода ГРМ пойдет трещинами и не сможет быть использован по назначению.

Видео, иллюстрирующее работу ГРМ

Мне нравится3Не нравится

Что еще стоит почитать

Газораспределительный механизм (ГРМ) — назначение, конструкция и устройство, принцип работы, типы газораспределительных механизмов

Назначение и характеристика

Газораспределительным называется механизм, осуществляющий открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя.

Газораспределительный механизм (ГРМ) служит для своевременного впуска горючей смеси или воздуха в цилиндры двигателя и выпуска из цилиндров отработавших газов. В двигателях автомобилей применяются газораспределительные механизмы с верхним расположением клапанов. Верхнее расположение клапанов позволяет увеличить степень сжатия двигателя, улучшить наполнение цилиндров горючей смесью или воздухом и упростить техническое обслуживание двигателя в эксплуатации. Двигатели автомобилей могут иметь газораспределительные механизмы различных типов (рисунок 1), что зависит от компоновки двигателя и, главным образом, от взаимного расположения коленчатого вала, распределительного вала и впускных и выпускных клапанов. Число распределительных валов зависит от типа двигателя.

Рисунок 1 – Типы газораспределительных механизмов, классифицированных по различным признакам

При верхнем расположении распределительный вал устанавливается в головке цилиндров, где размещены клапаны. Открытие и закрытие клапанов производится непосредственно от распределительного вала через толкатели или рычаги привода клапанов. Привод распределительного вала осуществляется от коленчатого вала с помощью роликовой цепи или зубчатого ремня.

Верхнее расположение распределительного вала упрощает конструкцию двигателя, уменьшает массу и инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей механизма и обеспечивает высокую надежность и бесшумность его работы про большой частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Цепной и ременный приводы распределительного вала также обеспечивают бесшумную работу газораспределительного механизма.

При нижнем расположении распределительный вал устанавливается в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Открытие и закрытие клапанов производится от распределительного вала через толкатели штанги и коромысла. Привод распределительного вала осуществляется с помощью шестерен от коленчатого вала. При нижнем расположении распределительного вала усложняется конструкция газораспределительного механизма и двигателя. При этом возрастают инерционные силы возвратно-поступательно движущихся деталей газораспределительного механизма. Число распределительных валов в газораспределительном механизме и число клапанов на один цилиндр зависят от типа двигателя. Так, при большем числе впускных и выпускных клапанов обеспечивается лучшие наполнение цилиндров горючей смесью и их очистка от отработавших газов. В результате двигатель может развивать большие мощность и крутящий момент. При нечетном числе клапанов на цилиндр число впускных клапанов на один клапан больше, чем выпускных.

Конструкция и работа газораспределительного механизма

Газораспределительные механизмы независимо от расположения распределительных валов в двигателе включают в себя клапанную группу, передаточные детали и распределительные валы с приводом.

В клапанную группу входят впускные и выпускные клапаны, направляющие втулки клапанов и пружины клапанов с деталями крепления.

Передаточными деталями являются толкатели, направляющие втулки толкателей, штанги толкателей, коромысла, ось коромысел, рычаги привода клапанов, регулировочные шайбы и регулировочные болты. Однако при верхнем расположении распределительного вала толкатели, направляющие втулки и штанги толкателей, коромысла и ось коромысел обычно отсутствуют.

На рисунке 2 представлен газораспределительный механизм двигателя с верхним расположением клапанов, с верхним расположением распределительного вала с цепным приводом и с двумя клапанами на цилиндр. Он состоит из распределительного вала 14 с корпусом 13 подшипников, привода распределительного вала, рычагов 11 привода клапанов, опорных регулировочных болтов 18 клапанов 1 и 22, направляющих втулок 4, пружин 7 и 8 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 2 – Газораспределительный механизм легкового автомобиля с цепным приводом

1, 22 – клапаны; 2 – головка; 3 – стержень; 4, 20 – втулки; 5 – колпачок; 6 – шайбы; 7, 8, 17 – пружины; 9 – тарелка; 10 – сухарь; 11 – рычаг; 12 – фланец; 13 – корпус; 14 – распределительный вал; 15 – шейка; 16 – кулачок; 18 – болт; 19 – гайка; 21 – пластина; 23 – кольцо; 24, 27, 28 – звездочки; 25 – цепь; 26 – успокоитель; 29 – палец; 30 – башмак; 31 – натяжное устройство

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал – пятиопорный, отлит из чугуна. Он имеет опорные шейки 15 и кулачки 16 (впускные и выпускные). Внутри вала проходит канал, через который подводится масло от средней опорной шейки к другим шейкам и кулачкам. К переднему торцу вала крепится ведомая звездочка 24 цепного привода. Вал устанавливается в специальном корпусе 13 подшипников, отлитом из алюминиевого сплава, который закреплен на верхней плоскости головки блока цилиндров. От осевых перемещений распределительный вал фиксируется упорным фланцем 12, который входит в канавку передней опорной шейки вала и прикрепляется к торцу корпуса подшипников.

Привод распределительного вала осуществляется через установленную на нем ведомую звездочку 24 двухрядной роликовой цепью 25 от ведущей звездочки 28 коленчатого вала. Этой цепью также вращается звездочка 27 вала привода масляного насоса. Привод распределительного вала имеет полуавтоматический натяжной механизм, состоящий из башмака и натяжного устройства. Цепь натягивается башмаком 30, на который воздействуют пружины натяжного устройства 31. Для гашения колебаний ведущей ветви цепи служит успокоитель 26. Башмак и успокоитель имеют стальной каркас с привулканизированным слоем резины. Ограничительный палец 29 предотвращает спадание цепи при снятии на автомобиле ведомой звездочки распределительного вала.

Клапаны открывают и закрывают впускные и выпускные каналы. Клапаны установлены в головке блока цилиндров в один ряд под углом к вертикальной оси цилиндров двигателя. Впускной клапан 1 для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью имеет головку большего диаметра, чем выпускной клапан. Он изготовлен из специальной хромистой стали, обладающей высокой износостойкостью и теплопроводностью. Выпускной клапан 22 работает в более тяжелых температурных условиях, чем впускной. Он выполнен составным. Его головку делают из жаропрочной хромистой стали, а стержень – из специальной хромистой стали.

Каждый клапан состоит из головки 2 и стержня 3. Головка имеет конусную поверхность (фаску), которой клапан при закрытии плотно прилегает к седлу из специального чугуна, установленному в головке блока цилиндров и имеющему также конусную поверхность.

Стержень клапана перемещается в чугунной направляющей втулке 4, запрессованной и фиксируемой стопорным кольцом 23 в головке блока цилиндров, обеспечивающей точную посадку клапана. На втулку надевается маслоотражательный колпачок 5 из маслостойкой резины. Клапан имеет две цилиндрические пружины: наружную 8 и внутреннюю 7. Пружины крепятся на стержне клапана с помощью шайб 6, тарелки 9 и разрезного сухаря 10. Клапан приводится в действие от кулачка распределительного вала стальным кованным рычагом 11, который опирается одним концом на регулировочный болт 18, а другим – на стержень клапана. Регулировочный болт имеет сферическую головку. Он ввертывается в резьбовую втулку 20, закрепленную в головке блока цилиндров и застопоренную пластиной 21, и фиксируется гайкой 19. Регулировочным болтом устанавливается необходимый зазор между кулачком распределительного вала и рычагом привода клапана, равный 0,15 мм на холодном двигателе и 0,2 мм на горячем двигателе (прогретом до 75…85 °C). Пружина 17 создает постоянный контакт между концом рычага привода и стержнем клапана.

Принцип работы

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя поочередно набегают на рычаги 11. Рычаги, поворачиваясь одним концом на сферических головках регулировочных болтов 18, другим концом воздействуют на стержни клапанов, преодолевают сопротивление пружин 7, 8 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с рычагов, которые возвращаются в исходное положение под действием пружин 17, а клапаны закрываются под действием пружин 7 и 8.

При работе двигателя распределительный вал вращается в два раза медленнее, чем коленчатый вал. Это связано с тем, что за период рабочего цикла двигателя, протекающего за два оборота коленчатого вала, впускной и выпускной клапаны каждого цилиндра должны открываться по одному разу.

Нормальная работа газораспределительного механизма (ГРМ) во многом зависит от теплового зазора между кулачками распределительного вала и рычагами привода клапанов. Этот зазор обеспечивает плотное закрытие клапанов при их удлинении в результате нагрева во время работы. При недостаточном тепловом зазоре или его отсутствии происходит неполное закрытие клапанов, что приводит к утечке газов, быстрому обгоранию фасок головок клапанов и снижению мощности двигателя.

Привод распределительного вала

Особенностью привода распределительного вала (рисунок 3) является применение ременной передачи. Привод распределительного вала осуществляется через установленный на нем зубчатый шкив 4 ремнем 5 от зубчатого шкива 1 коленчатого вала. С помощью этого ремня также вращается зубчатый шкив 8 вала привода масляного насоса.

Рисунок 3 – Ременный привод распределительного вала

1, 4, 8 – шкивы; 2 – болты; 3 – ролик; 5 – ремень; 6 – кронштейн; 7 – пружина

Ремень – зубчатый, изготовлен из резины, армированной стекловолокном. Зубья ремня имеют трапециевидную форму. Ремень натягивается с помощью натяжного ролика 3, закрепленного на кронштейне 6. Натяжение ремня регулируют пружиной 7 на неработающем двигателе при ослабленных болтах 2 крепления кронштейна натяжного ролика. Привод распределительного вала работает без смазки и снаружи закрыт тремя пластмассовыми крышками.

Газораспределительный механизм двигателя, представленный на рисунке 4, состоит из распределительного вала 2 с двумя корпусами 1 подшипников, привода распределительного вала, толкателей 4, регулировочных шайб 3, направляющих втулок 6, клапанов 7, пружин 5 клапанов с деталями крепления.

Рисунок 4 – Газораспределительный механизм (а) с верхним расположением распределительного вала и его привод (б):

1 – корпус; 2 – распределительный вал; 3 – шайба; 4 – толкатель; 5 – пружина; 6 – втулка; 7 – клапан; 8, 9, 11 – шкивы; 10 – ролик; 12 – ремень; 13 – ось

Распределительный вал чугунный, литой, пятиопорный. В задней части вала 2 находится эксцентрик для привода топливного насоса. Корпуса 1 подшипников распределительного вала отлиты из алюминиевого сплава. В них находятся верхние половины опор под шейки распределительного вала: две в переднем корпусе и три в заднем. Толкатели 4 клапанов – стальные, цилиндрические, передают усилия от кулачков распределительного вала на клапаны. В верхней части толкателей имеется гнездо для установки регулировочной шайбы. Регулировочные шайбы 3 – плоские, стальные, толщиной 3,00…4,25 мм с интервалом через каждые 0,05 мм. Подбором толщины этих шайб регулируется тепловой зазор между шайбой и кулачком распределительного вала. Клапаны 7 (впускной, выпускной) отличаются по конструкции и изготовлены из разных сталей. Впускной клапан имеет головку большего диаметра, чем выпускной. Он выполнен из хромоникельмолибденовой стали. Выпускной клапан – составной, сварен из двух частей. Головка клапана изготавливается из жаропрочной хромоникельмарганцовистой стали, а стержень – из хромоникельмолибденовой стали. Направляющие втулки 6 клапанов – чугунные, запрессовываются и фиксируются стопорными кольцами в головке блока цилиндров.

Пружины 5 (наружная, внутренняя) прижимают клапан к седлу и не дают ему отрываться от толкателя. Они также исключают возникновение резонансных колебаний деталей.

Привод распределительного вала производится через установленный на нем зубчатый шкив 11 ремнем 12 от зубчатого шкива 8 коленчатого вала. Этим же ремнем вращается зубчатый шкив 9 насоса охлаждающей жидкости. Ремень – зубчатый, резиновый, армирован стекловолокном. Зубья ремня имеют полукруглую форму. Ремень натягивается роликом 10, который вращается на эксцентриковой оси 13, установленной на шпильке, закрепленной в головке блока цилиндров. При повороте эксцентриковой оси относительно шпильки изменяется натяжение ремня. Привод распределительного вала работает без смазочного материала. Он закрыт двумя крышками – передней пластмассовой и задней стальной.

При вращении распределительного вала его кулачок набегает на шайбу 3 и толкатель 4. Толкатель действует на стержень клапана 7, преодолевает сопротивление пружин 5 и открывает клапан. При дальнейшем повороте кулачок сходит с толкателя, который возвращается в исходное положение под действием пружин 5, закрывающих клапан.

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

На рисунке 5 показан газораспределительный механизм двигателя с нижним расположением распределительного вала. Газораспределительный механизм верхнеклапанный, с шестеренным приводом и двумя клапанами на цилиндр.

Рисунок 5 – Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

1 – распределительный вал; 2 – клапан; 3, 20 – втулки; 4 – пружина; 5 – коромысло; 6 – ось; 7 – винт; 8 – штанга; 9 – толкатель; 10, 11, 12 – шестерни; 13 – шейка; 14 – эксцентрик; 15 – кулачок; 16 – сухарь; 17, 19 – шайбы; 18 – колпачок

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, штанги 8 толкателей, регулировочные винты 7, ось 6 коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки 3 клапанов и пружины 4 с деталями крепления.

Распределительный вал – стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Привод распределительного вала осуществляется через прикрепленную к его переднему концу ведомую шестерню 10, изготовленную из текстолита. Она находится в зацеплении с ведущей стальной шестерней 11, установленной на коленчатом валу. Обе шестерни выполнены косозубыми для уменьшения шума и обеспечения плавной работы. Передаточное отношение шестеренного привода – отношение числа зубьев ведущей шестерни к числу зубьев ведомой шестерни – равно 1:2, т.е. ведомая шестерня 10 имеет в два раза больше зубьев, чем ведущая шестерня 11. Это необходимо для того, чтобы за два оборота коленчатого вала распределительный вал совершал один оборот, обеспечивая за полный цикл двигателя открытие впускного и выпускного клапанов каждого цилиндра по одному разу.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания. Внутри толкатели имеют сферические углубления для установки штанг. Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Работа механизма

Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели 9 в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Усилие от толкателей 9 через штанги 8 передается к коромыслам 5, которые, поворачиваясь на оси 6, воздействуют на стержни клапанов 2, преодолевают сопротивление пружин 4 и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под действием пружин, закрывающих также клапаны.

Другие статьи по двигателю

ГРМ двигателя автомобиля

Механизм газораспределения служит для осуществления своевременного впуска в цилиндр горючей смеси (например, бензина и воздуха) и выпуска отработавших газов. В головке блока цилиндров помещаются минимум два клапана – впускной и выпускной. Клапаны приводятся в движение деталями механизма газораспределения. Через впускной клапан в цилиндр поступает горючая смесь или воздух; через выпускной клапан выходят отработавшие газы в атмосферный воздух через систему выпуска.

Устройство и принцип действия механизма газораспределения

В бензиновых и дизельных двигателях применяется механизм газораспределения клапанного типа, сейчас уже, в основном, с верхним расположением клапанов. Это значит, что клапаны находятся сверху, в головке блока цилиндров, как показано на рисунке 4.8.

Так, при верхнем расположении клапаны с пружинами и деталями их крепления установлены в направляющих втулках в головке блока цилиндров, в которой также отлиты впускные и выпускные каналы.

Рисунок 4.8 Головка блока цилиндров с газораспределительным механизмом.

Усилие от кулачков распределительного вала, расположенного здесь же – в головке блока, к клапанам передается с помощью толкателей и/или коромысел. Коромысла установлены шарнирно на оси, закрепленной на головке блока. Клапаны на головке закрыты крышкой.

 О тепловом зазоре

Между стержнем клапана, толкателем или концом коромысла газораспределительного механизма должен быть зазор (так называемый тепловой зазор), который необходим для компенсации удлинения стержня клапана при его нагревании без нарушения плотности посадки клапана в гнезде. Другими словами, если бы не было зазора, грубо говоря, между кулачком распредвала и клапаном, то от нагрева до высокой температуры, клапан увеличился бы в длину и перестал бы плотно прилегать к седлу в головке блока цилиндров.

Величина зазора для двигателей разных марок устанавливается для впускных клапанов в холодном состоянии в пределах 0,15—0,30 мм, а для выпускных клапанов, подвергающихся большему нагреву, — в пределах 0,20—0,40 мм. Однако же, у некоторых производителей зазор может быть таков, что не попадет в указанные диапазоны.

Для регулировки величины этого зазора в механизме предусмотрены регулировочные устройства. Хотя слово «устройство» слишком громкое для регулировочного болта и стопорной гайки (Рисунок 4.9) или шайб различной толщины (Рисунок 4.10).

Рисунок 4.9 Регулировка теплового зазора с помощью болта.

Рисунок 4.10 Регулировка теплового зазора с помощью шайб
(А – головка блока цилиндров без распределительного вала;
Б – головка блока цилиндров с распределительным валом).

Сейчас очень распространена конструкция с гидравлическими компенсаторами, которые под давлением масла подводят коромысло или толкатель к кулачку распределительного вала, убирая тем самым негативное последствие теплового зазора, а именно — удар кулачка о толкатель во время работы. Но стоит упомянуть, что установка гидрокомпенсаторов удорожает конструкцию головки блока цилиндров и повышает свои требования к качеству используемого моторного масла и к частоте его замены, поскольку масляные каналы компенсатора могут забиваться продуктами износа.

Примечание
Более подробно о гидрокомпенсаторах приведено ниже.

 Предварительно о распределительном вале

Примечание
Почему предварительно? Потому что для целостности восприятия данного раздела о распределительном вале необходимо сказать несколько слов, а более подробное описание данной детали будет дано ниже.

Правильность чередования различных тактов в цилиндрах двигателя достигается соответствующим расположением кулачков на распределительном валу, а также правильностью установки зацепления распределительных шестерен/шкивов с приводной шестерней/шкивом коленчатого вала.

В четырехтактном двигателе рабочий цикл во всех цилиндрах завершается за два оборота коленчатого вала. За это время в каждом цилиндре должны по одному разу открыться и закрыться впускной и выпускной клапаны, что происходит за каждый оборот распределительного вала. Таким образом, распределительный вал должен вращаться в два раза медленнее коленчатого вала. Для этого шестерня распределительного вала имеет вдвое большее число зубьев, чем шестерня коленчатого вала, либо же шкив по диаметру должен быть в два раза больше шкива коленчатого вала.

Фазы газораспределения четырехтактного двигателя

Для лучшего наполнения цилиндров свежим зарядом и наиболее полной очистки их от отработавших газов моменты открытия и закрытия клапанов в четырехтактных двигателях не совпадают с положениями поршней в ВМТ и НМТ, а происходят с определенным опережением или запаздыванием. Иначе говоря, впускной клапан может закрываться после того, как поршень пройдет НМТ, а выпускной — закрываться после ВМТ.

Моменты открытия и закрытия клапанов, выраженные в градусах, соответствующих величинам углов поворотов кривошипа коленчатого вала относительно мертвых точек, называются фазами газораспределения. Фазы газораспределения могут быть нанесены на круговую диаграмму, называемую диаграммой газораспределения, как показано на рисунке 4.11.

Пожалуй, будет проще показать это на примере. Так, если говорят, что клапан открывается за 5 градусов до ВМТ, значит клапан начал открываться в то время, когда кривошип коленчатого вала, к которому присоединен шатун поршня, находился за 5 градусов до верхней мертвой точки.

Рисунок 4.11 Диаграмма газораспределения четырехтактного двигателя.

Впускной клапан начинает открываться немного раньше, чем поршень придет в ВМТ. При этом к началу хода поршня вниз при такте впуска клапан уже немного откроется. Опережение открытия впускного клапана для двигателей разных моделей колеблется в разных диапазонах. Зачастую закрытие впускного клапана происходит с определенным запаздыванием, когда поршень перейдет НМТ и начнет двигаться вверх. При этом некоторое время после перехода НМТ, несмотря на начавшееся незначительное движение поршня вверх, заполнение цилиндра зарядом будет продолжаться вследствие некоторого разрежения, еще имеющегося в цилиндре, а также вследствие инерции заряда, движущегося во впускном трубопроводе.

Примечание
Однако стоит отметить, что существует как минимум два цикла, именуемых циклами Миллера и Аткинсона, при которых впускной клапан закрывается не так, как на обычных ДВС.

Таким образом, время открытия впускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала; продолжительность впуска при этом увеличивается, и цилиндр более полно заполняется свежим зарядом.

Выпускной клапан открывается раньше прихода поршня в НМТ.

При этом газы, находясь в цилиндре под большим давлением, быстро начинают выходить наружу, несмотря на то, что поршень еще движется вниз. Затем поршень, пройдя НМТ и двигаясь к ВМТ, будет выталкивать оставшиеся в цилиндре газы. Выпускной клапан закрывается тогда, когда поршень перейдет ВМТ. Несмотря на то, что поршень начнет уже немного опускаться вниз, газы будут продолжать выходить из цилиндра по инерции и вследствие отсасывающего действия потока газов, движущихся в выпускном трубопроводе. Таким образом, время открытия выпускного клапана больше времени, в течение которого происходит полуоборот вала, и цилиндр лучше очищается от отработавших газов.

Примечание
Угол поворота кривошипа, соответствующий положению, при котором впускной и выпускной клапаны одновременно открыты, называется углом перекрытия клапанов. Вследствие незначительности этого угла и ничтожной величины зазора между клапанами и гнездами, возможность утечки горючей смеси исключена. Перекрытие клапанов необходимо для дополнительной продувки цилиндра с целью лучшей наполняемости свежим зарядом.

Некоторое уменьшение давления газов на поршень, происходящее при рабочем ходе вследствие раннего открытия выпускного клапана, и потеря части работы газов при этом восполняются тем, что поршень, движущийся при такте выпуска вверх, не испытывает большого сопротивления от газов, оставшихся в небольшом количестве в цилиндре.

Изменение фаз газораспределения

С развитием технологий перед конструкторами и инженерами открылись серьезные перспективы в повышении эффективности работы двигателя – увеличение мощности с одновременным снижением расхода топлива стало новым трендом в автомобильной промышленности. Для того, чтобы оптимизировать работу двигателя внутреннего сгорания, необходимо подстраивать фазы газораспределения под все режимы нагрузки – от холостого хода до полной нагрузки.

Примечание
Обороты холостого хода — это минимальные обороты, при которых двигатель может работать устойчиво без нагрузки. Вы запустили двигатель, при этом никакого движения и воздействия на педаль газа не происходит.

А как изменять фазы газораспределения? — Проворачивать распределительный вал относительно коленчатого вала, изменяя тем самым моменты открытия клапанов. Прибавим к этому управление опережением зажигания* и это даст возможность управлять началом и концом тактов двигателя и позволило настолько оптимизировать работу ДВС, что показатели мощности и расхода топлива улучшились многократно.

Примечание
* Опережение зажигания. Для того чтобы топливовоздушная смесь успела сгореть, пока поршень движется от верхней мертвой точки к нижней, ее необходимо поджигать немного раньше. Основным показателем является угол опережения зажигания, который говорит нам о том, за сколько градусов до ВМТ на такте сжатия возникнет пробой между электродами свечи. В зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель угол опережения зажигания должен изменяться, что реализуется с помощью распределителя зажигания или электронного блока управления двигателя (подробнее об этом рассмотрено в главе 10 «Электрооборудование и электросистемы», раздел 10.4 «Система зажигания»).

Суть системы проста. На распределительный вал (или валы) устанавливается специальный механизм, на внешней части которого есть звездочка для приводной цепи от коленчатого вала. Механизм этот устанавливается так, что может проворачивать распределительный вал в сторону опережения или запаздывания, в зависимости от режима работы двигателя.

Если говорить более подробно, то работа механизма изменения фаз газораспределения (фазовращателя) происходит, как описано ниже.

Коленчатый вал через приводную цепь вращает фазовращатель, который установлен на распределительном валу. В момент, когда необходимо сместить время открытия клапанов в сторону запаздывания или опережения, фазовращатель проворачивает распредвал в соответствующую сторону.

Рисунок 4.12 Внешний вид фазовращателя.

Фазовращатели, в основном, устанавливают на впускной распределительный вал (вал, который открывает только впускные клапаны), но сейчас все чаще данные механизмы монтируют на оба распредвала – впускной и выпускной.

Изменяемая высота клапана

В современных бензиновых двигателях количество топливной смеси регулируется с помощью дроссельной заслонки – заслонка открывается, поступает больше воздуха, в соответствии с этим впрыскивается больше топлива. Воздух, необходимый для приготовления топливовоздушной смеси, пока доберется до цилиндра, преодолеет несколько весьма неприятных препятствий: воздушный фильтр, дроссельную заслонку, клапаны, а это все потери, которые напрямую влияют на мощность ДВС. Попробуйте сами подышать в противогазе не с угольным а с бумажным фильтром… Вот так и двигателю «тяжело дышать». Одно из препятствий на пути воздуха, от которого мечтали избавиться конструкторы, это дроссельная заслонка. Однако как регулировать количество впускаемого воздуха? Решение снова было связано с клапанами. Пришли к тому, что необходимо регулировать высоту клапана. Были системы со ступенчатым регулированием высоты клапана, а именно: клапан открывался только на три разные высоты. Затем придумали систему бесступенчатого открытия клапанов с диапазоном открытия от 1 мм до 10 мм. Это позволило избавиться от дроссельной заслонки – двигателю стало легче «дышать». Однако избавление от дроссельной заслонки изменением высоты открытия клапанов не является самоцелью. Контроль над работой клапанов позволяет еще больше отточить работу четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

Детали клапанной группы

К клапанной группе относятся клапан, направляющая втулка клапана, клапанная пружина с опорной шайбой и деталями крепления (они же — «сухари»). Все описанное приведено на рисунке 4.13.

Клапан служит для закрытия и открытия впускных или выпускных каналов в головке блока цилиндров. Основными элементами клапана являются тарелка и стержень.

Тарелка клапана имеет шлифованную конусную рабочую поверхность — фаску (обычно под углом 45°), которой клапан плотно притерт к седлу.

Стержень клапана отшлифован и проходит через направляющую втулку. На конце стержня клапана имеется канавка или отверстие для крепления опорной шайбы пружины. Разноименные клапаны имеют тарелки различных диаметров (зачастую, больший — у впускного клапана) или отличаются специальными метками.

Рисунок 4.13 Клапанный механизм.

Седло клапана (на рисунке 4.13) представляет собой металлическое кольцо цилиндрической формы с обработанной под углом 45 градусов рабочей поверхностью (той самой, к которой прилегает тарелка клапана). Седла клапанов запрессованы в головку блока цилиндров. Существуют конструкции с заменяемыми седлами и с седлами, запрессованными наглухо.

Направляющая втулка, в которой клапан устанавливается стержнем, обеспечивает точную посадку клапана в седло. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.

Рисунок 4.14 Клапан.

Клапанная пружина удерживает клапан в закрытом положении, обеспечивая плотную его посадку в гнезде, а также создает постоянное прижатие толкателя к поверхности кулачка распределительного вала. Пружину надевают на выходящий из втулки конец стержня клапана и закрепляют на нем в сжатом состоянии с помощью опорной шайбы с коническими разрезными сухарями, которые входят в выточку на стержне клапана. Иногда на клапан устанавливают две пружины: пружину меньшего диаметра — внутрь пружины большего диаметра. Это делается для того, чтобы избежать резонанса пружины на определенных частотах работы двигателя, а также для подстраховки на случай поломки пружины. Часто применяются пружины с переменным шагом витков. Это исключает вероятность возникновения вибрации пружины и ее поломки при большом числе оборотов коленчатого вала двигателя. При установке двух пружин их подбирают таким образом, чтобы направление навивки их витков было выполнено в разные стороны, что также устраняет опасность возникновения резонансных колебаний пружин.

Для ограничения количества масла, поступающего в направляющую втулку, и устранения подсоса масла в цилиндр через зазоры во втулке на верхних впускных клапанах под опорной шайбой ставят маслосъемные колпачки.

Толкатель служит для передачи осевого усилия от кулачка распределительного вала на стержень клапана или на штангу. Дело в том, что передавать усилие от кулачка распредвала лучше именное через промежуточное звено – толкатель. Поскольку при длительной работе элементы клапанного механизма изнашиваются и, когда приходит время замены чрезмерно износившихся деталей, проще заменять небольшой толкатель, нежели целый распредвал или клапаны.

Рисунок 4.15 Головка блока цилиндров с элементами газораспределительного механизма.

Как было отмечено выше, сейчас получили широкое распространение так называемые гидрокомпенсаторы. «Гидро», потому что работают за счет давления моторного масла, а «компенсаторы», так как компенсируют или, проще говоря, сводят на нет зазор между кулачком распределительного вала и толкателем во время работы.

Толкатели в большинстве двигателей устанавливают без втулок непосредственно в отверстия приливов головки блока цилиндров. В некоторых двигателях для толкателей имеются направляющие втулки, отлитые секцией на несколько цилиндров.

Коромысло. Изменяет направление передаваемого движения. Устанавливают зачастую, когда распределительный вал один, а клапанов на цилиндр два или четыре, но расположены они особым образом (смотрите рисунок 4.16). Коромысла устанавливают на бронзовых втулках или без втулок на осях, которые при помощи стоек закреплены на головке блока. Одно плечо коромысла располагается над стержнем клапана, а другое — под или над кулачком распределительного вала. Для регулировки зазора между стержнем клапана и коромыслом в конец коромысла вкручен регулировочный винт с контргайкой.

Рисунок 4.16 Привод клапанов через коромысло.

Распределительный вал и его привод

Распределительный вал обеспечивает своевременное открытие и закрытие клапанов. Вал имеет впускные и выпускные кулачки (смотрите рисунок 4.17) и опорные шейки*.

Рисунок 4.17 Газораспределительный механизм в сборе.

Примечание
* На рисунке 4.17 опорные шейки не показаны, так как изображение схематическое и приведено для предварительного ознакомления. Получить представление о внешнем виде распределительных валов можно из рисунка 4.18.

Кулачки изготавливают как одно целое с валом. Однако существуют сборные конструкции, когда кулачки напрессовывают на вал.

Для каждого цилиндра у четырехтактных двигателей в зависимости от количества клапанов имеются два и более кулачков: впускных и выпускных. Форма кулачка обеспечивает плавный подъем и опускание клапана и соответствующую продолжительность его открытия. Одноименные кулачки для каждого цилиндра (например, впускные) располагают в четырехцилиндровых двигателях под углом 90°, в шестицилиндровых — под углом 60° и в восьмицилиндровых — под углом 45°. Разноименные кулачки (впускные и выпускные) устанавливают под углом, величина которого зависит от фаз газораспределения. Вершины кулачков располагаются в принятом для двигателя порядке работы с учетом направления вращения вала.

Рисунок 4.18 Головка блока цилиндров с распределительными валами.

 Как распредвал приводится во вращение?

Распределительный вал приводится во вращение от коленчатого вала разными способами. Самыми распространенными являются: цепной и ременной привод, реже используется шестеренный.

Цепной привод. На конце коленчатого и распределительного валов устанавливают звездочки (как на велосипеде) и надевают приводную цепь. Для того чтобы исключить биение цепи, дополнительно устанавливают успокоитель, который представляет собой длинную планку, по которой перемещается цепь. Обычно с другой стороны устанавливают направляющую натяжителя цепи. Цепной привод можно изучить так же на рисунках 4.19 и 4.20.

Рисунок 4.19 Схема цепного привода газораспределительного механизма.

Рисунок 4.20 Пример цепного привода газораспределительного механизма.

Ременной привод. На коленчатый и распределительный валы устанавливаются зубчатые шкивы, чем-то напоминающие звездочки, однако намного шире их. На эти зубчатые шкивы надевается зубчатый ремень. Для удобства снятия и установки приводного ремня устанавливают натяжитель ремня (часто автоматический). Пример привода распределительного вала (или валов) с помощью зубчатого ремня приведен на рисунках 4.21 и 4.22.

Рисунок 4.21 Схема ременного привода газораспределительного механизма.

Рисунок 4.22 Пример ременного привода газораспределительного механизма.

Шестеренный привод. Привод распределительного вала осуществляется от шестерни на коленчатом валу через ряд промежуточных шестерен или напрямую, как показано на рисунке 4.23.

Рисунок 4.23 Шестеренный привод газораспределительного механизма.

Отключаемые клапаны

В погоне за экономичностью конструкторы решали одну из беспокоящих их проблем: что делать, когда двигатель, работая, использует всего 15–20 % своей мощности. Такое бывает, когда мы стоим, например, в пробке или едем по трассе на крейсерской скорости.

Примечание
Крейсерская скорость – скорость, при которой достигаются оптимальные показатели топливной экономичности. Термин, конечно, более подходящий для авиационной промышленности, однако, если мы едем по магистрали на пятой, а то и шестой передаче, то он вполне применим и в этой отрасли.

А если мощность используется не вся, то зачем работать всем цилиндрам двигателя? Что, если взять и отключить, например, на стоящем в пробке автомобиле, два из четырех цилиндров.

Ведь пары цилиндров вполне хватит для того, чтобы двигатель работал на холостых оборотах. В оставшиеся два цилиндра перестают подавать топливо и, чтобы они попросту не перекачивали воздух по впускному и выпускному коллектору, закрывают впускные и выпускные клапаны. Для выполнения такой незамысловатой операции придумали относительно простое решение: на распределительном вале рядом с обычными кулачками расположили кулачки с «нулевой высотой», то есть они никак не воздействуют на толкатель клапана.

Так при нормальной работе распределительный вал вращается и все клапаны выполняют свое назначение, а когда возникает необходимость в отключении клапанов, открывается специальный клапан, через который моторное масло под давлением, воздействуя на распределительный вал, смещает его в направлении продольной оси; кулачки с обычным профилем как открывали, так и открывают клапаны, а там где кулачки имеют «нулевую высоту», они просто-напросто не достают до клапанов, и те, в свою очередь, стоят неподвижно.

Примечание
Различные фирмы в разные времена предложили несколько схем реализации описанной выше операции по отключению части клапанов. Выше приведен лишь один из способов.

Газораспределительный механизм двигателя — устройство и назначение, ремень газораспределительного механизма

Назначение и устройство газораспределительного механизма двигателя

Назначение газораспределительного механизма состоит в том, чтобы управлять работой клапанов, а именно — открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны в определенной последовательности в соответствии с тактами рабочего цикла.

Главная деталь в устройстве газораспределительного механизма двигателя — распределительный вал. Кулачки, выполненные на распределительном вале, в процессе его вращения периодически нажимают на клапаны через рычаги или специальные шайбы. В результате клапаны открываются и закрываются.

Ремень газораспределительного механизма

Для привода распределительного вала используется цепь или зубчатый ремень газораспределительного механизма. В одной головке цилиндров могут быть установлены два распределительных вала. Один из них управляет работой впускных, а другой — выпускных клапанов. Такая схема ГРМ называется двухвальной.

Ремень газораспределительного механизма передаёт вращение от коленчатого вала распределительному валу. В процессе работы двигатель нагревается. Нагрев стержня клапана приводит к его удлинению. Для компенсации этого явления в конструкции привода клапана требуется тепловой зазор. Если зазора не будет, клапан не сможет плотно закрываться, а это приведет к значительному падению компрессии, и как следствие, уменьшению мощности двигателя. В процессе эксплуатации зазор необходимо проверять и при необходимости регулировать. Периодичность и алгоритм выполнения этой операции зависят от конструкции привода клапанов и могут значительно отличаться для двигателей разных моделей.

Многие современные двигатели оснащены гидрокомпенсаторами. Гидрокомпенсатор устроен таким образом, что его высота может изменяться под действием давления масла из системы смазки. Величина изменения равна тепловому зазору в приводе. Что бы ни случилось, в любой ситуации наши специалисты по выездной тех помощи на дорогах москвы приедут и окажут необходимую помощь.

Применение гидрокомпенсаторов исключает необходимость регулировки тепловых зазоров. Из следующей главы можно будет узнать описание работы системы охлаждения двигателя, а именно современного двигателя внутреннего сгорания.

Устройство газораспределительного механизма в многоцилиндровом двигателе принципиально не отличается от случая одноцилиндрового двигателя. Однако, в многоцилиндровом двигателе необходима синхронная работа цилиндров. Поэтому, прежде чем перейти к рассмотрению устройства многоцилиндровых двигателей, необходимо познакомиться с несколькими важными понятиями, характеризующими конструкцию и работу одноцилиндрового мотора. А в одной из следующих глав можно будет узнать назначение, устройство и принцип работы системы смазки современного двигателя внутреннего сгорания.

Верхняя мертвая точка (ВМТ) — крайнее верхнее положение поршня, при котором колено коленчатого вала устремлено вертикально вверх и образует одну линию с шатуном. Таким образом, поршень находится на максимальном удалении от оси вращения коленчатого вала.

Нижняя мертвая точка (НМТ) — крайнее нижнее положение поршня, колено коленчатого вала устремлено вертикально вниз и образует одну линию с шатуном. Таким образом, поршень находится на минимальном удалении от оси вращения коленчатого вала.

Расстояние между ВМТ и HMT называется ходом поршня.

Объем над поршнем, расположенным в ВМТ, называется объемом камеры сгорания, обозначается Vc.

Объем над поршнем, расположенным в НМТ, называется полным объемом цилиндра, обозначается Vn.

Если из полного объема вычесть объем камеры сгорания, получим рабочий объем цилиндра (Vp):
Vn — Vc = Vp

Рабочий объем цилиндра — очень важный параметр, от которого зависят многие характеристики двигателя.

Еще одним важным параметром является степень сжатия. Степень сжатия определяется отношением полного объема Vn к объему камеры сгорания Vc.

Степень сжатия современных бензиновых моторов лежит в пределах 9-14, а дизельных — 14-24. Чем выше степень сжатия, тем мощнее и экономичнее двигатель при прочих равных условиях.

Одноцилиндровые двигатели с успехом применяются в мототехнике, а также в средствах малой механизации (газонокосилки, бензопилы и т. д.), но в автомобилях не используются. В серийных современных автомобилях можно встретить моторы с количеством цилиндров от 2 до 12.

Рабочий объем многоцилиндрового двигателя равен сумме рабочих объемов цилиндров.

Расположение цилиндров бывает также разным. В зависимости от этого двигатели бывают рядные, V-образные, VR-образные, W-образные и оппозитные.

Наибольшее распространение получили рядные четырехцилиндровые двигатели. Это не означает, что они являются лучшими, их популярность вызвана относительной простотой и соответственно доступной ценой.

Следует отметить, что в многоцилиндровом двигателе рабочие процессы в разных цилиндрах равномерно распределены.

Для примера рассмотрим очередность тактов по цилиндрам в четырехцилиндровом двигателе.

Как видно из таблицы за два оборота коленчатого вала во всех четырех цилиндрах происходит рабочий процесс, а сдвиг между ними составляет пол оборота.

Теперь давайте с самого начала посмотрим, как работает многоцилиндровый двигатель на примере четырехцилиндрового бензинового двигателя.

Когда водитель поворачивает ключ в замке зажигания в положение «старт», включается электродвигатель стартера и начинает вращать коленчатый вал двигателя за маховик. Поршни начнут двигаться вверх-вниз.

В одном из цилиндров (например, в третьем) поршень окажется в ВМТ такта впуска раньше других.

Кулачки распределительного вала расположены таким образом, что в этот момент в третьем цилиндре откроется впускной клапан, и камера сгорания начнет наполняться топливовоздушной смесью.

В момент, когда поршень третьего цилиндра подойдет к HMT (пол оборота коленчатого вала), к ВМТ такта впуска подойдет поршень четвертого цилиндра.

В третьем цилиндре начинается такт сжатия, а в четвертом — начинается такт впуска. В третьем цилиндре оба клапана закрыты, а в четвертом — открывается впускной.

При достижении поршнем третьего цилиндра очередного ВМТ, в этом цилиндре срабатывает система зажигания, происходит воспламенение смеси с последующим рабочим ходом. В четвертом цилиндре в это время происходит сжатие.

Еще через пол оборота в третьем цилиндре откроется выпускной клапан и начнется выпуск отработавших газов. В четвертом цилиндре в это время будет рабочий ход.

Во втором и первом цилиндрах происходит все то же самое, но с опозданием (относительно третьего цилиндра) на полтора и один оборот соответственно.

Как работает система доставки природного газа?

Как работает система доставки природного газа?

Как работает система доставки природного газа?

Перетекание газа от более высокого давления к более низкому — фундаментальный принцип системы подачи природного газа. Величина давления в трубопроводе измеряется в фунтах на квадратный дюйм.

Из скважины природный газ поступает в «сборные» линии, которые похожи на ветки на дереве, увеличиваясь по мере приближения к центральной точке сбора.

Системы сбора

Системе сбора может потребоваться один или несколько полевых компрессоров для перемещения газа в трубопровод или на перерабатывающий завод. Компрессор — это машина, приводимая в действие двигателем внутреннего сгорания или турбиной, которая создает давление, чтобы «протолкнуть» газ по трубопроводам. Большинство компрессоров в системе подачи природного газа используют небольшое количество природного газа из собственных трубопроводов в качестве топлива.

Некоторые системы сбора природного газа включают установку для обработки, которая выполняет такие функции, как удаление примесей, таких как вода, диоксид углерода или сера, которые могут вызвать коррозию трубопровода, или инертных газов, таких как гелий, которые могут снизить энергетическую ценность газа.Перерабатывающие предприятия также могут удалять небольшие количества пропана и бутана. Эти газы используются в качестве химического сырья и в других целях.

Система передачи

Из системы сбора природный газ поступает в систему передачи, которая обычно состоит из трубопровода из высокопрочной стали протяженностью около 272 000 миль.

Эти большие линии передачи природного газа можно сравнить с национальной системой автомагистралей для автомобилей. Они перемещают большие объемы природного газа за тысячи миль от регионов добычи в местные распределительные компании (НРС).Давление газа в каждой секции трубопровода обычно составляет от 200 до 1500 фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от типа области, в которой работает трубопровод. В качестве меры безопасности трубопроводы спроектированы и построены так, чтобы выдерживать гораздо большее давление, чем когда-либо фактически достигается в системе. Например, трубопроводы в густонаселенных районах работают при давлении менее половины от расчетного.

Многие крупные межгосударственные трубопроводы являются «кольцевыми» — есть две или более линий, идущих параллельно друг другу на одной полосе отчуждения.Это обеспечивает максимальную производительность в периоды пикового спроса.

Компрессорные станции

Компрессорные станции

расположены примерно через каждые 50-60 миль вдоль каждого трубопровода, чтобы повысить давление, которое теряется из-за трения природного газа, движущегося по стальной трубе. Многие компрессорные станции полностью автоматизированы, поэтому оборудование можно запускать или останавливать из центральной диспетчерской трубопровода. В диспетчерской также можно дистанционно управлять запорными клапанами в системе передачи.Операторы системы хранят подробные рабочие данные по каждой компрессорной станции и постоянно корректируют набор работающих двигателей, чтобы обеспечить максимальную эффективность и безопасность.

Природный газ движется по транспортной системе со скоростью до 30 миль в час, поэтому доставка газа из Техаса в пункт приема коммунальных услуг на северо-востоке занимает несколько дней. Попутно существует множество взаимосвязей с другими трубопроводами и другими инженерными системами, что дает системным операторам большую гибкость при транспортировке газа.

Линейный пакет

50-мильный участок 42-дюймовой линии электропередачи, работающий при давлении около 1000 фунтов, содержит около 200 миллионов кубических футов газа — этого достаточно для питания кухонной плиты более 2000 лет. Количество газа в трубе называется «линейным пакетом».

Повышая и понижая давление на любой сегмент трубопровода, трубопроводная компания может использовать этот сегмент для хранения газа в периоды, когда спрос на конце трубопровода меньше.Использование Linepack таким образом позволяет операторам трубопроводов очень эффективно справляться с почасовыми колебаниями спроса.

Трубопроводы природного газа и коммунальные службы используют очень сложные компьютерные модели потребительского спроса на природный газ, которые связывают суточные и почасовые тенденции потребления с сезонными и экологическими факторами. Вот почему клиенты могут положиться на надежность природного газа — когда он нужен, он есть.

Выходы

Когда природный газ по магистральному трубопроводу достигает местного газового предприятия, он обычно проходит через «затворную станцию».«Коммунальные предприятия часто имеют шлюзовые станции, принимающие газ во многих разных местах и ​​из нескольких разных трубопроводов. Затворные станции служат трем целям. Во-первых, они снижают давление в трубопроводе с уровней передачи (от 200 до 1500 фунтов) до уровней распределения, которые варьируются от ¼ фунта до 200 фунтов. Затем добавляется одорант, характерный кислый запах, связанный с природным газом, чтобы потребители могли почувствовать запах даже небольшого количества газа. Наконец, шлюзовая станция измеряет расход газа, чтобы определить полученное количество утилитой.

Система распределения

От шлюзовой станции природный газ поступает в распределительные линии или «магистрали» диаметром от 2 дюймов до более 24 дюймов. Внутри каждой распределительной системы есть секции, которые работают при разном давлении, с регуляторами, контролирующими давление. Некоторые регуляторы дистанционно управляются коммунальным предприятием для изменения давления в частях системы для оптимизации эффективности. Вообще говоря, чем ближе природный газ к потребителю, тем меньше диаметр трубы и ниже давление.

Как правило, центральный центр управления газовой компанией непрерывно контролирует расход и давление в различных точках своей системы. Операторы должны гарантировать, что газ достигнет каждого потребителя с достаточным расходом и давлением для заправки оборудования и приборов. Они также гарантируют, что давление остается ниже максимального давления для контролируемых секций внутри системы. Линии распределения обычно работают при давлении менее одной пятой от расчетного.

По мере прохождения газа через систему регуляторы регулируют поток от более высокого до более низкого давления.Если регулятор обнаруживает, что давление упало ниже заданного значения, он соответственно откроется, чтобы пропустить больше газа. И наоборот, когда давление поднимается выше заданного значения, регулятор закрывается для регулировки. В качестве дополнительной меры безопасности на трубопроводах устанавливаются предохранительные клапаны для выпуска газа в атмосферу, где это необходимо.

Сложные компьютерные программы используются для оценки пропускной способности сети и обеспечения того, чтобы все клиенты получали достаточные запасы газа при минимальном уровне давления или выше, требуемом для их газовых приборов.

Распределительные сети соединены между собой в несколько схем сети со стратегически расположенными запорными клапанами. Эти клапаны сводят к минимуму необходимость прерывания обслуживания заказчиком во время операций по техническому обслуживанию и в аварийных ситуациях.

Подача природного газа в дом

Природный газ проходит из магистрали в дом или офис по так называемой линии обслуживания. Как правило, коммунальное предприятие, занимающееся природным газом, отвечает за техническое обслуживание и эксплуатацию газопровода и объектов, вплоть до счетчика газа в жилых домах.Ответственность за все оборудование и линии газоснабжения после бытового счетчика лежит на заказчике.

Когда газ достигает счетчика потребителя, он проходит через другой регулятор давления, чтобы при необходимости снизить его давление до менее фунта. По некоторым коммуникационным линиям идет газ, который уже находится под очень низким давлением. Это нормальное давление для природного газа в бытовой трубопроводной системе, которое меньше давления, создаваемого ребенком, надувающим пузыри через соломинку в стакане с молоком.Когда газовая печь или плита включена, давление газа немного выше, чем давление воздуха, поэтому газ выходит из горелки и воспламеняется своим знакомым чистым голубым пламенем.

Закрытая конструкция газового клапана Wärtsilä (GVU-ED ™) для морского применения

Технология двухтопливных двигателей Wärtsilä широко известна как средство, позволяющее использовать газ в качестве судового топлива. Газовый клапан Wärtsilä — закрытая конструкция ™ входит в стандартную комплектацию этих двигателей и является частью комплексного газового двигателя.

Рис. 1 — Газовый клапан Wärtsilä — закрытая конструкция ™ входит в стандартную комплектацию со встроенной системой управления, испытанной на заводе перед поставкой.

Традиционным топливом для судов является судовое дизельное топливо (MDO) или мазут (HFO). Однако природный газ уже давно используется в качестве топлива для газовозов. Еще одна рыночная ниша, на которой это происходит, — это суда, работающие вдоль побережья Норвегии.

Вскоре в зонах контроля выбросов (ECA) будут применяться более строгие правила по выбросам.Чтобы соответствовать этим новым правилам, необходимо будет инвестировать в новые технологии. Установка системы доочистки выхлопных газов — одна из альтернатив. в то время как другое решение — использовать топливо, отличное от дизельного, например сжиженный природный газ (СПГ). При переходе на СПГ не требуется установка доочистки выхлопных газов. Вместе новые правила и растущая доступность СПГ сделали Использование газа в качестве судового топлива — очень привлекательный вариант.

Использование СПГ в качестве топлива

Преобладающим методом хранения СПГ в емкостях, работающих на газе, являются резервуары для хранения СПГ под давлением.Прежде чем СПГ можно будет сжигать в двигателе, его необходимо испарить и нагреть до нужной температуры. Испаренный газ имеет фиксированное давление в зависимости от от давления в резервуаре хранения СПГ.

Газ передается из резервуара под палубой в двигатель по так называемой трубе с двойными стенками. Внутренняя труба полностью заключена в наружную трубу, а кольцевое пространство между трубами вентилируется механически.

В случае утечки газа из внутренней трубы, внешняя труба будет служить вторым барьером для сдерживания любой утечки и предотвращения попадания газа в машинное отделение.Утечка газа из внутренней трубы может быть обнаружена детекторами газа в вентиляционной трубе перед вход в вытяжные вентиляторы. При обнаружении затронутую линию подачи газа можно перекрыть.

Блоки газовых клапанов в целом

Безопасность
Основными функциями блока газовых клапанов являются регулирование давления газа, подаваемого в двигатель, и обеспечение быстрого и надежного отключения подачи газа. Последнее требование указано во Временном руководстве. о безопасности судовых двигателей, работающих на природном газе (код IGF), в которых говорится, что каждая единица газопотребляющего оборудования должна быть снабжена набором «двойных запорных и спускных» клапанов.

Двойной запорный и спускной клапаны состоят из двух быстро закрывающихся клапанов и вентиляционного клапана между быстро закрывающимися клапанами. Два запорных клапана обеспечивают полное резервирование, поскольку они установлены последовательно. Кроме того, клапаны с пневматическим приводом закроется в случае потери питания или подачи воздуха. Вентиляционный клапан всегда открыт, когда запорные клапаны закрыты. В уникальной последовательности испытаний, разработанной Wärtsilä, проверяется работоспособность клапанов. при каждом запуске и остановке двигателя.

Регулировка давления
Для каждого двигателя давление подачи газа должно регулироваться в узком, зависящем от нагрузки диапазоне давления. Регулировка осуществляется с помощью клапана регулировки давления, расположенного в пределах 10 м от двигателя. Меньший Объем газа между клапаном регулирования давления и двигателем улучшает время отклика системы в переходных условиях, таких как колебания нагрузки двигателя.

Техническое обслуживание и инертизация линий подачи
Перед началом работ по техническому обслуживанию двигателя и / или GVU необходимо удалить любой оставшийся природный газ путем замены природного газа, например, инертным газом. азот.Процесс инертизации GVU гарантирует, что природный газ не может просочиться в окружающие области, тем самым устраняя потенциальные риски.

Рис. 2 — GVU-ED ™ может быть установлен непосредственно в машинном зале с минимальной занимаемой площадью и вводом в эксплуатацию по принципу «включай и работай».

Рис. 3 — GVU-ED ™, установленный в Viking Grace.

Ограничения существующих конструкций помещения газовой арматуры

Если одностенная газовая труба проходит через комнату под палубой, вся комната становится газоопасной зоной.Традиционная концепция выполнения требований безопасности заключалась в создании помещения исключительно для GVU, полностью отделенного от других номера.

Помещение должно быть газонепроницаемым и соответствовать следующим требованиям.

1. Все электрическое оборудование должно соответствовать требованиям ATEX для взрывоопасных зон, зона 1
2. Воздушный шлюз должен быть установлен на входе в помещение GVU с двумя самозакрывающимися дверями, одобренными для класса ATEX. Воздушный шлюз должен быть достаточно большим, чтобы через него мог пройти человек, при этом одновременно должна открываться только одна дверь.
3. Требуются большие резервные вентиляторы ATEX для помещения GVU.
4. Вентилятор вентиляции должен обеспечивать достаточное разрежение для помещения ГВУ, и должны быть трубы с двойными стенками в и из помещения ГВУ
5. Необходимо рассчитать максимальное давление, которое может возникнуть в случае разрыва газовой трубы
6. Необходимо провести анализ рисков системы (HAZID).

Выполнение всех этих требований — непростая задача, особенно для небольших судов, где пространство машинного отделения было полностью использовано.

Однако из-за количества различных клапанов, требуемых в GVU, когда GVU изготовлен из стандартных готовых компонентов, физический размер блока запрещает любую альтернативную конструкцию, кроме установки GVU внутри выделенного помещения.

Существующие на рынке системы управления коммерчески нецелесообразны для установки в газоопасной зоне. Вместо этого для электрической системы GVU до сих пор устанавливалась соединительная коробка, сертифицированная ATEX. Фактическая система управления ГВУ должна быть установлен в отдельном помещении. Подключение к системе автоматизации до окончательной установки на судне было невозможно. Таким образом, проверка и проверка работоспособности всей системы возможны только в самые напряженные дни. во время ввода судна в эксплуатацию, что обычно происходит непосредственно перед ходовыми испытаниями.

Газовый клапан Wärtsilä — закрытая конструкция ™

Новаторский Wärtsilä GVU-ED ™ отличается от более ранних конструкций газонепроницаемым кожухом вокруг технологических компонентов, таких как клапаны, приводы и датчики. Из-за конструкции корпуса те же принципы могут быть применяется как для двустенных труб. Кожух образует газонепроницаемый второй барьер от любых непредвиденных утечек газа. Следовательно, GVU-ED ™ как таковой является лишь частью более крупной вентилируемой системы двустенных трубопроводов.

Трубопроводы и компоненты имеют покрытие снаружи в соответствии с цветовыми схемами для морских судов.

Поскольку газовое оборудование находится внутри блока, Wärtsilä GVU-ED ™ может быть установлен рядом с двигателем таким же образом, как и другое вспомогательное оборудование. Поскольку не требуется отдельного помещения для GVU, экономия места и затрат и для двора, и для хозяина очевидны. Аналогичным образом достигается экономия в архитектуре системы управления, где шкаф управления и электромагнитных клапанов монтируется непосредственно на агрегате.Полная функциональность GVU-ED ™ контролируется встроенная система управления. Система управления основана на аппаратном обеспечении Wärtsilä Unic и тех же надежных компонентах, которые используются в самих двигателях Wärtsilä Dual Fuel (DF). На основе сигналов логики системы управления, соленоиды управляют клапанами с пневматическим приводом внутри корпуса.

Рис. 4 — Опыт эксплуатации полных силовых установок для газовых судов был получен в нескольких конфигурациях и типах судов.

Кроме того, на шкафу управления установлена ​​полноцветная панель HMI (человеко-машинный интерфейс), с которой можно контролировать следующие параметры.

• Текущее состояние GVU-ED ™
• Положения клапана и показания датчиков
• История аварийных сигналов
• Возможные активные аварийные сигналы

Вся установка проходит заводские приемочные испытания со встроенной системой управления перед отправкой с завода, что обеспечивает высокое качество и беспроблемный ввод в эксплуатацию

Объем вентиляции значительно снижен , по сравнению с большими специализированными помещениями, что позволяет быстрее и раньше обнаруживать даже малейшие утечки газа.Мощность вентиляторов, необходимых для вентиляции, может быть уменьшена в той же пропорции. Выборочная установка датчиков обнаружения газа в линиях подачи упрощает идентификацию источника и местоположения возможных утечек.

Подводя итог, GVU-ED ™ дает следующие преимущества:

• Полный модуль GVU
• Может быть установлен в машинном отделении, в безопасной зоне, рядом с двигателем
• Система управления построена на модуле
• Заводские приемочные испытания перед поставкой вместе с автоматикой
• Полная интеграция с двигателями Wärtsilä DF (i.е. управление подачей газа, процесс инертизации и вентиляции)
• Более простая установка, необходимо подключить только трубопроводы и внешние сигналы
• Оптимально для модернизации, не нужно строить помещение GVU
• Небольшая занимаемая площадь, меньше места для установки
• Меньшие опасные зоны, проще Аттестация класса и установка
• Вентиляционные каналы меньшего размера, интегрированные с системой труб с двойными стенками
• Меньшая мощность вытяжного вентилятора
• Унифицированная документация и руководства Wärtsilä
• Защита открытых компонентов во время транспортировки и установки является неотъемлемой частью философии проектирования

GVU Альтернативные конфигурации -ED ™:

Последнее поколение GVU-ED ™ имеет новый набор альтернативных конфигураций, которые изменяют компоновку и конструкцию в соответствии с условиями установки наиболее выгодным образом.GVU-ED ™ второго поколения имеют вертикальную конструкцию, что означает, что самый большой размер находится в вертикальном положении, чтобы обеспечить минимально возможную площадь основания.

GVU-ED ™ подходит для всей линейки двигателей Wärtsilä и состоит из четырех различных типоразмеров, в зависимости от расхода газа, необходимого для установки двигателя. Размеры GVU-ED ™: DN50, DN80, DN100 и DN125 относительно внутреннего размеры газовой трубы. Внутренняя и внешняя базовая конструкция одинакова для всех четырех размеров.Различия заключаются в размере и обвязке компонентов.

В зависимости от свойств природного газа, таких как более низкая теплотворная способность (LHV), оборудование GVU-ED ™ оптимизировано для обеспечения более высокого объемного расхода. Это компенсирует газ с более низким содержанием энергии или наоборот.

3.1 — Версия из нержавеющей стали GVU-ED ™
Стандартная версия всегда имеет хорошую защиту от коррозии. В дополнение к вышесказанному, теперь есть дополнительная версия, полностью выполненная из нержавеющей стали, т.е.е. все компоненты в прямом контакте с природный газ изготовлен из нержавеющей стали. Рекомендуется выбирать эту версию, если GVU-ED ™ будет работать на влажном газе. Так обстоит дело, например, со всеми установками газового риформинга Wärtsilä.

3.2 — GVU-ED ™ с массовым расходомером
В качестве новой стандартной опции массовый расходомер для измерения природного газа может быть установлен внутри корпуса GVU-ED ™. Массовый расходомер Кориолиса дает гораздо более точную индикацию энергии подается в двигатель по сравнению с другими косвенными измерениями объемного расхода, даже когда они компенсируются по температуре и давлению.Это так до тех пор, пока газ не содержит значительных количеств инертных веществ, таких как азот и углекислый газ. На основе непрерывных измерений массового расхода газа можно легко рассчитать потребление энергии отдельным двигателем и использовать его в качестве входных данных в программах оптимизации двигателя или судна.

3.3 — Версии зеркала GVU-ED ™
Все размеры GVU-Enclosed Design ™ могут быть установлены в виде зеркала, чтобы оптимизировать дизайн машинного отделения. GVU-ED ™ требует места для обслуживания на проеме крышки корпуса. сторона для обслуживания компонентов внутри.Таким образом, шкафы управления могут быть установлены как с левой, так и с правой стороны корпуса. В качестве альтернативы крышку можно снять с петель, если пространство очень ограничено. Эта опция предварительно настроена в соответствии с условиями установки. Расположение внутренних компонентов одинаково независимо от стороны монтажа.

ВЫВОДЫ

Сегодня компания Wärtsilä признана лидером в области силовых установок для судов, работающих на газе. Сильная и своевременная приверженность компании позволила получить глубокие знания в области использования природного газа и СПГ.Двигатель Wärtsilä DF используется во всем мире. признан в морской индустрии. Самые последние продукты, LNGPac ™ и GVU — Enclosed Design ™, являются еще одним примером передовых технологий и приверженности стратегии Wärtsilä по снижению общих инвестиционных затрат. и снижение порога перехода с жидкого топлива на газ в зонах ЭК. Начиная с 2010 года кожух GVU поставляется в стандартной комплектации вместе с двигателями Wärtsilä DF. Сегодня Wärtsilä находится в уникальном положении. может предложить полные газовые двигательные установки, которые включают в себя все: от бункеровки СПГ, хранения и двигателей до силовой установки.

Как работают автомобили, работающие на природном газе?

Транспортные средства, работающие на сжатом природном газе (КПГ), работают во многом как автомобили с бензиновым двигателем и двигателями внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Двигатель работает так же, как бензиновый двигатель. Природный газ хранится в топливном баке или цилиндре, обычно в задней части автомобиля. Топливная система КПГ передает газ под высоким давлением из топливного бака по топливопроводам, где регулятор давления снижает давление до уровня, совместимого с системой впрыска топлива двигателя.Наконец, топливо вводится во впускной коллектор или камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а затем сжимается и воспламеняется свечой зажигания. Узнайте больше о транспортных средствах, работающих на природном газе.

Изображение в высоком разрешении

Ключевые компоненты автомобиля, работающего на природном газе

Батарея: Батарея обеспечивает электричество для запуска двигателя и электроники / аксессуаров силового транспортного средства.

Электронный блок управления (ЕСМ): ЕСМ контролирует топливную смесь, угол опережения зажигания и систему выбросов; следит за работой автомобиля; предохраняет двигатель от злоупотреблений; а также обнаруживает и устраняет проблемы.

Выхлопная система: Выхлопная система направляет выхлопные газы из двигателя через выхлопную трубу. Трехкомпонентный катализатор предназначен для уменьшения выбросов выхлопной системы при выходе из двигателя.

Заливная горловина: Форсунка топливораздаточной колонки присоединяется к резервуару на транспортном средстве для заправки топливного бака.

Система впрыска топлива: Эта система подает топливо в камеры сгорания двигателя для воспламенения.

Топливопровод: Металлическая трубка или гибкий шланг (или их комбинация) подает топливо из бака в систему впрыска топлива двигателя.

Топливный бак (сжатый природный газ): Хранит сжатый природный газ на борту транспортного средства до тех пор, пока он не понадобится двигателю.

Регулятор высокого давления: Снижает и регулирует давление топлива на выходе из бака, понижая его до приемлемого уровня, требуемого системой впрыска топлива двигателя.

Двигатель внутреннего сгорания (с искровым зажиганием): В этой конфигурации топливо впрыскивается либо во впускной коллектор, либо в камеру сгорания, где оно смешивается с воздухом, а топливно-воздушная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания. .

Ручное отключение: Позволяет оператору транспортного средства или механику вручную отключить подачу топлива.

Топливный фильтр для природного газа: Улавливает загрязнения и другие побочные продукты, предотвращая их засорение критически важных компонентов топливной системы, таких как топливные форсунки.

Трансмиссия: Трансмиссия передает механическую мощность от двигателя и / или электрического тягового двигателя для привода колес.

Общие сведения о компрессорных станциях природного газа

Компрессорные станции являются неотъемлемой частью газопроводной сети, по которой природный газ транспортируется от отдельных добывающих скважин к конечным пользователям. Когда природный газ движется по трубопроводу, расстояние, трение и перепады высот замедляют движение газа и снижают давление.Компрессорные станции стратегически размещены в сети трубопроводов сбора и транспортировки, чтобы поддерживать давление и поток газа на рынок.

Компоненты компрессорной станции

Природный газ поступает на компрессорную станцию ​​по трубопроводу станции и проходит через скрубберы и фильтры для извлечения любых жидкостей и удаления твердых частиц или других твердых частиц, которые могут находиться в потоке газа (Рисунок 1). После очистки поток природного газа направляется по дополнительным заводским трубопроводам к отдельным компрессорам.Компьютеры регулируют поток и количество устройств, необходимых для обработки запланированных требований к потоку системы. Большинство компрессорных агрегатов работают параллельно, при этом отдельные компрессорные агрегаты обеспечивают необходимое дополнительное давление перед тем, как направить газ обратно в трубопровод с восстановленным полным рабочим давлением. Когда требуемое повышение давления очень велико, несколько компрессорных агрегатов могут работать поэтапно (последовательно) для достижения желаемого давления поэтапно.

При сжатии природного газа выделяется тепло, которое необходимо отводить для охлаждения газового потока перед тем, как покинуть компрессорную установку.На каждые 100 фунтов на квадратный дюйм повышения давления температура газового потока увеличивается на 7-8 градусов. Большинство компрессорных станций имеют систему воздушного охлаждения для отвода избыточного тепла (охладитель «после»). Тепло, выделяемое при работе отдельных компрессорных агрегатов, рассеивается через герметичную систему охлаждения, аналогичную автомобильному радиатору.

В областях с влажным газом или в областях, где производится сжиженный природный газ (ШФЛУ), изменения давления и температуры вызывают выпадение некоторых жидкостей.Выпадающие жидкости улавливаются в цистернах и вывозятся грузовиками с площадки. Уловленные жидкости называются природным бензином или капельным газом, который часто используется в качестве смеси автомобильного бензина.

Большинство компрессорных станций работают за счет части природного газа, протекающего через станцию, хотя в некоторых районах страны все или некоторые агрегаты могут иметь электрическое питание, главным образом, по соображениям охраны окружающей среды или безопасности. Компрессоры, работающие на газе, могут приводиться в действие как обычными поршневыми двигателями, так и газотурбинными установками.Между этими конкурирующими технологиями компрессорных двигателей существуют конструктивные и эксплуатационные различия, а также уникальные выбросы в атмосферу и уровень шума.

На станции может быть один или несколько отдельных компрессорных агрегатов, которые могут находиться на открытом воздухе или, что чаще, размещаться в здании для облегчения технического обслуживания и управления звуком. Новые юниты часто размещаются по одному в каждом здании, но в одном большом здании может быть несколько юнитов. Здания компрессоров обычно включают изолированные стены, экранированные выхлопные системы и передовые технологии вентиляции для гашения звука.Вновь построенные компрессорные здания могут включать эти элементы в тех случаях, когда местные, государственные или федеральные нормы требуют снижения шума (Рисунок 2).

Рисунок 2. Внутри компрессорного корпуса. Предоставлено Marcellus Education Team

Площадки компрессорных станций для линий сбора часто больше, чем компрессоры линий электропередач, из-за того, что в комплекс входит несколько трубопроводов, а в некоторых случаях требуется дополнительное оборудование для фильтрации и удаления жидкостей из газового потока ( Рисунок 3).Другие компоненты компрессорного комплекса включают резервные генераторы, газоизмерительное оборудование, системы фильтрации газа, а также системы контроля и управления безопасностью. Также может быть оборудование для одоризации для добавления меркаптана, который придает природному газу характерный сернистый запах.

Рисунок 3. Площадка компрессорной станции. Предоставлено Spectra Energy

1. Трубопровод станции 2. Фильтр-сепараторы / скрубберы 3. Компрессорные агрегаты 4. Система охлаждения газа 5. Система смазочного масла 6.Глушители (глушители выхлопных газов) 7. Система топливного газа 8. Резервные генераторы

Нормативно-правовая база

Компрессорные станции разрешены и регулируются на федеральном уровне или уровне штата в зависимости от типа трубопровода, обслуживаемого компрессором. В этой публикации будут обсуждаться два основных типа трубопроводных / компрессорных систем: системы сбора и межгосударственные системы передачи. Следует отметить, что цель, а не размер трубы, определяет, является ли трубопровод сборной линией или межгосударственной линией.

Компрессорные станции в системе сбора

Линии сбора обычно представляют собой трубопроводы меньшего диаметра (обычно в диапазоне от 6 до 20 дюймов), которые перемещают природный газ от устья скважины к установке по переработке природного газа или соединяются с большим магистральным трубопроводом. Линии сбора регулируются на государственном уровне, а компрессорные станции, входящие в систему сбора, также регулируются государством. В Пенсильвании Департамент охраны окружающей среды (PA DEP) отвечает за выдачу экологических разрешений и регулирование при планировании и строительстве компрессоров системы сбора.Подразделение газовой безопасности Комиссии по коммунальным предприятиям Пенсильвании (PA PUC) отвечает за надзор за безопасностью во время строительства и эксплуатации определенных объектов Класса 2, Класса 3 и Класса 4. Регламент PA PUC включает спецификации материалов и конструкции, проверки на месте, а также обзор процедур технического обслуживания и безопасности компании.

Природный газ в системе сбора может поступать на компрессорную станцию ​​при различных давлениях в зависимости от давления в скважинах, питающих систему, и расстояния, на которое газ проходит от устья скважины до компрессора.Независимо от входящего давления, газ должен быть отрегулирован или сжат до давления передачи (обычно от 800 до 1200 фунтов на квадратный дюйм), прежде чем он сможет попасть в межгосударственную систему передачи. Поскольку требования к сжатию могут быть значительными в системе сбора, эти компрессорные системы обычно представляют собой большие установки, состоящие из 6–12 компрессоров в нескольких зданиях. Многие из этих компрессорных станций системы сбора увеличиваются в размерах по мере того, как в районе бурят больше скважин, что увеличивает потребность в сжатии.Постоянные требования к земле для компрессора системы сбора обычно составляют от 5 до 15 акров, но они могут превышать это значение, учитывая уклон земли и другие факторы.

Компрессорные станции в межгосударственной системе газоснабжения

Магистральные трубопроводы, как правило, представляют собой магистральные трубопроводы большого диаметра (20-48 дюймов), по которым природный газ транспортируется из районов добычи в районы рынка. Эти межгосударственные трубопроводы транспортируют природный газ через государственные границы — в некоторых случаях через всю страну.Федеральная комиссия по регулированию энергетики (FERC) имеет полномочия по размещению, строительству и эксплуатации межгосударственных трубопроводов и компрессоров. Процесс проверки FERC включает экологическую экспертизу, оценку альтернативных участков и взаимодействие с землевладельцами и общественностью.

После ввода в действие межгосударственных компрессорных станций, регулируемых на федеральном уровне, безопасность станции регулируется, контролируется и обеспечивается Министерством транспорта США (DOT). В рамках DOT Управление по безопасности трубопроводов и опасных материалов (PHMSA) отвечает за соблюдение надлежащих стандартов проектирования, строительства, эксплуатации, технического обслуживания, испытаний и инспекций.

Межгосударственные линии электропередачи регулируются на федеральном уровне, а компрессорные станции, являющиеся частью межгосударственной системы электропередачи, также регулируются на федеральном уровне. Межгосударственные компрессорные предприятия должны, как правило, соответствовать местным и государственным нормам; однако в случае конфликта преимущественную силу будут иметь более строгие правила.

Природный газ в межгосударственном трубопроводе обычно уже находится под давлением от 800 до 1200 фунтов на квадратный дюйм. Чтобы газ продолжал оптимально течь, его необходимо периодически сжимать и проталкивать по трубопроводу.Трение и перепады высот замедляют газ и снижают давление, поэтому компрессорные станции обычно размещаются на расстоянии от 40 до 70 миль вдоль трубопровода, чтобы обеспечить повышение давления. Поскольку они обеспечивают только повышение давления, компрессоры межгосударственной системы передачи, как правило, меньше по размеру по сравнению с компрессорами системы сбора. Типичный объект может состоять из двух компрессорных агрегатов (один из которых работает, а другой служит резервным) в одном здании.Типичные постоянные требования к земле для межгосударственного компрессора составляют от 4 до 5 акров.

Соображения безопасности

Компрессорные станции включают в себя различные системы и методы безопасности для защиты населения и сотрудников станции в случае возникновения чрезвычайной ситуации. Например, каждая станция имеет систему аварийного отключения (ESD), подключенную к системе управления, которая может обнаруживать аномальные условия, такие как непредвиденное падение давления или утечка природного газа (Рисунок 4). Эти аварийные системы автоматически останавливают компрессорные агрегаты, изолируют и удаляют воздух из газовых трубопроводов компрессорной станции (иногда это называется продувкой).Правила требуют, чтобы компрессорные станции периодически проверяли и выполняли техническое обслуживание системы аварийного отключения для обеспечения надежности. Землевладельцам, соседям и службам быстрого реагирования рекомендуется ознакомиться с системами безопасности, процедурами испытаний и протоколами аварийного реагирования для компрессорных станций в их районе.

Рисунок 4. Клапан аварийного отключения на входящем трубопроводе. Предоставлено Marcellus Education Team

Одоризация

Природный газ — это бесцветный газ без запаха, поэтому одорант, обычно меркаптан, добавляется в газовый поток в качестве дополнительного механизма безопасности.Одоризация природного газа в межгосударственных системах передачи и сборах регулируется в соответствии с разделом 49, часть 192 Федерального свода правил, который требует одоризации линий электропередачи в густонаселенных районах (местоположения классов 3 и 4). В отношении зон с серьезными последствиями применяются дополнительные уровни регулирования для обеспечения общественной безопасности. «Расположение класса» — термин, используемый в правилах для обозначения плотности населения вокруг трубопровода. Расположение класса определяется количеством жилых единиц в пределах 220 ярдов на скользящей миле от трубопровода.Классы 3 и 4 — это места с 46 или более зданиями или здания, в которых проживает 20 или более человек не менее 5 дней в неделю в течение 10 недель (школы, общественные центры и т. Д.). Транспортные трубопроводы в местах класса 1 и 2 — в сельской местности с менее чем 46 зданиями на милю скольжения — освобождены от правил одоризации. С практической точки зрения, газ, одорированный в помещениях класса 3 или 4 «выше по потоку», будет сохранять некоторый уровень одоранта в газовом потоке, когда он проходит через зоны классов 1 и 2.

Таблица 1. Регулировка компрессорной станции. Следующая матрица представляет собой общий обзор регулируемых параметров компрессорной станции и задействованных агентств.

	Компрессоры системы сбора (PA)		Компрессоры межгосударственных систем (федеральные)
	5 разрешение	EPA и PA DEP	Закон о чистом воздухе
Уровень шума	Нет *	* Муниципалитеты могут иметь местные постановления по шуму, которые будут применяться к компрессорным станциям в пределах муниципалитета		Шум не должен превышать день — средний ночной уровень 55 децибел в любой ранее существовавшей чувствительной к шуму зоне (NSA), такой как школы, больницы или жилые дома
Эрозия и отложения	PA DEP	Глава 102: Правила контроля за эрозией и загрязнением отложений	FERC	FERC работает в сотрудничестве с окружными природоохранными Правила гэс
Расположение	PA DEP (ограничено)	Глава 105: водные пути и водно-болотные угодья разрешены	FERC	Объем, экологическая экспертиза и общественная поддержка FERC
Vibration			Компании должны соблюдать правило FERC 18CFR 380.12 (k) (4) (v) (B), чтобы убедиться в отсутствии увеличения ощутимой вибрации при работе
Эксплуатация, техническое обслуживание и безопасность	PA PUC	Технические характеристики материалов и конструкции, проверки на месте, обзор процедур технического обслуживания и безопасности	US DOT PHMSA	Спецификации материалов и конструкции, инспекции на месте, обзор процедур технического обслуживания и безопасности
Общественный вклад	PA DEP	45-дневный период комментариев по предлагаемым общим разрешениям	FERC PA DEP	Общественность может предоставить информацию о предлагаемой компрессорной станции на нескольких этапах процесса проверки FERC 25 Па.Код 127.621 25 Па. Код 127.44

Соображения местных жителей и землевладельцев

Хотя некоторые договоры аренды нефти и газа и сервитута трубопроводов могут разрешать строительство компрессорных станций на арендованной территории, большинство соглашений о компрессорных станциях оговариваются как договорные. отдельный договор с помещиком. Когда речь идет об аренде полезных ископаемых, праве отчуждения или других соглашениях, обычно рекомендуется сохранять соглашение как можно более узким и не разрешать размещение наземных сооружений, таких как компрессорные станции, в рамках соглашения.Таким образом, землевладелец может получить дополнительную стоимость от аренды компрессора и сосредоточиться на обсуждении условий, которые являются уникальными для аренды или продажи компрессора (или вообще избежать этого). Например, расположение объекта, уменьшение шума, ограничения движения и освещения могут быть более важными соображениями на объекте компрессора, чем другие соглашения. Если компрессорная станция уже включена в договор аренды полезных ископаемых или трубопровод, землевладелец может пожелать попросить оператора о соглашении о землепользовании, чтобы предоставить руководящие принципы и ограничения для строительства компрессорной станции; однако обычно легче договориться об этом до подписания договора аренды полезных ископаемых.Обратитесь к публикациям Penn State Extension «Руководство для землевладельцев по аренде земли в Пенсильвании» и «Переговоры о правах прохода на трубопровод в Пенсильвании» для получения дополнительной информации об аренде полезных ископаемых и соображениях права отчуждения.

Сдать или продать участок?

Операторы компрессоров могут иметь предпочтение владеть собственностью, а не арендовать площадь, на которой построена компрессорная станция. Землевладельцы должны учитывать последствия продажи или сдачи в аренду своей собственности для компрессорной станции.Продажа участка может облегчить некоторые опасения землевладельцев, такие как ответственность, налоги на имущество, нарушение владения и рекультивация участка. Оплата продажи сайта обычно происходит авансом и полностью без возможности дополнительных текущих платежей.

Аренда собственности может предоставить землевладельцу больший контроль над выбором места и проектированием компрессорной станции. Землевладельцу могут потребоваться буферы для уменьшения шума и нарушения зрения. Лизинг может дать землевладельцам больше рычагов воздействия на этапах строительства и эксплуатации компрессорной станции — сдаваемая в аренду промежуточная компания может быстрее ответить землевладельцу, у которого она арендует.В любом случае землевладельцам важно учитывать соглашение и то, как оно может повлиять на их прибыль и образ жизни. При принятии решения о сдаче в аренду или продаже также следует учитывать последствия налога на прибыль и налога на имущество.

Оценка стоимости

Сколько стоит площадка под компрессорную станцию? Ответ может значительно отличаться в зависимости от местоположения и индивидуального порога землевладельца для согласования условий договора купли-продажи или аренды. Если условия не соблюдены, готов ли землевладелец пойти на компромисс? Землевладельцы должны подумать, не повлияет ли проект на их землю, образ жизни и / или сельскохозяйственные операции.Некоторые вопросы, которые следует учитывать при согласовании цены, могут включать:

1. Требуемое количество земли
2. Количество нарушенных земель (временно и постоянно)
3. Реальная стоимость земли
4. Влияние на использование и стоимость ваша оставшаяся площадь
5. Возможное вмешательство в сельскохозяйственную деятельность
6. Стоимость недавних договоров аренды и продажи компрессорной площадки в вашем районе

Помните, что нет установленной суммы в долларах, которую должен принять землевладелец, но стоимость недавних договоров аренды и продажи площадок обеспечивает общее представление о том, сколько отрасль готова платить за аналогичные соглашения в вашем регионе.

Программа «Чистый и зеленый»

«Чистый и зеленый» — это льготное начисление налога на имущество, которое способствует сохранению ферм, лесов и открытых земель в Пенсильвании. Закон о чистоте и защите окружающей среды позволяет выделить часть собственности, предназначенную для нефтегазовых операций, без штрафных санкций, которые могут повлиять на всю собственность. Часть затронутого имущества будет облагаться налогом на возврат (до 7 лет и сбор в размере 6 процентов простых процентов) и будет оцениваться по полной рыночной стоимости в будущем.Землевладельцы, участвующие в программе Clean and Green или любой другой программе по сохранению или сохранению, должны рассмотреть вопрос о том, чтобы юрисконсульт рассмотрел и изменил соглашение, указав, что арендодатель или покупатель берет на себя уплату любых налогов или штрафов, начисленных в результате соглашения.

Особенности площадки

Площадки компрессорных станций сильно различались по количеству акров, нарушенных на этапе строительства, и земли, постоянно используемой во время эксплуатации. (Рисунок 5). Это может быть от 3 акров до более 20 акров на участок; средняя площадь компрессорной площадки системы сбора, построенной за последние несколько лет, может составлять от 12 до 15 акров, но землеройные работы, складирование грунта и подъездные дороги увеличивают общую площадь нарушенных земель.Землевладельцы могут пожелать указать лимит площади нарушенных акров и количество земли, разрешенной для постоянного использования. Участки для временного использования или строительства должны быть четко определены с точки зрения использования и количества времени, в течение которого они пригодны (например, термин «временный» не имеет определения в соглашении до тех пор, пока землевладелец не установит такие параметры, как как 6 месяцев или 1 год).

Рисунок 5. Компрессорная станция. Предоставлено Информационно-исследовательским центром Marcellus

Уровень шума

Компрессоры могут генерировать значительный шум в зависимости от типа компрессора, используемых технологий шумоподавления, уклона земли вокруг компрессора и других факторов.Владельцы земли могут учитывать шум, поскольку он влияет на них и их соседей при заключении соглашения о компрессорной станции. Операторы компрессорных станций часто включают некоторый уровень снижения шума в проект своего участка, но землевладелец может захотеть включить минимальные стандарты в свое соглашение об аренде или продаже.

В настоящее время FERC требует, чтобы уровень шума не превышал 55 децибел днем ​​/ ночью средний уровень звука (дБА Ldn) в ближайшей чувствительной к шуму зоне (NSA). К зонам, чувствительным к шуму, относятся жилые дома, места отправления культа и другие места.Это требование касается только компрессорных станций, которые регулируются FERC, которые будут включать межгосударственную трубопроводную систему в Пенсильвании, но не включают компрессоры, которые связаны с линиями сбора. Некоторые муниципалитеты (округа, поселки, районы) имеют свои собственные постановления, ограничивающие шум. Если есть постановление, подумайте о том, чтобы попросить у ваших муниципальных чиновников копию постановления.

В Пенсильвании нет никаких преимущественных государственных нормативов, регулирующих уровень шума от компрессорных станций.Если предлагаемый объект не находится под юрисдикцией FERC и у муниципалитета нет постановления по шуму, землевладельцы должны рассмотреть возможность добавления минимальных стандартов в свое соглашение об аренде / продаже. Землевладельцы могут также рассмотреть возможность будущей жилой застройки в районе предлагаемой компрессорной площадки. Одно из соображений состоит в том, чтобы установить ограничение шума на краю компрессорной площадки (например, не более 60 дБА Ldn от края компрессорной площадки), а не на ближайшую чувствительную к шуму зону.

9035 6

Таблица 2. Сравнительные примеры уровней звука. (См. Потеря слуха, вызванная шумом в сельском хозяйстве)

Уровни звука в дБ (А)	Общие	Сельское хозяйство
0	Порог слышимости (самый слабый звук)
	библиотека
	50-60	Нормальный разговор
55-70	Посудомоечная машина
74-112		Трактор	Цепная пила			79-89	Подвижная косилка
80-105		Комбайн
81-102		Зерносушилка
83-116
-106		Опрыскиватель для сада
85-115		Свинья визжит
88-94		Садовый трактор
93-97		Помол зерна
110	Воздуходувка
110-130			Rock Concert		Реактивный самолет у трапа

Источники: Потеря слуха у сельскохозяйственных рабочих , Совет национальной безопасности, Итаска, Иллинойс; Лига слабослышащих, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк.

Качество воздуха

Большинство компрессорных станций природного газа работают от двигателей внутреннего сгорания, которые сбрасывают выбросы выхлопных газов в атмосферу. В 2013 году ПО ДЭП ввело более строгие нормы выбросов для компрессорных станций посредством пересмотренного ГП-5. PA DEP разработала комплексную программу сокращения выбросов в атмосферу для операций по сжатию и переработке природного газа.

PA DEP разработало форму сертификации соответствия и образец рабочего листа, чтобы помочь регулируемой отрасли с подачей сертификатов соответствия, подлежащих оплате до 1 марта каждого года.Агентство по охране окружающей среды США также регулирует выбросы в атмосферу компрессорных станций в соответствии с положениями Закона о чистом воздухе.

Компрессорные станции могут быть потенциальным источником выбросов метана. В 2012 году EPA подсчитало, что до 45 процентов выбросов метана в секторе транспортировки и хранения природного газа приходятся на традиционные поршневые компрессоры (по оценкам EPA, на сектор транспортировки и хранения приходится 27 процентов общих выбросов метана от нефтегазовых компаний). промышленность).Чтобы ограничить выбросы метана в нефтегазовой отрасли, EPA разработало программу Natural Gas STAR, которая представляет собой гибкое добровольное партнерство, призванное побудить нефтяные и газовые компании внедрять рентабельные технологии и методы сокращения выбросов метана. Многие компании отрасли присоединились к программе Gas STAR и в настоящее время внедряют методы и технологии по снижению выбросов метана. EPA недавно объявило о программе Gas STAR Gold для признания предприятий, которые реализуют полный набор протоколов для сокращения выбросов метана.Запуск программы Gas STAR Gold запланирован на 2015 год.

В дополнение к требованиям государственных разрешений на качество воздуха компрессорные станции FERC проходят проверку в соответствии с Законом о национальной экологической политике (NEPA). Экологический документ FERC будет касаться как строительных, так и эксплуатационных выбросов в атмосферу от компрессорной станции, а также воздействия на почву, восстановление территории и визуальное воздействие.

Свет и движение

Свет и движение на компрессорных предприятиях и вокруг них могут быть значительными во время строительства и эксплуатации.Движение — это в некоторой степени неизбежная проблема, потому что оборудование, материалы и рабочие будут ездить на объект каждый день. Землевладелец может договориться об ограничении движения тяжелых грузовиков и перемещения оборудования на участок и обратно в определенные часы (например, в ночное время).

Небесное свечение или световое загрязнение — это повышение яркости ночного неба, вызванное искусственным светом, рассеянным мелкими частицами в воздухе, такими как капли воды и пыль. Методы уменьшения светового загрязнения включают направленное освещение и использование экранированных осветительных приборов, чтобы меньше света попадало в места, где он не нужен или не нужен.Направленное освещение и экранированные светильники — это моменты, которые могут быть решены в договоре аренды / продажи участка.

Снижение воздействия на почву и восстановление площадки

Существенное нарушение и уплотнение почвы часто происходит во время строительства во временной рабочей зоне, окружающей компрессорную площадку. Это может привести к снижению урожайности сельскохозяйственных культур и снижению роста деревьев на лесных почвах на несколько лет. Следует принять меры для сведения к минимуму уплотнения почвы на протяжении всего процесса строительства и уменьшения уплотнения во время восстановления.Такие шаги включают использование строительной техники только с низким давлением на грунт и прекращение работ, когда грунт влажный и наиболее восприимчивый к силам уплотнения. После замены грунтового материала и выравнивания сервитута вся территория должна быть глубоко взорвана на глубину до 16 дюймов, чтобы разрыхлить обнаженный грунт. Затем складированный верхний слой почвы следует заменить поверх сервитута, снова приняв меры, чтобы избежать уплотнения. Затем замененный верхний слой почвы следует разрыхлить путем глубокого рыхления на глубину до 16 дюймов, а на сельскохозяйственных почвах все камни, вынесенные на поверхность, должны быть собраны и удалены.Восстановление полной продуктивности сельскохозяйственных почв иногда можно ускорить за счет внесения компоста или навоза в верхний слой почвы.

Визуальное воздействие на ландшафт

Компрессорные узлы часто могут оказывать длительное визуальное воздействие на ландшафт после того, как они построены. Существует несколько стратегий, которые можно использовать для смягчения этих визуальных воздействий и объединения компрессорной станции и соответствующей инфраструктуры природного газа в ландшафт. Вопросы визуального воздействия могут быть включены в соглашение об аренде / продаже участка, как если бы можно было оговорить стоимость, уровень шума или любые другие соображения.

Проектирование зданий

Компрессорные здания в исторических районах и других критически важных областях были построены с конструктивными особенностями, имитирующими окружающую архитектуру. В сельской местности компрессорное здание, которое выглядит как сарай или другое сельскохозяйственное сооружение, будет менее навязчивым, чем компрессор традиционной конструкции.

Расположение объекта

Некоторые места, естественно, хорошо видны, например, сооружения, построенные на холме или гребне. Размещение компрессорной станции в менее заметном месте или вне зоны прямой видимости соседей будет менее навязчивым.

Скрининг

Насыпь грунта, сплошное ограждение и / или посадка вечнозеленых деревьев и кустарников в стратегических целях вокруг объекта поможет еще больше скрыть и заслонить компрессорную площадку из виду. Эти методы также могут помочь снизить уровень шума на объекте.

Муниципальные аспекты и вопросы зонирования

В то время как способность муниципалитетов применять местные постановления о зонировании к компрессорным предприятиям может быть ограничена и может варьироваться в зависимости от государственной юрисдикции, есть некоторые аспекты проектирования и строительства зданий, в которые муниципалитет может иметь вклад (либо через местные правила зонирования или соглашения о сотрудничестве с оператором).

Конструктивные особенности, такие как ливневые стоки с нового объекта, конструкция здания, освещение, звуковые выбросы и отступление от существующих зданий, являются примерами соображений, которые могут быть решены на местном уровне — опять же, посредством местных нормативных актов или совместных действий. соглашения. Муниципальные чиновники могут также рассмотреть возможность координации и / или участия в тренингах по реагированию на чрезвычайные ситуации для компрессоров природного газа и других объектов инфраструктуры, расположенных в пределах муниципалитета.

Право осуждения или выдающееся владение

Большая часть этой публикации посвящена вопросам, характерным для Пенсильвании. Хотя многие из вопросов и соображений, представленных в публикации, являются универсальными, между государствами существуют важные различия в отношении права на осуждение или выдающейся области. В Пенсильвании решение о предоставлении компрессора системы сбора остается за землевладельцем. Некоторые штаты (например, Огайо) действуют в соответствии со статутом «общего оператора», который может допускать изъятие земли для прокладки линий сбора и соответствующей инфраструктуры «по мере необходимости и для общественного пользования.«В некоторых случаях компрессорные станции могут подпадать под это определение (определяемое от штата к штату) и, следовательно, иметь возможность осуществлять выдающийся выбор земли для строительства и эксплуатации компрессорной станции.

С другой стороны, операторы строительство компрессорных станций в рамках межгосударственной сети передачи природного газа имеет право на осуждение после получения «Сертификата удобства и общественной необходимости» после завершения процесса рассмотрения FERC.Это не означает, что землевладелец не должен принимать активное участие в переговорах о компенсации и условиях, когда речь идет о возможности осуждения. Во многих случаях взаимное соглашение между землевладельцем и оператором может быть достигнуто, не проходя через выдающиеся процедуры регистрации домена. Независимо от типа объекта, землевладельцы и другие лица, имеющие дело с соглашениями о компрессорных станциях, перед подписанием какого-либо соглашения должны проконсультироваться с опытным юристом по нефти и газу в своих штатах.

Extension’s Role

Penn State Extension предоставляет образовательные ресурсы для землевладельцев и других заинтересованных сторон по вопросам разработки сланцевого газа. Офисы расширения округа могут организовать учебный семинар, обсудить условия аренды или направить вас к специалистам по нормативным или юридическим вопросам. Хотя консультанты по распространению знаний не могут предоставить юридические консультации, они могут предоставить дополнительную информацию об аренде и соображениях преимущественного права проезда. Для получения дополнительной информации о сланцах Marcellus, разработке природного газа, аренде и полосе отчуждения трубопроводов посетите веб-сайт Penn State Extension Natural Gas.

Ресурсы

Публикация

Федеральная комиссия по регулированию энергетики, «Межгосударственный газовый объект на моей земле? Что мне нужно знать?» Вашингтон, округ Колумбия: Типография правительства США, 2009.

Веб-сайты

Департамент охраны окружающей среды Пенсильвании (PA DEP) Бюро качества воздуха

Подготовлено Дэйвом Мессерсмитом, преподавателем дополнительного образования, при участии Дэна Брокетта, преподавателя дополнительного образования, и Кэрол Лавленд, сотрудника образовательной программы.

Природный газ и окружающая среда

Природный газ обладает многими качествами, которые делают его эффективным, относительно чистым и экономичным источником энергии. Однако при производстве и использовании природного газа необходимо учитывать некоторые проблемы, связанные с окружающей средой и безопасностью.

Природный газ — относительно чистое горючее ископаемое

Сжигание природного газа для получения энергии приводит к меньшим выбросам почти всех типов загрязнителей воздуха и углекислого газа (CO2), чем сжигание угля или нефтепродуктов для производства равного количества энергии.Около 117 фунтов диоксида углерода производится на миллион британских тепловых единиц (MMBtu) эквивалента природного газа по сравнению с более чем 200 фунтами CO2 на MMBtu угля и более 160 фунтами на MMBtu дистиллятного мазута. Свойства чистого горения природного газа способствовали увеличению использования природного газа для производства электроэнергии и в качестве транспортного топлива для транспортных средств в Соединенных Штатах.

Природный газ — это в основном метан — сильный парниковый газ

Некоторые утечки природного газа в атмосферу из нефтяных и газовых скважин, резервуаров для хранения, трубопроводов и перерабатывающих предприятий.По оценкам Агентства по охране окружающей среды США, в 2018 году выбросы метана из систем природного газа и нефти, а также из заброшенных нефтяных и газовых скважин составили около 29% от общих выбросов метана в США и около 3% от общих выбросов парниковых газов в США ¹ . Нефтяная и газовая промышленность принимает меры для предотвращения утечек природного газа.

Разведка, бурение и добыча природного газа влияют на окружающую среду

Когда геологи исследуют месторождения природного газа на суше, они могут нарушать растительность и почву своими транспортными средствами.Бурение скважины на природный газ на суше может потребовать расчистки и выравнивания территории вокруг буровой площадки. Бурение скважин приводит к загрязнению воздуха и может беспокоить людей, дикую природу и водные ресурсы. Прокладка трубопроводов, по которым природный газ поступает из скважин, обычно требует расчистки земли для заглубления трубы. При добыче природного газа также могут образовываться большие объемы загрязненной воды. Эта вода требует надлежащего обращения, хранения и обработки, чтобы она не загрязняла землю и другие воды. Скважины и трубопроводы природного газа часто имеют двигатели для запуска оборудования и компрессоры, которые производят загрязнители воздуха и шум.

В районах, где природный газ добывается из нефтяных скважин, но его неэкономично транспортировать для продажи или он содержит высокие концентрации сероводорода (токсичный газ), он сжигается (сжигается) на скважинах. При сжигании природного газа образуются CO2, окись углерода, диоксид серы, оксиды азота и многие другие соединения, в зависимости от химического состава природного газа и от того, насколько хорошо природный газ сгорает на факеле. Однако сжигание на факеле безопаснее, чем выброс природного газа в воздух, и приводит к снижению общих выбросов парниковых газов, поскольку CO2 не является таким сильным парниковым газом, как метан.

Бурение скважин на природный газ

Источник: Бюро землепользования (общественное достояние)

Передовые технологии, такие как спутники, системы глобального позиционирования, устройства дистанционного зондирования, а также трехмерные и четырехмерные сейсмические технологии, позволяют обнаруживать запасы природного газа при бурении меньшего числа скважин.

Развитие технологий бурения и добычи оказывает положительное и отрицательное влияние на окружающую среду

Новые технологии бурения и добычи природного газа значительно сокращают площадь земель, занятых разработкой нефтегазовых ресурсов.Методы горизонтального и направленного бурения позволяют добывать больше природного газа из одной скважины, чем в прошлом, поэтому для разработки месторождения природного газа требуется меньше скважин.

• Для гидроразрыва скважин требуется большое количество воды. В некоторых районах страны значительное использование воды для гидроразрыва пласта может повлиять на водную среду обитания и доступность воды для других целей.
• При неправильном обращении жидкость для гидроразрыва пласта, которая может содержать потенциально опасные химические вещества, может быть выброшена через разливы, утечки, дефектную конструкцию скважины или другие пути воздействия.Эти выбросы могут загрязнить прилегающие территории.
• Гидравлический разрыв пласта приводит к образованию большого количества сточных вод на поверхности, которые могут содержать растворенные химические вещества и другие загрязнители, которые требуют обработки перед утилизацией или повторным использованием. Из-за количества производимой воды и сложностей, связанных с обработкой некоторых компонентов сточных вод, важны надлежащая очистка и удаление сточных вод.
• По данным Геологической службы США, гидроразрыв пласта «…. вызывает небольшие землетрясения, но они почти всегда слишком малы, чтобы представлять угрозу безопасности. Помимо природного газа на поверхность возвращаются жидкости гидроразрыва и пластовые воды. Эти сточные воды часто сбрасываются путем закачки в глубокие скважины. Закачка сточных вод в недра может вызвать землетрясения, которые достаточно сильны, чтобы их можно было почувствовать, и может вызвать повреждения ».
• Природный газ может быть выброшен в атмосферу во время и после бурения скважины, и количество этих выбросов изучается.

Добыча, транспортировка, распределение и хранение природного газа требуют строгих правил и стандартов безопасности

Поскольку утечка природного газа может вызвать взрыв, действуют строгие правительственные постановления и отраслевые стандарты, обеспечивающие безопасную транспортировку, хранение, распределение и использование природного газа. Поскольку переработанный природный газ не имеет запаха, компании, работающие в сфере природного газа, добавляют в природный газ меркаптан с сильным запахом, напоминающим запах тухлых яиц, чтобы люди могли почувствовать запах утечек.

Последнее обновление: 24 сентября 2020 г.

Машина месяца: Cummins Powers историческое применение природного газа

Министерство энергетики США недавно отметило команду Cummins SuperTruck II за новаторские исследования и разработки в области технологий дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации. Эта награда, которая была вручена команде во время ежегодной конференции DoE по обзору заслуг, знаменует достижение 55% теплового КПД тормозов (BTE) двигателя, оснащенного системой рекуперации отработанного тепла, что является важным показателем в программе SuperTruck II.Конференция прошла 21 июня.

«Достижение 55% BTE заключалось в оптимальном перемещении стрелки во многих областях. Взаимодействие между подсистемами двигателя усложняло определение того, как работать с каждой из этих подсистем для достижения оптимальной производительности двигателя. Достижение конечной цели происходило при тщательном выборе оборудования и месяц оптимизации двигателя и систем рекуперации отработанного тепла на испытательной камере », — сказал Джон Диксон, главный исследователь Cummins по инициативе SuperTruck II.«В Cummins было много людей, которые объединились, чтобы добиться этого, и никогда не сдавались, даже когда мы были на грани, и я очень рад принять эту награду в знак признания их настойчивости».

Cummins является частью инициативы DoE SuperTruck с момента ее начала в 2010 году с целью повышения эффективности грузовых перевозок большегрузных автомобилей. BTE количественно определяет долю химической энергии топлива, которая преобразуется в полезную работу системой двигателя, и действует как важный показатель общей эффективности двигателя.По мере продвижения программы SuperTruck II двигатель Cummins с 55% BTE будет интегрирован в грузовик Peterbilt, чтобы в конечном итоге продемонстрировать повышение эффективности грузовых перевозок.

«Все это изобретение произошло не только во время проекта SuperTruck II — на самом деле, большая часть этой работы была начата с SuperTruck I», — добавил Тим Шипп, руководитель отдела производительности двигателей группы Cummins SuperTruck II.

«Задача SuperTruck I позволила нам в те годы сосредоточиться на повышении эффективности, и с тех пор Cummins не прекращает двигаться вперед.Все, что мы узнали, так тесно связано друг с другом, и достижение 55% BTE является кульминацией всей этой целенаправленной деятельности ».

Более 200 сотрудников Cummins поддержали основную команду SuperTruck, состоящую из 25 новаторов, которые постепенно приближались к цели 55% BTE с постепенными изменениями и улучшениями, пока, наконец, холодным вечером января не достигли своей цели.

Г-н Шипп добавляет: «В те последние месяцы, когда наступало время игры, было необходимо найти технологию, которая подтолкнет нас к финишу.Вот где действительно сыграла роль настойчивость команды, но также и приверженность компании инновациям. Без реального желания провести этот эксперимент со стороны команды и руководства компании мы бы никогда не добились этого ».

Cummins и Peterbilt объединились для создания SuperTruck I, изображенного здесь, впервые продемонстрировав более 50% BTE и аналитически определив технологии, необходимые для достижения 55% BTE.

В своем выступлении перед Сенатом США в марте этого года вице-председатель Cummins Тони Саттертуэйт подтвердил приверженность компании развитию технологий завтрашнего дня, а также важность отраслевых и государственных партнерств, таких как SuperTruck.

«Отрасль тяжелых и внедорожных транспортных средств претерпевает значительные изменения, и Cummins лидирует, инвестируя и внедряя инновации в широкий спектр энергетических систем, включая усовершенствованное дизельное топливо, природный газ, гибридизацию, электрифицированную энергию, технологию топливных элементов и альтернативные технологии. топлива — чтобы у наших клиентов было правильное решение для выполнения работы », — сказал Саттертуэйт. «Тем не менее, промышленность, работающая в одиночку, не приведет нас туда, где мы должны быть, в те сроки, которые осуществимы. Поддерживаемые государством инновации необходимы для решения наших глобальных энергетических и экологических проблем.«

Когда технологии, разработанные в рамках инициативы SuperTruck I, появятся на рынке, они, по прогнозам, позволят экономить 7,9 миллиона галлонов дизельного топлива в день и сократят выбросы CO2 на 33% по сравнению с базовым уровнем 2009 года. SuperTruck II демонстрирует дальнейшее сокращение выбросов CO2 на 50%, удваивая эффективность.

Даниэль Мор, руководитель проекта по системной интеграции проекта Cummins SuperTruck, рад продолжать развивать успех команды. «Мы поставили перед собой задачу достичь агрессивных целей на уровне двигателей, но мы не сможем достичь всех наших целей просто за счет повышения эффективности двигателей; нам нужно подумать об исследовании использования низкоуглеродного топлива — водорода, природного газа и спиртов.Это наша следующая цель ».

Стремление Cummins к эффективности двигателя не заканчивается на 55% BTE.

«Повышение эффективности двигателя по-прежнему возможно, и наша работа будет продолжена для достижения этой цели, — сказал Диксон. — Хотя мы все очень рады отметить это достижение SuperTruck II, мы продолжим стремиться к удовлетворению потребностей наших клиентов и наших клиентов. планета «

Gas Supply — обзор

ME-GI газовые двигатели и двигатели на альтернативном топливе

Хотя двухтопливные четырехтактные среднеоборотные двигатели для судостроения дебютировали примерно в 2001 году, считалось, что применение этой технологии в двухтактных крейцкопфных двигателях было более целесообразным. трудно.Когда компания Wärtsilä впервые установила двухтопливные двигатели на танкерах для перевозки СПГ, она должна была использовать отходящий газ из груза более эффективно, чем обычные паровые турбины. В то время компания MAN считала, что ценность груза лучше всего сохранить за счет повторного сжижения BOG и его возврата в груз, когда судно приводится в движение обычными тихоходными дизельными двигателями. По этой концепции было построено несколько танкеров-газовозов.

По мере того, как все больше внимания уделялось соблюдению требований уровней NOx Tier II и Tier III и сокращению выбросов SOx в зонах контроля выбросов, компания MAN начала изучать возможность создания двухтопливных двигателей для морского использования, уже применяя эту идею в производстве береговой энергии.Первым плодом этого исследования, представленного в 2011 году, стал двигатель ME-GI. Это стало кульминацией многолетней работы, которая началась в 1990-х годах с прототипа двухтопливного двигателя MC-GI компании, который был введен в эксплуатацию на электростанции в Тиба, недалеко от Токио, Япония в 1994 году. Этот двигатель был одобрен по некоторым классификациям. общества, использующие морскую среду, но со стороны судовладельцев это не вызвало особого интереса.

После 20 000 часов работы в этом стационарном устройстве для снятия пиков нагрузки с двигателем Mitsui 12K80MC-GI мощностью 40 МВт в Японии, Hyundai стал первым обладателем лицензии на двухтактный двигатель MAN Energy Solution, продемонстрировавшим новейшую концепцию ME-GI в Корее в в конце 2012 г., а в апреле 2013 г. — Mitsui.В то время MAN Energy Solution предсказывала широкий потенциальный рынок для своего двигателя ME-GI.

ME-GI значительно отличался от двухтопливных четырехтактных двигателей тем, что он представляет собой дизель высокого давления и не использует цикл Отто, как другие двигатели. Технически разница между топливным и газовым двигателями незначительна, но двигатель GI обеспечивает оптимальную топливную гибкость.

Относительно небольшое количество компонентов требует модификации или добавления в сам двигатель, например, систему впрыска масла и газа.ME-GI может работать только на мазуте или на 95% СПГ (в качестве пилотного топлива требуется 5% мазута) или на любой их комбинации (рис. 14.36).

Рис. 14.36. Система впрыска топлива для двигателей ME-GI.

Газопровод выполнен с вентилируемым двустенным трубопроводом с датчиками УВ для безопасного отключения. Для управления газовым двигателем к проверенной системе управления ME добавлена ​​система управления и безопасности GI. Помимо этих систем на двигателе, сам двигатель и его вспомогательное оборудование будут содержать несколько новых узлов.Наиболее важными, помимо системы газоснабжения, являются:

•

Система вентиляции для вентиляции пространства между внутренней и внешней стенкой двустенного трубопровода

•

Система уплотнительного масла , подача уплотнительного масла к газовым клапанам, разделяющим регулирующую нефть и газ. Эта система полностью интегрирована в двигатель, и верфи больше не нужно рассматривать эту установку.

•

Система инертного газа, позволяющая продувать газовую систему двигателя инертным газом.

•

Система управления и безопасности, включающая анализатор углеводородов для проверки содержания углеводородов в воздухе в двустенных газовых трубах.

Система управления и безопасности GI рассчитана на отказ до безопасного состояния. Все отказы, обнаруженные при работе на газовом топливе, включая отказы самой системы управления, приведут к остановке газового топлива и переключению на работу на топливе HFO. Затем следует продувка и дегазация газопроводов высокого давления и всей системы газоснабжения.Переход в режим жидкого топлива происходит без потери мощности двигателя.

Подача газа высокого давления проходит по главной «цепной» трубе, которая соединяет блок газовых клапанов каждого баллона и аккумулятор. Такая конструкция «цепной» трубы выполняет две важные задачи: отделение каждого блока цилиндров от остальных с точки зрения газовой динамики, использование хорошо зарекомендовавшей себя философии конструкции топливной системы двигателя ME и действие гибких соединений между жесткой системой магистральных трубопроводов и конструкция двигателя, защищающая от дополнительных напряжений в трубопроводах цепи, вызванных неизбежными различиями в тепловом расширении системы газопроводов и конструкции двигателя.

Буферный резервуар, содержащий примерно в 20 раз больше объема впрыска за один ход при максимальной продолжительной мощности (MCR), также выполняет две важные задачи: он подает количество газа для впрыска при небольшом, но заранее определенном падении давления, и он формирует важная часть системы безопасности.

Так как трубопровод подачи газа имеет конструкцию с общей топливораспределительной рампой, клапан впрыска газа должен управляться вспомогательной масляной системой управления. Он, в принципе, состоит из гидравлической системы управления гидравлическим маслом ME и клапанной системы ELGI и ELWI (электронный впрыск газа), подающих регулирующее масло высокого давления на клапан впрыска газа, тем самым управляя синхронизацией и открытием газового клапана.

Двухтопливная система впрыска ME-GI требует впрыска пилотного топлива и газового топлива в камеру сгорания. Для этого используются разные типы клапанов. Два предназначены для впрыска газа и два — для пилотного топлива. Вспомогательная среда, необходимая как для работы на топливе, так и на газе, следующая: подача газа высокого давления, подача жидкого топлива (пилотное масло) и подача управляющего масла для срабатывания клапанов впрыска газа.

Клапан впрыска газа соответствует традиционным принципам компактной конструкции.Газ попадает в клапан впрыска газа через отверстия в крышке цилиндра. Для предотвращения утечки газа между крышкой баллона / клапаном впрыска газа и корпусом клапана / направляющей шпинделя установлены уплотнительные кольца из термостойкого и газостойкого материала. Любая утечка газа через газовые уплотнительные кольца будет направляться через отверстия в клапане впрыска газа в пространство между внутренней и внешней защитной трубой двустенной системы газовых трубопроводов, где утечка будет обнаружена датчиками углеводородов.

Газ непрерывно воздействует на шпиндель клапана при максимальном давлении около 300 бар. Чтобы предотвратить попадание газа в систему управления маслом через зазор вокруг шпинделя, шпиндель уплотняется уплотнительным маслом под давлением, превышающим давление газа (на 25–50 бар выше).

Пилотный масляный клапан — это стандартный масляный клапан ME без каких-либо изменений, кроме форсунки. В качестве пилотного масла можно использовать HFO, MGO или MDO. Конструкция масляного клапана позволяет работать только на мазуте до MCR.Газовый двигатель может работать на мазуте при 100% нагрузке в любое время, не останавливая двигатель. Для продолжительной работы на жидком топливе рекомендуется заменить форсунки и добиться увеличения КПД примерно на 1% при работе с полной нагрузкой двигателя.

Газовое топливо соответствует топливу с низким содержанием серы, и для этого типа топлива MAN рекомендует использовать смазочное масло для цилиндров с TBN40. Для тяжелого дизельного топлива с высоким содержанием серы требуется смазочное масло для цилиндров с TBN 70. По сравнению с работой на HFO, газ дает более чистый выхлоп.При очень низком содержании серы или ее отсутствии в выхлопных газах можно пренебречь SOx. Твердые частицы значительно уменьшаются, поскольку они являются выбросами NOx и CO ₂ .

При работе на нефтяном топливе при необходимости могут использоваться все стандартные методы снижения выбросов NOx, за исключением водоэмульгирования. В конечном итоге катализатор SCR может сократить выбросы NOx до 98%, но система EGR также является вариантом.

Если система рециркуляции отработавших газов совмещена с работой на газе, двигатель может легко соответствовать требованиям Tier III.Уровень NOx при работе на газе на 20–30% ниже, чем при работе на HFO, и только около 30% выхлопных газов необходимо пропускать через систему рециркуляции отработавших газов, это приведет к более высокой эффективности на газе по сравнению с работой на HFO в Уровне III. зоны. Очистка воды скруббера EGR — еще одна проблема, которая становится намного проще при работе двигателя на газе, потому что выхлопные газы содержат ограниченное количество твердых частиц и не содержат SOx.

Стандартный двигатель ME-GI разработан для работы на СПГ, который в основном состоит из метана.Вариант ME-GIE был разработан позже для работы на этане, который в качестве топлива может быть получен из грузов судов, перевозящих этан или этилен.

Через год после анонса двигателей ME-GI компания MAN начала разработку новой модели, предназначенной для работы на других видах топлива с низкой температурой вспышки, кроме СПГ. Предполагаемое топливо будет жидким, а не газообразным. Результатом стал двигатель MAN B&W ME-LGI, который может работать на метаноле, сжиженном нефтяном газе и других жидких топливах, а также на мазуте. Хотя принцип работы двигателя ME-LGI аналогичен концепциям ME-GI, различия в свойствах топлива означают, что компоненты и вспомогательные системы ME-LGI будут отличаться от ME-GI.

Двигатель ME-LGI может поставляться в различных версиях, в зависимости от используемого типа жидкого топлива с низкой температурой воспламенения. Первым разработанным типом был ME-LGIM, предназначенный для работы на метаноле, за которым последовал ME-LGIP, работающий на сжиженном нефтяном газе. Топливо для двигателей ME-LGI классифицируется по давлению паров при 60 ° C, где метанол и этанол ниже одного бара, а СНГ и ДМЭ (диметиловый эфир) выше одного бара.

Впрыск топлива осуществляется с помощью бустерного клапана впрыска топлива (BFIV), использующего гидравлическую мощность 300 бар для повышения давления топлива до давления впрыска.BFIV представляет собой интеграцию конструкции бустера мазута MAN и его старой конструкции золотникового инжектора, которая использовалась с начала 2000-х годов. Обе конструкции хорошо зарекомендовали себя, а преимущество комбинированного решения состоит в том, что он сводит к минимуму общий вес и удаляет промежуточные трубы высокого давления. Благодаря этой конструкции общая инерция увеличивает время срабатывания клапана, а эксплуатационные испытания продемонстрировали более контролируемые профили впрыска.

SOLAS в настоящее время требует, чтобы все виды топлива, кроме СПГ (на который распространяется Кодекс IGF), имели температуру вспышки не менее 60 ° C.Этот вопрос находится на рассмотрении, но до тех пор, пока не будут приняты международные правила, использование топлива с низкой температурой воспламенения должно быть одобрено государством флага судна.

Метанол имеет температуру вспышки 11 ° C, поэтому MAN использует конструкцию с двойными стенками для всех компонентов метанола, и все утечки отслеживаются и собираются в двойном барьере, поэтому нет проблем, связанных с его использованием. Принято считать, что с метанолом работать намного проще, чем с СПГ. Чтобы можно было использовать метанол в качестве топлива на ME-LGI, крышки цилиндров оснащены клапанами форсунок усилителя топлива, разработанными специально для работы на метаноле.Для 50-цилиндрового двигателя это означает, что каждая крышка цилиндра оборудована двумя дополнительными форсунками для повышения давления метанола. Блок впрыска сжиженного газа (LGI) установлен на крышке цилиндра.

Крышка цилиндра с форсунками подкачки топлива и блоком управления LGI.

Этот блок содержит регулирующий клапан для впрыска метанольного топлива, запорный клапан активации усилителя, клапан активации принудительного всасывания, продувочный клапан LGI и впускные / выпускные клапаны метанола. Все трубы для гидравлического масла и топлива имеют двойные стенки.Кроме того, из труб с двойными стенками для метанольного топлива выводится вентиляционный воздух.

Клапан форсунки усилителя метанола должен быть охлажден, а рабочие поверхности должны быть смазаны. Для этой цели в двигатель интегрирована комбинированная система уплотнения и охлаждающего масла, обеспечивающая давление масла в системе 50 бар, и эта система одновременно смазывает все рабочие поверхности и контролирует, чтобы температура в бустерном клапане была ниже максимальной 60 ° C.

Давление уплотнительного масла создается внутри бустерного клапана, чтобы избежать загрязнения гидравлического масла, приводящего в действие клапан.У уплотнительного масла есть и другие преимущества. Это предотвращает попадание метанола в зонтичную систему и далее в сливную масляную систему. Системы охлаждающего масла и уплотнительного масла полностью интегрированы в конструкцию двигателя, включая оборудование для непрерывного мониторинга загрязнения масляной системы метанолом. Если в системе обнаружен метанол, двигатель перейдет в режим жидкого топлива, и метанол будет удален из двигателя.

В то же время сторона подачи охлаждающего масляного насоса будет переключена на чистое системное масло, а масляный контур будет промыт чистым маслом.Затем чистое масло будет собираться вместе с загрязненным маслом в резервуаре для охлаждающего масла, и система сможет продолжить работу только в том случае, если в резервуаре не обнаружено метанола.

Для обеспечения правильной температуры BFIV масло охлаждается в теплообменнике, который подключен к низкотемпературной системе охлаждения. Когда топливо впрыскивается, состояние сгорания контролируется датчиками индикатора среднего давления (PMI), расположенными в каждой из крышек цилиндров. Давление впрыска составляет примерно 500 бар.

Контролируются три условия горения, такие как давление сжатия, давление горения и давление расширения. Метанол под давлением 8 бар подается в двигатель по трубам с двойными стенками, вентилируемым сухим воздухом, отбираемым из системы пускового воздуха. Для засасывания воздуха на выходе устанавливается система вентиляции. Все метанольное топливное оборудование выполнено в двустенной конструкции, и любая утечка метанола перерастет в пары метанола.

Это контролируется датчиками УВ, расположенными рядом с выпускным отверстием системы труб с двойными стенками.В случае слишком высокого содержания паров метанола в вентиляции система безопасности отключит работу на метаноле и вернется к работе только на жидком топливе. Это переключение выполняется плавно и без потери мощности.

К концу 2019 года MAN реализовал продажи всех типов двигателей, предназначенных для работы на газе и альтернативных топливах. Хотя многие из них еще не завершены, количество задействованных судов превышает 130. Это немалое достижение, поскольку бункеровочная инфраструктура все еще находится на начальной стадии, и только суда, подходящие для конкретных рабочих районов, где есть топливо, были указанные с этими двигателями.

Новый конкурент MAN — WinGD — также демонстрирует данные о продажах своего двухтопливного двухтактного двигателя низкого давления с циклом Отто, и, похоже, MAN хотел бы конкурировать и здесь. В октябре 2019 года MAN объявил, что в сотрудничестве со своим лицензиатом Hyundai Heavy Industries разрабатывает новый двигатель, известный как ME-GA. Это двигатель низкого давления с пяти- и шестицилиндровыми моделями с диаметром цилиндра 700 мм, предназначенный в качестве первых предложений.

MAN назвала интерес со стороны сектора газовозов СПГ в качестве основного мотивационного фактора.Его двигатели ME-GI в основном поставлялись для использования на двухмоторных танкерах для перевозки СПГ, поэтому новая модель должна выйти на этот рынок, поскольку не потребует дорогостоящих устройств подачи топливного газа, таких как компрессор высокого давления для повышения давления кипения. -отходящий газ до давления впрыска 300 бар, необходимого для двигателя ME-GI.

Первый G70ME-C10.5-GA будет производить до 2830 кВт на цилиндр и соответствовать стандарту NOx Tier III в газовом режиме без дополнительной обработки выхлопных газов. Мощность при номинальной мощности L1 составит 14 150 и 16 980 кВт соответственно при частоте вращения коленчатого вала 78 об / мин в пяти- и шестицилиндровых конфигурациях.Тем не менее, компоновочная схема в каждом случае обеспечивает высокую степень гибкости и выбора в отношении указанных в контракте комбинаций максимальной продолжительной мощности и скорости. Например, у L4 SMCR мощность на цилиндр составляет 1920 кВт при 66 об / мин. Конструкция будет иметь те же очертания и площадь основания, что и двигатель G70ME-C10.5, который может выдавать до 3100 кВт на цилиндр при 78 об / мин (таблица 14.6).

Таблица 14.6. Двигатели MAN B&W ME-GA.

65

Диапазон мощности

909 (SMCR) Модель с 5 цилиндрами

Тип	Двухтопливный двухтактный
Диаметр цилиндра	700 мм
Ход поршня	3256 мм
Передаточное число ход
Мощность на цилиндр, номинал L1	2830 [защита электронной почты] об / мин
Номинальная мощность / цилиндр L2	2260 [защита по электронной почте] об / мин
Мощность / мощность цилиндра L3	2400 [электронная почта защищена ] Об / мин
Мощность на цилиндр, номинальная мощность L4	1920 кВт при 66 об / мин
Среднее эффективное давление, номинальное значение L1	17,4 бар
Варианты двигателей Номера цилиндров	5 и 6
9600–14,150 кВт
Диапазон мощности (SMCR) Модель с 6 цилиндрами	11,520–16,980 кВт

.